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

   1 /*
   2  * RTP input format
   3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
   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 /* needed for gethostname() */
  23 #define _XOPEN_SOURCE 600
  24
  25 #include "libavcodec/get_bits.h"
  26 #include "avformat.h"
  27 #include "mpegts.h"
  28
  29 #include <unistd.h>
  30 #include "network.h"
  31
  32 #include "rtpdec.h"
  33 #include "rtp_asf.h"
  34 #include "rtp_h264.h"
  35
  36 //#define DEBUG
  37
  38 /* TODO: - add RTCP statistics reporting (should be optional).
  39
  40          - add support for h263/mpeg4 packetized output : IDEA: send a
  41          buffer to 'rtp_write_packet' contains all the packets for ONE
  42          frame. Each packet should have a four byte header containing
  43          the length in big endian format (same trick as
  44          'url_open_dyn_packet_buf')
  45 */
  46
  47 /* statistics functions */
  48 RTPDynamicProtocolHandler *RTPFirstDynamicPayloadHandler= NULL;
  49
  50 static RTPDynamicProtocolHandler mp4v_es_handler= {"MP4V-ES", CODEC_TYPE_VIDEO, CODEC_ID_MPEG4};
  51 static RTPDynamicProtocolHandler mpeg4_generic_handler= {"mpeg4-generic", CODEC_TYPE_AUDIO, CODEC_ID_AAC};
  52
  53 void ff_register_dynamic_payload_handler(RTPDynamicProtocolHandler *handler)
  54 {
  55     handler->next= RTPFirstDynamicPayloadHandler;
  56     RTPFirstDynamicPayloadHandler= handler;
  57 }
  58
  59 void av_register_rtp_dynamic_payload_handlers(void)
  60 {
  61     ff_register_dynamic_payload_handler(&mp4v_es_handler);
  62     ff_register_dynamic_payload_handler(&mpeg4_generic_handler);
  63     ff_register_dynamic_payload_handler(&ff_h264_dynamic_handler);
  64
  65     ff_register_dynamic_payload_handler(&ff_ms_rtp_asf_pfv_handler);
  66     ff_register_dynamic_payload_handler(&ff_ms_rtp_asf_pfa_handler);
  67 }
  68
  69 static int rtcp_parse_packet(RTPDemuxContext *s, const unsigned char *buf, int len)
  70 {
  71     if (buf[1] != 200)
  72         return -1;
  73     s->last_rtcp_ntp_time = AV_RB64(buf + 8);
  74     if (s->first_rtcp_ntp_time == AV_NOPTS_VALUE)
  75         s->first_rtcp_ntp_time = s->last_rtcp_ntp_time;
  76     s->last_rtcp_timestamp = AV_RB32(buf + 16);
  77     return 0;
  78 }
  79
  80 #define RTP_SEQ_MOD (1<<16)
  81
  82 /**
  83 * called on parse open packet
  84 */
  85 static void rtp_init_statistics(RTPStatistics *s, uint16_t base_sequence) // called on parse open packet.
  86 {
  87     memset(s, 0, sizeof(RTPStatistics));
  88     s->max_seq= base_sequence;
  89     s->probation= 1;
  90 }
  91
  92 /**
  93 * called whenever there is a large jump in sequence numbers, or when they get out of probation...
  94 */
  95 static void rtp_init_sequence(RTPStatistics *s, uint16_t seq)
  96 {
  97     s->max_seq= seq;
  98     s->cycles= 0;
  99     s->base_seq= seq -1;
 100     s->bad_seq= RTP_SEQ_MOD + 1;
 101     s->received= 0;
 102     s->expected_prior= 0;
 103     s->received_prior= 0;
 104     s->jitter= 0;
 105     s->transit= 0;
 106 }
 107
 108 /**
 109 * returns 1 if we should handle this packet.
 110 */
 111 static int rtp_valid_packet_in_sequence(RTPStatistics *s, uint16_t seq)
 112 {
 113     uint16_t udelta= seq - s->max_seq;
 114     const int MAX_DROPOUT= 3000;
 115     const int MAX_MISORDER = 100;
 116     const int MIN_SEQUENTIAL = 2;
 117
 118     /* source not valid until MIN_SEQUENTIAL packets with sequence seq. numbers have been received */
 119     if(s->probation)
 120     {
 121         if(seq==s->max_seq + 1) {
 122             s->probation--;
 123             s->max_seq= seq;
 124             if(s->probation==0) {
 125                 rtp_init_sequence(s, seq);
 126                 s->received++;
 127                 return 1;
 128             }
 129         } else {
 130             s->probation= MIN_SEQUENTIAL - 1;
 131             s->max_seq = seq;
 132         }
 133     } else if (udelta < MAX_DROPOUT) {
 134         // in order, with permissible gap
 135         if(seq < s->max_seq) {
 136             //sequence number wrapped; count antother 64k cycles
 137             s->cycles += RTP_SEQ_MOD;
 138         }
 139         s->max_seq= seq;
 140     } else if (udelta <= RTP_SEQ_MOD - MAX_MISORDER) {
 141         // sequence made a large jump...
