cmdutils: allow matching by metadata in stream specifiers
[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,
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(AVFormatContext *s,
68                                       AVStream *stream,
69                                       PayloadContext *h264_data,
70                                       char *attr, char *value)
71 {
72     AVCodecContext *codec = stream->codec;
73     assert(codec->codec_id == AV_CODEC_ID_H264);
74     assert(h264_data != NULL);
75
76     if (!strcmp(attr, "packetization-mode")) {
77         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "RTP Packetization Mode: %d\n", atoi(value));
78         h264_data->packetization_mode = atoi(value);
79         /*
80          * Packetization Mode:
81          * 0 or not present: Single NAL mode (Only nals from 1-23 are allowed)
82          * 1: Non-interleaved Mode: 1-23, 24 (STAP-A), 28 (FU-A) are allowed.
83          * 2: Interleaved Mode: 25 (STAP-B), 26 (MTAP16), 27 (MTAP24), 28 (FU-A),
84          *                      and 29 (FU-B) are allowed.
85          */
86         if (h264_data->packetization_mode > 1)
87             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
88                    "Interleaved RTP mode is not supported yet.\n");
89     } else if (!strcmp(attr, "profile-level-id")) {
90         if (strlen(value) == 6) {
91             char buffer[3];
92             // 6 characters=3 bytes, in hex.
93             uint8_t profile_idc;
94             uint8_t profile_iop;
95             uint8_t level_idc;
96
97             buffer[0]   = value[0];
98             buffer[1]   = value[1];
99             buffer[2]   = '\0';
100             profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
101             buffer[0]   = value[2];
102             buffer[1]   = value[3];
103             profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
104             buffer[0]   = value[4];
105             buffer[1]   = value[5];
106             level_idc   = strtol(buffer, NULL, 16);
107
108             av_log(s, 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         codec->extradata_size = 0;
117         av_freep(&codec->extradata);
118
119         while (*value) {
120             char base64packet[1024];
121             uint8_t decoded_packet[1024];
122             int 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,
135                                            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                     av_log(s, AV_LOG_ERROR,
142                            "Unable to allocate memory for extradata!\n");
143                     return AVERROR(ENOMEM);
144                 }
145                 if (codec->extradata_size) {
146                     memcpy(dest, codec->extradata, codec->extradata_size);
147                     av_free(codec->extradata);
148                 }
149
150                 memcpy(dest + codec->extradata_size, start_sequence,
151                        sizeof(start_sequence));
152                 memcpy(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence),
153                        decoded_packet, packet_size);
154                 memset(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence) +
155                        packet_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
156
157                 codec->extradata       = dest;
158                 codec->extradata_size += sizeof(start_sequence) + packet_size;
159             }
160         }
161         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)!\n",
162                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, PayloadContext *data,
169                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
170                               const uint8_t *buf, int len, uint16_t seq,
171                               int flags)
172 {
173     uint8_t nal;
174     uint8_t type;
175     int result = 0;
176
177     if (!len) {
178         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Empty H264 RTP packet\n");
179         return AVERROR_INVALIDDATA;
180     }
181     nal  = buf[0];
182     type = nal & 0x1f;
183
184     assert(data);
185     assert(buf);
186
187     /* Simplify the case (these are all the nal types used internally by
188      * the h264 codec). */
189     if (type >= 1 && type <= 23)
190         type = 1;
191     switch (type) {
192     case 0:                    // undefined, but pass them through
193     case 1:
194         if ((result = av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence))) < 0)
195             return result;
196         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
197         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
198         COUNT_NAL_TYPE(data, nal);
199         break;
200
201     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
202         // consume the STAP-A NAL
203         buf++;
204         len--;
205         // first we are going to figure out the total size
206         {
207             int pass         = 0;
208             int total_length = 0;
209             uint8_t *dst     = NULL;
210
211             for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
212                 const uint8_t *src = buf;
213                 int src_len        = len;
214
215                 while (src_len > 2) {
216                     uint16_t nal_size = AV_RB16(src);
217
218                     // consume the length of the aggregate
219                     src     += 2;
220                     src_len -= 2;
221
222                     if (nal_size <= src_len) {
223                         if (pass == 0) {
224                             // counting
225                             total_length += sizeof(start_sequence) + nal_size;
226                         } else {
227                             // copying
228                             assert(dst);
229                             memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
230                             dst += sizeof(start_sequence);
231                             memcpy(dst, src, nal_size);
232                             COUNT_NAL_TYPE(data, *src);
233                             dst += nal_size;
234                         }
235                     } else {
236                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
