git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/rtpdec_h264.c

   1 /*
   2  * RTP H.264 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/intreadwrite.h"
  39 #include "libavutil/avstring.h"
  40 #include "avformat.h"
  41
  42 #include "rtpdec.h"
  43 #include "rtpdec_formats.h"
  44
  45 struct PayloadContext {
  46     // sdp setup parameters
  47     uint8_t profile_idc;
  48     uint8_t profile_iop;
  49     uint8_t level_idc;
  50     int packetization_mode;
  51 #ifdef DEBUG
  52     int packet_types_received[32];
  53 #endif
  54 };
  55
  56 #ifdef DEBUG
  57 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) data->packet_types_received[(nal) & 0x1f]++
  58 #define NAL_COUNTERS data->packet_types_received
  59 #else
  60 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) do { } while (0)
  61 #define NAL_COUNTERS NULL
  62 #endif
  63 #define NAL_MASK 0x1f
  64
  65 static const uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
  66
  67 static void parse_profile_level_id(AVFormatContext *s,
  68                                    PayloadContext *h264_data,
  69                                    const char *value)
  70 {
  71     char buffer[3];
  72     // 6 characters=3 bytes, in hex.
  73     uint8_t profile_idc;
  74     uint8_t profile_iop;
  75     uint8_t level_idc;
  76
  77     buffer[0]   = value[0];
  78     buffer[1]   = value[1];
  79     buffer[2]   = '\0';
  80     profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
  81     buffer[0]   = value[2];
  82     buffer[1]   = value[3];
  83     profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
  84     buffer[0]   = value[4];
  85     buffer[1]   = value[5];
  86     level_idc   = strtol(buffer, NULL, 16);
  87
  88     av_log(s, AV_LOG_DEBUG,
  89            "RTP Profile IDC: %x Profile IOP: %x Level: %x\n",
  90            profile_idc, profile_iop, level_idc);
  91     h264_data->profile_idc = profile_idc;
  92     h264_data->profile_iop = profile_iop;
  93     h264_data->level_idc   = level_idc;
  94 }
  95
  96 int ff_h264_parse_sprop_parameter_sets(AVFormatContext *s,
  97                                        uint8_t **data_ptr, int *size_ptr,
  98                                        const char *value)
  99 {
 100     char base64packet[1024];
 101     uint8_t decoded_packet[1024];
 102     int packet_size;
 103
 104     while (*value) {
 105         char *dst = base64packet;
 106
 107         while (*value && *value != ','
 108                && (dst - base64packet) < sizeof(base64packet) - 1) {
 109             *dst++ = *value++;
 110         }
 111         *dst++ = '\0';
 112
 113         if (*value == ',')
 114             value++;
 115
 116         packet_size = av_base64_decode(decoded_packet, base64packet,
 117                                        sizeof(decoded_packet));
 118         if (packet_size > 0) {
 119             uint8_t *dest = av_realloc(*data_ptr,
 120                                        packet_size + sizeof(start_sequence) +
 121                                        *size_ptr +
 122                                        AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 123             if (!dest) {
 124                 av_log(s, AV_LOG_ERROR,
 125                        "Unable to allocate memory for extradata!\n");
 126                 return AVERROR(ENOMEM);
 127             }
 128             *data_ptr = dest;
 129
 130             memcpy(dest + *size_ptr, start_sequence,
 131                    sizeof(start_sequence));
 132             memcpy(dest + *size_ptr + sizeof(start_sequence),
 133                    decoded_packet, packet_size);
 134             memset(dest + *size_ptr + sizeof(start_sequence) +
 135                    packet_size, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 136
 137             *size_ptr += sizeof(start_sequence) + packet_size;
 138         }
 139     }
 140
 141     return 0;
 142 }
 143
 144 static int sdp_parse_fmtp_config_h264(AVFormatContext *s,
 145                                       AVStream *stream,
 146                                       PayloadContext *h264_data,
 147                                       const char *attr, const char *value)
 148 {
 149     AVCodecParameters *par = stream->codecpar;
 150
 151     if (!strcmp(attr, "packetization-mode")) {
 152         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "RTP Packetization Mode: %d\n", atoi(value));
 153         h264_data->packetization_mode = atoi(value);
 154         /*
 155          * Packetization Mode:
 156          * 0 or not present: Single NAL mode (Only nals from 1-23 are allowed)
 157          * 1: Non-interleaved Mode: 1-23, 24 (STAP-A), 28 (FU-A) are allowed.