 142         if(seq==s->bad_seq) {
 143             // two sequential packets-- assume that the other side restarted without telling us; just resync.
 144             rtp_init_sequence(s, seq);
 145         } else {
 146             s->bad_seq= (seq + 1) & (RTP_SEQ_MOD-1);
 147             return 0;
 148         }
 149     } else {
 150         // duplicate or reordered packet...
 151     }
 152     s->received++;
 153     return 1;
 154 }
 155
 156 #if 0
 157 /**
 158 * This function is currently unused; without a valid local ntp time, I don't see how we could calculate the
 159 * difference between the arrival and sent timestamp.  As a result, the jitter and transit statistics values
 160 * never change.  I left this in in case someone else can see a way. (rdm)
 161 */
 162 static void rtcp_update_jitter(RTPStatistics *s, uint32_t sent_timestamp, uint32_t arrival_timestamp)
 163 {
 164     uint32_t transit= arrival_timestamp - sent_timestamp;
 165     int d;
 166     s->transit= transit;
 167     d= FFABS(transit - s->transit);
 168     s->jitter += d - ((s->jitter + 8)>>4);
 169 }
 170 #endif
 171
 172 int rtp_check_and_send_back_rr(RTPDemuxContext *s, int count)
 173 {
 174     ByteIOContext *pb;
 175     uint8_t *buf;
 176     int len;
 177     int rtcp_bytes;
 178     RTPStatistics *stats= &s->statistics;
 179     uint32_t lost;
 180     uint32_t extended_max;
 181     uint32_t expected_interval;
 182     uint32_t received_interval;
 183     uint32_t lost_interval;
 184     uint32_t expected;
 185     uint32_t fraction;
 186     uint64_t ntp_time= s->last_rtcp_ntp_time; // TODO: Get local ntp time?
 187
 188     if (!s->rtp_ctx || (count < 1))
 189         return -1;
 190
 191     /* TODO: I think this is way too often; RFC 1889 has algorithm for this */
 192     /* XXX: mpeg pts hardcoded. RTCP send every 0.5 seconds */
 193     s->octet_count += count;
 194     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
 195         RTCP_TX_RATIO_DEN;
 196     rtcp_bytes /= 50; // mmu_man: that's enough for me... VLC sends much less btw !?
 197     if (rtcp_bytes < 28)
 198         return -1;
 199     s->last_octet_count = s->octet_count;
 200
 201     if (url_open_dyn_buf(&pb) < 0)
 202         return -1;
 203
 204     // Receiver Report
 205     put_byte(pb, (RTP_VERSION << 6) + 1); /* 1 report block */
 206     put_byte(pb, 201);
 207     put_be16(pb, 7); /* length in words - 1 */
 208     put_be32(pb, s->ssrc); // our own SSRC
 209     put_be32(pb, s->ssrc); // XXX: should be the server's here!
 210     // some placeholders we should really fill...
 211     // RFC 1889/p64
 212     extended_max= stats->cycles + stats->max_seq;
 213     expected= extended_max - stats->base_seq + 1;
 214     lost= expected - stats->received;
 215     lost= FFMIN(lost, 0xffffff); // clamp it since it's only 24 bits...
 216     expected_interval= expected - stats->expected_prior;
 217     stats->expected_prior= expected;
 218     received_interval= stats->received - stats->received_prior;
 219     stats->received_prior= stats->received;
 220     lost_interval= expected_interval - received_interval;
 221     if (expected_interval==0 || lost_interval<=0) fraction= 0;
 222     else fraction = (lost_interval<<8)/expected_interval;
 223
 224     fraction= (fraction<<24) | lost;
 225
 226     put_be32(pb, fraction); /* 8 bits of fraction, 24 bits of total packets lost */
 227     put_be32(pb, extended_max); /* max sequence received */
 228     put_be32(pb, stats->jitter>>4); /* jitter */
 229
 230     if(s->last_rtcp_ntp_time==AV_NOPTS_VALUE)
 231     {
 232         put_be32(pb, 0); /* last SR timestamp */
 233         put_be32(pb, 0); /* delay since last SR */
 234     } else {
 235         uint32_t middle_32_bits= s->last_rtcp_ntp_time>>16; // this is valid, right? do we need to handle 64 bit values special?