237                                "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
238                     }
239
240                     // eat what we handled
241                     src     += nal_size;
242                     src_len -= nal_size;
243
244                     if (src_len < 0)
245                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
246                                "Consumed more bytes than we got! (%d)\n", src_len);
247                 }
248
249                 if (pass == 0) {
250                     /* now we know the total size of the packet (with the
251                      * start sequences added) */
252                     if ((result = av_new_packet(pkt, total_length)) < 0)
253                         return result;
254                     dst = pkt->data;
255                 } else {
256                     assert(dst - pkt->data == total_length);
257                 }
258             }
259         }
260         break;
261
262     case 25:                   // STAP-B
263     case 26:                   // MTAP-16
264     case 27:                   // MTAP-24
265     case 29:                   // FU-B
266         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
267                "Unhandled type (%d) (See RFC for implementation details\n",
268                type);
269         result = AVERROR(ENOSYS);
270         break;
271
272     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
273         buf++;
274         len--;                 // skip the fu_indicator
275         if (len > 1) {
276             // these are the same as above, we just redo them here for clarity
277             uint8_t fu_indicator      = nal;
278             uint8_t fu_header         = *buf;
279             uint8_t start_bit         = fu_header >> 7;
280             uint8_t av_unused end_bit = (fu_header & 0x40) >> 6;
281             uint8_t nal_type          = fu_header & 0x1f;
282             uint8_t reconstructed_nal;
283
284             // Reconstruct this packet's true nal; only the data follows.
285             /* The original nal forbidden bit and NRI are stored in this
286              * packet's nal. */
287             reconstructed_nal  = fu_indicator & 0xe0;
288             reconstructed_nal |= nal_type;
289
290             // skip the fu_header
291             buf++;
292             len--;
293
294             if (start_bit)
295                 COUNT_NAL_TYPE(data, nal_type);
296             if (start_bit) {
297                 /* copy in the start sequence, and the reconstructed nal */
298                 if ((result = av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence) + sizeof(nal) + len)) < 0)
299                     return result;
300                 memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
301                 pkt->data[sizeof(start_sequence)] = reconstructed_nal;
302                 memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence) + sizeof(nal), buf, len);
303             } else {
304                 if ((result = av_new_packet(pkt, len)) < 0)
305                     return result;
306                 memcpy(pkt->data, buf, len);
307             }
308         } else {
309             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H264 RTP packet\n");
310             result = AVERROR_INVALIDDATA;
311         }
312         break;
313
314     case 30:                   // undefined
315     case 31:                   // undefined
316     default:
317         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)\n", type);
318         result = AVERROR_INVALIDDATA;
319         break;
320     }
321
322     pkt->stream_index = st->index;
323
324     return result;
325 }
326
327 static PayloadContext *h264_new_context(void)
328 {
329     return av_mallocz(sizeof(PayloadContext) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
330 }
331
332 static void h264_free_context(PayloadContext *data)
333 {
334 #ifdef DEBUG
335     int ii;
336
337     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
338         if (data->packet_types_received[ii])
339             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
340                    data->packet_types_received[ii], ii);
341     }
342 #endif
343
344     av_free(data);
345 }
346
347 static av_cold int h264_init(AVFormatContext *s, int st_index,
348                              PayloadContext *data)
349 {
350     if (st_index < 0)
351         return 0;
352     s->streams[st_index]->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
353     return 0;
354 }
355
356 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
357                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
358 {
359     AVStream *stream;
360     AVCodecContext *codec;
361     const char *p = line;
362
363     if (st_index < 0)
364         return 0;
365
366     stream = s->streams[st_index];
367     codec  = stream->codec;
368
369     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
370         char buf1[50];
371         char *dst = buf1;
372
373         // remove the protocol identifier
374         while (*p && *p == ' ')
375             p++;                     // strip spaces.
376         while (*p && *p != ' ')
377             p++;                     // eat protocol identifier
378         while (*p && *p == ' ')
379             p++;                     // strip trailing spaces.
380         while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1)
381             *dst++ = *p++;
382         *dst = '\0';
383
384         // a='framesize:96 320-240'
385         // set our parameters
386         codec->width   = atoi(buf1);
387         codec->height  = atoi(p + 1); // skip the -
388     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
389         return ff_parse_fmtp(s, stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
390     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
391         // could use this if we wanted.
392     }
393
394     return 0;
395 }
396
397 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
398     .enc_name         = "H264",
399     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
400     .codec_id         = AV_CODEC_ID_H264,
401     .init             = h264_init,
402     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
403     .alloc            = h264_new_context,
404     .free             = h264_free_context,
405     .parse_packet     = h264_handle_packet
406 };