 158          * 2: Interleaved Mode: 25 (STAP-B), 26 (MTAP16), 27 (MTAP24), 28 (FU-A),
 159          *                      and 29 (FU-B) are allowed.
 160          */
 161         if (h264_data->packetization_mode > 1)
 162             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
 163                    "Interleaved RTP mode is not supported yet.\n");
 164     } else if (!strcmp(attr, "profile-level-id")) {
 165         if (strlen(value) == 6)
 166             parse_profile_level_id(s, h264_data, value);
 167     } else if (!strcmp(attr, "sprop-parameter-sets")) {
 168         int ret;
 169         if (*value == 0 || value[strlen(value) - 1] == ',') {
 170             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Missing PPS in sprop-parameter-sets, ignoring\n");
 171             return 0;
 172         }
 173         par->extradata_size = 0;
 174         av_freep(&par->extradata);
 175         ret = ff_h264_parse_sprop_parameter_sets(s, &par->extradata,
 176                                                  &par->extradata_size, value);
 177         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)\n",
 178                par->extradata, par->extradata_size);
 179         return ret;
 180     }
 181     return 0;
 182 }
 183
 184 void ff_h264_parse_framesize(AVCodecParameters *par, const char *p)
 185 {
 186     char buf1[50];
 187     char *dst = buf1;
 188
 189     // remove the protocol identifier
 190     while (*p && *p == ' ')
 191         p++;                     // strip spaces.
 192     while (*p && *p != ' ')
 193         p++;                     // eat protocol identifier
 194     while (*p && *p == ' ')
 195         p++;                     // strip trailing spaces.
 196     while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1)
 197         *dst++ = *p++;
 198     *dst = '\0';
 199
 200     // a='framesize:96 320-240'
 201     // set our parameters
 202     par->width   = atoi(buf1);
 203     par->height  = atoi(p + 1); // skip the -
 204 }
 205
 206 int ff_h264_handle_aggregated_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data, AVPacket *pkt,
 207                                      const uint8_t *buf, int len,
 208                                      int skip_between, int *nal_counters,
 209                                      int nal_mask)
 210 {
 211     int pass         = 0;
 212     int total_length = 0;
 213     uint8_t *dst     = NULL;
 214     int ret;
 215
 216     // first we are going to figure out the total size
 217     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 218         const uint8_t *src = buf;
 219         int src_len        = len;
 220
 221         while (src_len > 2) {
 222             uint16_t nal_size = AV_RB16(src);
 223
 224             // consume the length of the aggregate
 225             src     += 2;
 226             src_len -= 2;
 227
 228             if (nal_size <= src_len) {
 229                 if (pass == 0) {
 230                     // counting
 231                     total_length += sizeof(start_sequence) + nal_size;
 232                 } else {
 233                     // copying
 234                     memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 235                     dst += sizeof(start_sequence);
 236                     memcpy(dst, src, nal_size);
 237                     if (nal_counters)
 238                         nal_counters[(*src) & nal_mask]++;
 239                     dst += nal_size;
 240                 }
 241             } else {
 242                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 243                        "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
 244                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 245             }
 246
 247             // eat what we handled
 248             src     += nal_size + skip_between;
 249             src_len -= nal_size + skip_between;
 250         }
 251
 252         if (pass == 0) {
 253             /* now we know the total size of the packet (with the
 254              * start sequences added) */
 255             if ((ret = av_new_packet(pkt, total_length)) < 0)
 256                 return ret;
 257             dst = pkt->data;
 258         }
 259     }
 260
 261     return 0;
 262 }
 263
 264 int ff_h264_handle_frag_packet(AVPacket *pkt, const uint8_t *buf, int len,
 265                                int start_bit, const uint8_t *nal_header,
 266                                int nal_header_len)
 267 {
 268     int ret;
 269     int tot_len = len;
 270     int pos = 0;
 271     if (start_bit)
 272         tot_len += sizeof(start_sequence) + nal_header_len;
 273     if ((ret = av_new_packet(pkt, tot_len)) < 0)
 274         return ret;
 275     if (start_bit) {
 276         memcpy(pkt->data + pos, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 277         pos += sizeof(start_sequence);
 278         memcpy(pkt->data + pos, nal_header, nal_header_len);
 279         pos += nal_header_len;
 280     }
 281     memcpy(pkt->data + pos, buf, len);
 282     return 0;
 283 }