 236         uint32_t delay_since_last= ntp_time - s->last_rtcp_ntp_time;
 237
 238         put_be32(pb, middle_32_bits); /* last SR timestamp */
 239         put_be32(pb, delay_since_last); /* delay since last SR */
 240     }
 241
 242     // CNAME
 243     put_byte(pb, (RTP_VERSION << 6) + 1); /* 1 report block */
 244     put_byte(pb, 202);
 245     len = strlen(s->hostname);
 246     put_be16(pb, (6 + len + 3) / 4); /* length in words - 1 */
 247     put_be32(pb, s->ssrc);
 248     put_byte(pb, 0x01);
 249     put_byte(pb, len);
 250     put_buffer(pb, s->hostname, len);
 251     // padding
 252     for (len = (6 + len) % 4; len % 4; len++) {
 253         put_byte(pb, 0);
 254     }
 255
 256     put_flush_packet(pb);
 257     len = url_close_dyn_buf(pb, &buf);
 258     if ((len > 0) && buf) {
 259         int result;
 260         dprintf(s->ic, "sending %d bytes of RR\n", len);
 261         result= url_write(s->rtp_ctx, buf, len);
 262         dprintf(s->ic, "result from url_write: %d\n", result);
 263         av_free(buf);
 264     }
 265     return 0;
 266 }
 267
 268 /**
 269  * open a new RTP parse context for stream 'st'. 'st' can be NULL for
 270  * MPEG2TS streams to indicate that they should be demuxed inside the
 271  * rtp demux (otherwise CODEC_ID_MPEG2TS packets are returned)
 272  * TODO: change this to not take rtp_payload data, and use the new dynamic payload system.
 273  */
 274 RTPDemuxContext *rtp_parse_open(AVFormatContext *s1, AVStream *st, URLContext *rtpc, int payload_type, RTPPayloadData *rtp_payload_data)
 275 {
 276     RTPDemuxContext *s;
 277
 278     s = av_mallocz(sizeof(RTPDemuxContext));
 279     if (!s)
 280         return NULL;
 281     s->payload_type = payload_type;
 282     s->last_rtcp_ntp_time = AV_NOPTS_VALUE;
 283     s->first_rtcp_ntp_time = AV_NOPTS_VALUE;
 284     s->ic = s1;
 285     s->st = st;
 286     s->rtp_payload_data = rtp_payload_data;
 287     rtp_init_statistics(&s->statistics, 0); // do we know the initial sequence from sdp?
 288     if (!strcmp(ff_rtp_enc_name(payload_type), "MP2T")) {
 289         s->ts = mpegts_parse_open(s->ic);
 290         if (s->ts == NULL) {
 291             av_free(s);
 292             return NULL;
 293         }
 294     } else {
 295         av_set_pts_info(st, 32, 1, 90000);
 296         switch(st->codec->codec_id) {
 297         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 298         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 299         case CODEC_ID_MP2:
 300         case CODEC_ID_MP3:
 301         case CODEC_ID_MPEG4:
 302         case CODEC_ID_H264:
 303             st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
 304             break;
 305         default:
 306             if (st->codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 307                 av_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
 308             }
 309             break;
 310         }
 311     }
 312     // needed to send back RTCP RR in RTSP sessions
 313     s->rtp_ctx = rtpc;
 314     gethostname(s->hostname, sizeof(s->hostname));
 315     return s;
 316 }
 317
 318 void
 319 rtp_parse_set_dynamic_protocol(RTPDemuxContext *s, PayloadContext *ctx,
 320                                RTPDynamicProtocolHandler *handler)
 321 {
 322     s->dynamic_protocol_context = ctx;
 323     s->parse_packet = handler->parse_packet;
 324 }
 325
 326 static int rtp_parse_mp4_au(RTPDemuxContext *s, const uint8_t *buf)
 327 {
 328     int au_headers_length, au_header_size, i;
 329     GetBitContext getbitcontext;
 330     RTPPayloadData *infos;
 331
 332     infos = s->rtp_payload_data;
 333
 334     if (infos == NULL)
 335         return -1;
 336
 337     /* decode the first 2 bytes where the AUHeader sections are stored
 338        length in bits */
 339     au_headers_length = AV_RB16(buf);
 340
 341     if (au_headers_length > RTP_MAX_PACKET_LENGTH)
 342       return -1;
 343
 344     infos->au_headers_length_bytes = (au_headers_length + 7) / 8;
 345
 346     /* skip AU headers length section (2 bytes) */
 347     buf += 2;
 348
 349     init_get_bits(&getbitcontext, buf, infos->au_headers_length_bytes * 8);
 350
 351     /* XXX: Wrong if optionnal additional sections are present (cts, dts etc...) */
 352     au_header_size = infos->sizelength + infos->indexlength;
