rtpdec_h264: Cleanup debug packet type counting
[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/base64.h"
37 #include "libavutil/avstring.h"
38 #include "libavcodec/get_bits.h"
39 #include "avformat.h"
40 #include "mpegts.h"
41
42 #include <unistd.h>
43 #include "network.h"
44 #include <assert.h>
45
46 #include "rtpdec.h"
47 #include "rtpdec_formats.h"
48
49 struct PayloadContext {
50     // sdp setup parameters
51     uint8_t profile_idc;
52     uint8_t profile_iop;
53     uint8_t level_idc;
54     int packetization_mode;
55 #ifdef DEBUG
56     int packet_types_received[32];
57 #endif
58 };
59
60 #ifdef DEBUG
61 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) data->packet_types_received[(nal) & 0x1f]++
62 #else
63 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) do { } while (0)
64 #endif
65
66 static int sdp_parse_fmtp_config_h264(AVStream *stream,
67                                       PayloadContext *h264_data,
68                                       char *attr, char *value)
69 {
70     AVCodecContext *codec = stream->codec;
71     assert(codec->codec_id == CODEC_ID_H264);
72     assert(h264_data != NULL);
73
74     if (!strcmp(attr, "packetization-mode")) {
75         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "RTP Packetization Mode: %d\n", atoi(value));
76         h264_data->packetization_mode = atoi(value);
77         /*
78          * Packetization Mode:
79          * 0 or not present: Single NAL mode (Only nals from 1-23 are allowed)
80          * 1: Non-interleaved Mode: 1-23, 24 (STAP-A), 28 (FU-A) are allowed.
81          * 2: Interleaved Mode: 25 (STAP-B), 26 (MTAP16), 27 (MTAP24), 28 (FU-A),
82          *                      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];
96             buffer[1]   = value[1];
97             buffer[2]   = '\0';
98             profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
99             buffer[0]   = value[2];
100             buffer[1]   = value[3];
101             profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
102             buffer[0]   = value[4];
103             buffer[1]   = value[5];
104             level_idc   = strtol(buffer, NULL, 16);
105
106             av_log(codec, AV_LOG_DEBUG,
107                    "RTP Profile IDC: %x Profile IOP: %x Level: %x\n",
108                    profile_idc, profile_iop, level_idc);
109             h264_data->profile_idc = profile_idc;
110             h264_data->profile_iop = profile_iop;
111             h264_data->level_idc   = level_idc;
112         }
113     } else if (!strcmp(attr, "sprop-parameter-sets")) {
114         uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
115         codec->extradata_size = 0;
116         codec->extradata      = NULL;
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                     if (codec->extradata_size) {
141                         memcpy(dest, codec->extradata, codec->extradata_size);
142                         av_free(codec->extradata);
143                     }
144
145                     memcpy(dest + codec->extradata_size, start_sequence,
146                            sizeof(start_sequence));
147                     memcpy(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence),
148                            decoded_packet, packet_size);
149                     memset(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence) +
150                            packet_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
151
152                     codec->extradata       = dest;
153                     codec->extradata_size += sizeof(start_sequence) + packet_size;
154                 } else {
155                     av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
156                            "Unable to allocate memory for extradata!");
157                     return AVERROR(ENOMEM);
158                 }
159             }
160         }
161         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)!",
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, int flags)
171 {
172     uint8_t nal;
173     uint8_t type;
174     int result = 0;
175     uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
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         av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence));
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                     av_new_packet(pkt, total_length);
252                     dst = pkt->data;
253                 } else {
254                     assert(dst - pkt->data == total_length);
255                 }
256             }
257         }
258         break;
259
260     case 25:                   // STAP-B
261     case 26:                   // MTAP-16
262     case 27:                   // MTAP-24
263     case 29:                   // FU-B
264         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
265                "Unhandled type (%d) (See RFC for implementation details\n",
266                type);
267         result = AVERROR(ENOSYS);
268         break;
269
270     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
271         buf++;
272         len--;                 // skip the fu_indicator
273         if (len > 1) {
274             // these are the same as above, we just redo them here for clarity
275             uint8_t fu_indicator      = nal;
276             uint8_t fu_header         = *buf;
277             uint8_t start_bit         = fu_header >> 7;
278             uint8_t av_unused end_bit = (fu_header & 0x40) >> 6;
279             uint8_t nal_type          = fu_header & 0x1f;
280             uint8_t reconstructed_nal;
281
282             // Reconstruct this packet's true nal; only the data follows.
283             /* The original nal forbidden bit and NRI are stored in this
284              * packet's nal. */
285             reconstructed_nal  = fu_indicator & 0xe0;
286             reconstructed_nal |= nal_type;
287
288             // skip the fu_header
289             buf++;
290             len--;
291
292             if (start_bit)
293                 COUNT_NAL_TYPE(data, nal_type);
294             if (start_bit) {
295                 /* copy in the start sequence, and the reconstructed nal */
296                 av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence) + sizeof(nal) + len);
297                 memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
298                 pkt->data[sizeof(start_sequence)] = reconstructed_nal;
299                 memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence) + sizeof(nal), buf, len);
300             } else {
301                 av_new_packet(pkt, len);
302                 memcpy(pkt->data, buf, len);
303             }
304         } else {
305             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H264 RTP packet\n");
306             result = AVERROR_INVALIDDATA;
307         }
308         break;
309
310     case 30:                   // undefined
311     case 31:                   // undefined
312     default:
313         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)", type);
314         result = AVERROR_INVALIDDATA;
315         break;
316     }
317
318     pkt->stream_index = st->index;
319
320     return result;
321 }
322
323 static PayloadContext *h264_new_context(void)
324 {
325     return av_mallocz(sizeof(PayloadContext) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
326 }
327
328 static void h264_free_context(PayloadContext *data)
329 {
330 #ifdef DEBUG
331     int ii;
332
333     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
334         if (data->packet_types_received[ii])
335             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
336                    data->packet_types_received[ii], ii);
337     }
338 #endif
339
340     av_free(data);
341 }
342
343 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
344                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
345 {
346     AVStream *stream;
347     AVCodecContext *codec;
348     const char *p = line;
349
350     if (st_index < 0)
351         return 0;
352
353     stream = s->streams[st_index];
354     codec  = stream->codec;
355
356     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
357         char buf1[50];
358         char *dst = buf1;
359
360         // remove the protocol identifier
361         while (*p && *p == ' ')
362             p++;                     // strip spaces.
363         while (*p && *p != ' ')
364             p++;                     // eat protocol identifier
365         while (*p && *p == ' ')
366             p++;                     // strip trailing spaces.
367         while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1)
368             *dst++ = *p++;
369         *dst = '\0';
370
371         // a='framesize:96 320-240'
372         // set our parameters
373         codec->width   = atoi(buf1);
374         codec->height  = atoi(p + 1); // skip the -
375         codec->pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
376     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
377         return ff_parse_fmtp(stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
378     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
379         // could use this if we wanted.
380     }
381
382     return 0;
383 }
384
385 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
386     .enc_name         = "H264",
387     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
388     .codec_id         = CODEC_ID_H264,
389     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
390     .alloc            = h264_new_context,
391     .free             = h264_free_context,
392     .parse_packet     = h264_handle_packet
393 };