 284
 285 static int h264_handle_packet_fu_a(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data, AVPacket *pkt,
 286                                    const uint8_t *buf, int len,
 287                                    int *nal_counters, int nal_mask)
 288 {
 289     uint8_t fu_indicator, fu_header, start_bit, nal_type, nal;
 290
 291     if (len < 3) {
 292         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H.264 RTP packet\n");
 293         return AVERROR_INVALIDDATA;
 294     }
 295
 296     fu_indicator = buf[0];
 297     fu_header    = buf[1];
 298     start_bit    = fu_header >> 7;
 299     nal_type     = fu_header & 0x1f;
 300     nal          = fu_indicator & 0xe0 | nal_type;
 301
 302     // skip the fu_indicator and fu_header
 303     buf += 2;
 304     len -= 2;
 305
 306     if (start_bit && nal_counters)
 307         nal_counters[nal_type & nal_mask]++;
 308     return ff_h264_handle_frag_packet(pkt, buf, len, start_bit, &nal, 1);
 309 }
 310
 311 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet
 312 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data,
 313                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
 314                               const uint8_t *buf, int len, uint16_t seq,
 315                               int flags)
 316 {
 317     uint8_t nal;
 318     uint8_t type;
 319     int result = 0;
 320
 321     if (!len) {
 322         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Empty H.264 RTP packet\n");
 323         return AVERROR_INVALIDDATA;
 324     }
 325     nal  = buf[0];
 326     type = nal & 0x1f;
 327
 328     /* Simplify the case (these are all the NAL types used internally by
 329      * the H.264 codec). */
 330     if (type >= 1 && type <= 23)
 331         type = 1;
 332     switch (type) {
 333     case 0:                    // undefined, but pass them through
 334     case 1:
 335         if ((result = av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence))) < 0)
 336             return result;
 337         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 338         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
 339         COUNT_NAL_TYPE(data, nal);
 340         break;
 341
 342     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
 343         // consume the STAP-A NAL
 344         buf++;
 345         len--;
 346         result = ff_h264_handle_aggregated_packet(ctx, data, pkt, buf, len, 0,
 347                                                   NAL_COUNTERS, NAL_MASK);
 348         break;
 349
 350     case 25:                   // STAP-B
 351     case 26:                   // MTAP-16
 352     case 27:                   // MTAP-24
 353     case 29:                   // FU-B
 354         avpriv_report_missing_feature(ctx, "RTP H.264 NAL unit type %d", type);
 355         result = AVERROR_PATCHWELCOME;
 356         break;
 357
 358     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
 359         result = h264_handle_packet_fu_a(ctx, data, pkt, buf, len,
 360                                          NAL_COUNTERS, NAL_MASK);
 361         break;
 362
 363     case 30:                   // undefined
 364     case 31:                   // undefined
 365     default:
 366         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)\n", type);
 367         result = AVERROR_INVALIDDATA;
 368         break;
 369     }
 370
 371     pkt->stream_index = st->index;
 372
 373     return result;
 374 }
 375
 376 static void h264_close_context(PayloadContext *data)
 377 {
 378 #ifdef DEBUG
 379     int ii;
 380
 381     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
 382         if (data->packet_types_received[ii])
 383             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
 384                    data->packet_types_received[ii], ii);
 385     }
 386 #endif
 387 }
 388
 389 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
 390                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
 391 {
 392     AVStream *stream;
 393     const char *p = line;
 394
 395     if (st_index < 0)
 396         return 0;
 397
 398     stream = s->streams[st_index];
 399
 400     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
 401         ff_h264_parse_framesize(stream->codecpar, p);
 402     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
 403         return ff_parse_fmtp(s, stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
 404     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
 405         // could use this if we wanted.
 406     }
 407
 408     return 0;
 409 }
 410
 411 const RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
 412     .enc_name         = "H264",
 413     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 414     .codec_id         = AV_CODEC_ID_H264,
 415     .need_parsing     = AVSTREAM_PARSE_FULL,
 416     .priv_data_size   = sizeof(PayloadContext),
 417     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
 418     .close            = h264_close_context,
 419     .parse_packet     = h264_handle_packet,
 420 };