 353     if (au_header_size <= 0 || (au_headers_length % au_header_size != 0))
 354         return -1;
 355
 356     infos->nb_au_headers = au_headers_length / au_header_size;
 357     infos->au_headers = av_malloc(sizeof(struct AUHeaders) * infos->nb_au_headers);
 358
 359     /* XXX: We handle multiple AU Section as only one (need to fix this for interleaving)
 360        In my test, the FAAD decoder does not behave correctly when sending each AU one by one
 361        but does when sending the whole as one big packet...  */
 362     infos->au_headers[0].size = 0;
 363     infos->au_headers[0].index = 0;
 364     for (i = 0; i < infos->nb_au_headers; ++i) {
 365         infos->au_headers[0].size += get_bits_long(&getbitcontext, infos->sizelength);
 366         infos->au_headers[0].index = get_bits_long(&getbitcontext, infos->indexlength);
 367     }
 368
 369     infos->nb_au_headers = 1;
 370
 371     return 0;
 372 }
 373
 374 /**
 375  * This was the second switch in rtp_parse packet.  Normalizes time, if required, sets stream_index, etc.
 376  */
 377 static void finalize_packet(RTPDemuxContext *s, AVPacket *pkt, uint32_t timestamp)
 378 {
 379     if (s->last_rtcp_ntp_time != AV_NOPTS_VALUE) {
 380         int64_t addend;
 381         int delta_timestamp;
 382
 383         /* compute pts from timestamp with received ntp_time */
 384         delta_timestamp = timestamp - s->last_rtcp_timestamp;
 385         /* convert to the PTS timebase */
 386         addend = av_rescale(s->last_rtcp_ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, s->st->time_base.den, (uint64_t)s->st->time_base.num << 32);
 387         pkt->pts = addend + delta_timestamp;
 388     }
 389 }
 390
 391 /**
 392  * Parse an RTP or RTCP packet directly sent as a buffer.
 393  * @param s RTP parse context.
 394  * @param pkt returned packet
 395  * @param buf input buffer or NULL to read the next packets
 396  * @param len buffer len
 397  * @return 0 if a packet is returned, 1 if a packet is returned and more can follow
 398  * (use buf as NULL to read the next). -1 if no packet (error or no more packet).
 399  */
 400 int rtp_parse_packet(RTPDemuxContext *s, AVPacket *pkt,
 401                      const uint8_t *buf, int len)
 402 {
 403     unsigned int ssrc, h;
 404     int payload_type, seq, ret, flags = 0;
 405     AVStream *st;
 406     uint32_t timestamp;
 407     int rv= 0;
 408
 409     if (!buf) {
 410         /* return the next packets, if any */
 411         if(s->st && s->parse_packet) {
 412             timestamp= 0; ///< Should not be used if buf is NULL, but should be set to the timestamp of the packet returned....
 413             rv= s->parse_packet(s->ic, s->dynamic_protocol_context,
 414                                 s->st, pkt, &timestamp, NULL, 0, flags);
 415             finalize_packet(s, pkt, timestamp);
 416             return rv;
 417         } else {
 418             // TODO: Move to a dynamic packet handler (like above)
 419             if (s->read_buf_index >= s->read_buf_size)
 420                 return -1;
 421             ret = mpegts_parse_packet(s->ts, pkt, s->buf + s->read_buf_index,
 422                                       s->read_buf_size - s->read_buf_index);
 423             if (ret < 0)
 424                 return -1;
 425             s->read_buf_index += ret;
 426             if (s->read_buf_index < s->read_buf_size)
 427                 return 1;
 428             else
 429                 return 0;
 430         }
 431     }
 432
 433     if (len < 12)
 434         return -1;
 435
 436     if ((buf[0] & 0xc0) != (RTP_VERSION << 6))
 437         return -1;
 438     if (buf[1] >= 200 && buf[1] <= 204) {
 439         rtcp_parse_packet(s, buf, len);
 440         return -1;
 441     }
 442     payload_type = buf[1] & 0x7f;
 443     if (buf[1] & 0x80)
 444         flags |= RTP_FLAG_MARKER;
 445     seq  = AV_RB16(buf + 2);
 446     timestamp = AV_RB32(buf + 4);
 447     ssrc = AV_RB32(buf + 8);
 448     /* store the ssrc in the RTPDemuxContext */
 449     s->ssrc = ssrc;
 450
 451     /* NOTE: we can handle only one payload type */
 452     if (s->payload_type != payload_type)
 453         return -1;
 454
 455     st = s->st;
 456     // only do something with this if all the rtp checks pass...
