eb20397811cca8452c77ab7d8ce64085617678fe
[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     //sdp setup parameters
57     uint8_t profile_idc;        ///< from the sdp setup parameters.
58     uint8_t profile_iop;        ///< from the sdp setup parameters.
59     uint8_t level_idc;          ///< from the sdp setup parameters.
60     int packetization_mode;     ///< from the sdp setup parameters.
61 #ifdef DEBUG
62     int packet_types_received[32];
63 #endif
64 };
65
66 /* ---------------- private code */
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 == 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), and 29 (FU-B) are allowed.
83          */
84         if (h264_data->packetization_mode > 1)
85             av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
86                    "Interleaved RTP mode is not supported yet.");
87     } else if (!strcmp(attr, "profile-level-id")) {
88         if (strlen(value) == 6) {
89             char buffer[3];
90             // 6 characters=3 bytes, in hex.
91             uint8_t profile_idc;
92             uint8_t profile_iop;
93             uint8_t level_idc;
94
95             buffer[0] = value[0]; buffer[1] = value[1]; buffer[2] = '\0';
96             profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
97             buffer[0] = value[2]; buffer[1] = value[3];
98             profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
99             buffer[0] = value[4]; buffer[1] = value[5];
100             level_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
101
102             // set the parameters...
103             av_log(codec, AV_LOG_DEBUG,
104                    "RTP Profile IDC: %x Profile IOP: %x Level: %x\n",
105                    profile_idc, profile_iop, level_idc);
106             h264_data->profile_idc = profile_idc;
107             h264_data->profile_iop = profile_iop;
108             h264_data->level_idc = level_idc;
109         }
110     } else  if (!strcmp(attr, "sprop-parameter-sets")) {
111         uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
112         codec->extradata_size= 0;
113         codec->extradata= NULL;
114
115         while (*value) {
116             char base64packet[1024];
117             uint8_t decoded_packet[1024];
118             int packet_size;
119             char *dst = base64packet;
120
121             while (*value && *value != ','
122                    && (dst - base64packet) < sizeof(base64packet) - 1) {
123                 *dst++ = *value++;
124             }
125             *dst++ = '\0';
126
127             if (*value == ',')
128                 value++;
129
130             packet_size= av_base64_decode(decoded_packet, base64packet, sizeof(decoded_packet));
131             if (packet_size > 0) {
132                 uint8_t *dest = av_malloc(packet_size + sizeof(start_sequence) +
133                                          codec->extradata_size +
134                                          FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
135                 if(dest)
136                 {
137                     if(codec->extradata_size)
138                     {
139                         // av_realloc?
140                         memcpy(dest, codec->extradata, codec->extradata_size);
141                         av_free(codec->extradata);
142                     }
143
144                     memcpy(dest+codec->extradata_size, start_sequence, sizeof(start_sequence));
145                     memcpy(dest+codec->extradata_size+sizeof(start_sequence), decoded_packet, packet_size);
146                     memset(dest+codec->extradata_size+sizeof(start_sequence)+
147                            packet_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
148
149                     codec->extradata= dest;
150                     codec->extradata_size+= sizeof(start_sequence)+packet_size;
151                 } else {
152                     av_log(codec, AV_LOG_ERROR, "Unable to allocate memory for extradata!");
153                     return AVERROR(ENOMEM);
154                 }
155             }
156         }
157         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)!", codec->extradata, codec->extradata_size);
158     }
159     return 0;
160 }
161
162 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet...
163 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx,
164                               PayloadContext *data,
165                               AVStream *st,
166                               AVPacket * pkt,
167                               uint32_t * timestamp,
168                               const uint8_t * buf,
169                               int len, int flags)
170 {
171     uint8_t nal;
172     uint8_t type;
173     int result= 0;
174     uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
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 #ifdef DEBUG
184     assert(data);
185 #endif
186     assert(buf);
187
188     if (type >= 1 && type <= 23)
189         type = 1;              // simplify the case. (these are all the nal types used internally by the h264 codec)
190     switch (type) {
191     case 0:                    // undefined, but pass them through
192     case 1:
193         av_new_packet(pkt, len+sizeof(start_sequence));
194         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
195         memcpy(pkt->data+sizeof(start_sequence), buf, len);
196 #ifdef DEBUG
197         data->packet_types_received[nal & 0x1f]++;
198 #endif
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); // this going to be a problem if unaligned (can it be?)
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 #ifdef DEBUG
233                             data->packet_types_received[*src & 0x1f]++;
234 #endif
235                             dst+= nal_size;
236                         }
237                     } else {
238                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
239                                "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
240                     }
241
242                     // eat what we handled...
243                     src += nal_size;
244                     src_len -= nal_size;
245
246                     if (src_len < 0)
247                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
248                                "Consumed more bytes than we got! (%d)\n", src_len);
249                 }
250
251                 if(pass==0) {
252                     // now we know the total size of the packet (with the start sequences added)
253                     av_new_packet(pkt, total_length);
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;   // read the fu_header.
279             uint8_t start_bit = fu_header >> 7;
280 //            uint8_t 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             reconstructed_nal = fu_indicator & (0xe0);  // the original nal forbidden bit and NRI are stored in this packet's nal;
286             reconstructed_nal |= nal_type;
287
288             // skip the fu_header...
289             buf++;
290             len--;
291
292 #ifdef DEBUG
293             if (start_bit)
294                 data->packet_types_received[nal_type]++;
295 #endif
296             if(start_bit) {
297                 // copy in the start sequence, and the reconstructed nal....
298                 av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence)+sizeof(nal)+len);
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                 av_new_packet(pkt, len);
304                 memcpy(pkt->data, buf, len);
305             }
306         } else {
307             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H264 RTP packet\n");
308             result = AVERROR_INVALIDDATA;
309         }
310         break;
311
312     case 30:                   // undefined
313     case 31:                   // undefined
314     default:
315         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)", type);
316         result = AVERROR_INVALIDDATA;
317         break;
318     }
319
320     pkt->stream_index = st->index;
321
322     return result;
323 }
324
325 /* ---------------- public code */
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 int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
347                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
348 {
349     AVStream *stream;
350     AVCodecContext *codec;
351     const char *p = line;
352
353     if (st_index < 0)
354         return 0;
355
356     stream = s->streams[st_index];
357     codec = stream->codec;
358
359     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
360         char buf1[50];
361         char *dst = buf1;
362
363         // remove the protocol identifier..
364         while (*p && *p == ' ') p++; // strip spaces.
365         while (*p && *p != ' ') p++; // eat protocol identifier
366         while (*p && *p == ' ') p++; // strip trailing spaces.
367         while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1) {
368             *dst++ = *p++;
369         }
370         *dst = '\0';
371
372         // a='framesize:96 320-240'
373         // set our parameters..
374         codec->width = atoi(buf1);
375         codec->height = atoi(p + 1); // skip the -
376         codec->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
377     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
378         return ff_parse_fmtp(stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
379     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
380         // could use this if we wanted.
381     }
382
383     return 0;                   // keep processing it the normal way...
384 }
385
386 /**
387 This is the structure for expanding on the dynamic rtp protocols (makes everything static. yay!)
388 */
389 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
390     .enc_name         = "H264",
391     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
392     .codec_id         = CODEC_ID_H264,
393     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
394     .alloc            = h264_new_context,
395     .free             = h264_free_context,
396     .parse_packet     = h264_handle_packet
397 };