 457     if(!rtp_valid_packet_in_sequence(&s->statistics, seq))
 458     {
 459         av_log(st?st->codec:NULL, AV_LOG_ERROR, "RTP: PT=%02x: bad cseq %04x expected=%04x\n",
 460                payload_type, seq, ((s->seq + 1) & 0xffff));
 461         return -1;
 462     }
 463
 464     s->seq = seq;
 465     len -= 12;
 466     buf += 12;
 467
 468     if (!st) {
 469         /* specific MPEG2TS demux support */
 470         ret = mpegts_parse_packet(s->ts, pkt, buf, len);
 471         if (ret < 0)
 472             return -1;
 473         if (ret < len) {
 474             s->read_buf_size = len - ret;
 475             memcpy(s->buf, buf + ret, s->read_buf_size);
 476             s->read_buf_index = 0;
 477             return 1;
 478         }
 479         return 0;
 480     } else if (s->parse_packet) {
 481         rv = s->parse_packet(s->ic, s->dynamic_protocol_context,
 482                              s->st, pkt, &timestamp, buf, len, flags);
 483     } else {
 484         // at this point, the RTP header has been stripped;  This is ASSUMING that there is only 1 CSRC, which in't wise.
 485         switch(st->codec->codec_id) {
 486         case CODEC_ID_MP2:
 487             /* better than nothing: skip mpeg audio RTP header */
 488             if (len <= 4)
 489                 return -1;
 490             h = AV_RB32(buf);
 491             len -= 4;
 492             buf += 4;
 493             av_new_packet(pkt, len);
 494             memcpy(pkt->data, buf, len);
 495             break;
 496         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 497         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 498             /* better than nothing: skip mpeg video RTP header */
 499             if (len <= 4)
 500                 return -1;
 501             h = AV_RB32(buf);
 502             buf += 4;
 503             len -= 4;
 504             if (h & (1 << 26)) {
 505                 /* mpeg2 */
 506                 if (len <= 4)
 507                     return -1;
 508                 buf += 4;
 509                 len -= 4;
 510             }
 511             av_new_packet(pkt, len);
 512             memcpy(pkt->data, buf, len);
 513             break;
 514             // moved from below, verbatim.  this is because this section handles packets, and the lower switch handles
 515             // timestamps.
 516             // TODO: Put this into a dynamic packet handler...
 517         case CODEC_ID_AAC:
 518             if (rtp_parse_mp4_au(s, buf))
 519                 return -1;
 520             {
 521                 RTPPayloadData *infos = s->rtp_payload_data;
 522                 if (infos == NULL)
 523                     return -1;
 524                 buf += infos->au_headers_length_bytes + 2;
 525                 len -= infos->au_headers_length_bytes + 2;
 526
 527                 /* XXX: Fixme we only handle the case where rtp_parse_mp4_au define
 528                     one au_header */
 529                 av_new_packet(pkt, infos->au_headers[0].size);
 530                 memcpy(pkt->data, buf, infos->au_headers[0].size);
 531                 buf += infos->au_headers[0].size;
 532                 len -= infos->au_headers[0].size;
 533             }
 534             s->read_buf_size = len;
 535             rv= 0;
 536             break;
 537         default:
 538             av_new_packet(pkt, len);
 539             memcpy(pkt->data, buf, len);
 540             break;
 541         }
 542
 543         pkt->stream_index = st->index;
 544     }
 545
 546     // now perform timestamp things....
 547     finalize_packet(s, pkt, timestamp);
 548
 549     return rv;
 550 }
 551
 552 void rtp_parse_close(RTPDemuxContext *s)
 553 {
 554     // TODO: fold this into the protocol specific data fields.
 555     if (!strcmp(ff_rtp_enc_name(s->payload_type), "MP2T")) {
 556         mpegts_parse_close(s->ts);
 557     }
 558     av_free(s);
 559 }