git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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 static int sdp_parse_fmtp_config_h264(AVStream *stream,
  61                                       PayloadContext *h264_data,
  62                                       char *attr, char *value)
  63 {
  64     AVCodecContext *codec = stream->codec;
  65     assert(codec->codec_id == CODEC_ID_H264);
  66     assert(h264_data != NULL);
  67
  68     if (!strcmp(attr, "packetization-mode")) {
  69         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "RTP Packetization Mode: %d\n", atoi(value));
  70         h264_data->packetization_mode = atoi(value);
  71         /*
  72          * Packetization Mode:
  73          * 0 or not present: Single NAL mode (Only nals from 1-23 are allowed)
  74          * 1: Non-interleaved Mode: 1-23, 24 (STAP-A), 28 (FU-A) are allowed.
  75          * 2: Interleaved Mode: 25 (STAP-B), 26 (MTAP16), 27 (MTAP24), 28 (FU-A),
  76          *                      and 29 (FU-B) are allowed.
  77          */
  78         if (h264_data->packetization_mode > 1)
  79             av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
  80                    "Interleaved RTP mode is not supported yet.");
  81     } else if (!strcmp(attr, "profile-level-id")) {
  82         if (strlen(value) == 6) {
  83             char buffer[3];
  84             // 6 characters=3 bytes, in hex.
  85             uint8_t profile_idc;
  86             uint8_t profile_iop;
  87             uint8_t level_idc;
  88
  89             buffer[0]   = value[0];
  90             buffer[1]   = value[1];
  91             buffer[2]   = '\0';
  92             profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
  93             buffer[0]   = value[2];
  94             buffer[1]   = value[3];
  95             profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
  96             buffer[0]   = value[4];
  97             buffer[1]   = value[5];
  98             level_idc   = strtol(buffer, NULL, 16);
  99
 100             av_log(codec, AV_LOG_DEBUG,
 101                    "RTP Profile IDC: %x Profile IOP: %x Level: %x\n",
 102                    profile_idc, profile_iop, level_idc);
 103             h264_data->profile_idc = profile_idc;
 104             h264_data->profile_iop = profile_iop;
 105             h264_data->level_idc   = level_idc;
 106         }
 107     } else if (!strcmp(attr, "sprop-parameter-sets")) {
 108         uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
 109         codec->extradata_size = 0;
 110         codec->extradata      = NULL;
 111
 112         while (*value) {
 113             char base64packet[1024];
 114             uint8_t decoded_packet[1024];
 115             int packet_size;
 116             char *dst = base64packet;
 117
 118             while (*value && *value != ','
 119                    && (dst - base64packet) < sizeof(base64packet) - 1) {
 120                 *dst++ = *value++;
 121             }
 122             *dst++ = '\0';
 123
 124             if (*value == ',')
 125                 value++;
 126
 127             packet_size = av_base64_decode(decoded_packet, base64packet,
 128                                            sizeof(decoded_packet));
 129             if (packet_size > 0) {
 130                 uint8_t *dest = av_malloc(packet_size + sizeof(start_sequence) +
 131                                           codec->extradata_size +
 132                                           FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 133                 if (dest) {
 134                     if (codec->extradata_size) {
 135                         memcpy(dest, codec->extradata, codec->extradata_size);
 136                         av_free(codec->extradata);
 137                     }
 138
 139                     memcpy(dest + codec->extradata_size, start_sequence,
 140                            sizeof(start_sequence));
 141                     memcpy(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence),
 142                            decoded_packet, packet_size);
 143                     memset(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence) +
 144                            packet_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 145
 146                     codec->extradata       = dest;
 147                     codec->extradata_size += sizeof(start_sequence) + packet_size;
 148                 } else {
 149                     av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
 150                            "Unable to allocate memory for extradata!");
 151                     return AVERROR(ENOMEM);
 152                 }
 153             }
 154         }
 155         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)!",
 156                codec->extradata, codec->extradata_size);
 157     }
 158     return 0;
 159 }
 160
 161 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet
 162 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data,
 163                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
 164                               const uint8_t *buf, int len, int flags)
 165 {
 166     uint8_t nal;
 167     uint8_t type;
 168     int result = 0;
 169     uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
 170
 171     if (!len) {
 172         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Empty H264 RTP packet\n");
 173         return AVERROR_INVALIDDATA;
 174     }
 175     nal  = buf[0];
 176     type = nal & 0x1f;
 177
 178     assert(data);
 179     assert(buf);
 180
 181     /* Simplify the case (these are all the nal types used internally by
 182      * the h264 codec). */
 183     if (type >= 1 && type <= 23)
 184         type = 1;
 185     switch (type) {
 186     case 0:                    // undefined, but pass them through
 187     case 1:
 188         av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence));
 189         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 190         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
 191 #ifdef DEBUG
 192         data->packet_types_received[nal & 0x1f]++;
 193 #endif
 194         break;
 195
 196     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
 197         // consume the STAP-A NAL
 198         buf++;
 199         len--;
 200         // first we are going to figure out the total size
 201         {
 202             int pass         = 0;
 203             int total_length = 0;
 204             uint8_t *dst     = NULL;
 205
 206             for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 207                 const uint8_t *src = buf;
 208                 int src_len        = len;
 209
 210                 while (src_len > 2) {
 211                     uint16_t nal_size = AV_RB16(src);
 212
 213                     // consume the length of the aggregate
 214                     src     += 2;
 215                     src_len -= 2;
 216
 217                     if (nal_size <= src_len) {
 218                         if (pass == 0) {
 219                             // counting
 220                             total_length += sizeof(start_sequence) + nal_size;
 221                         } else {
 222                             // copying
 223                             assert(dst);
 224                             memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 225                             dst += sizeof(start_sequence);
 226                             memcpy(dst, src, nal_size);
 227 #ifdef DEBUG
 228                             data->packet_types_received[*src & 0x1f]++;
 229 #endif
 230                             dst += nal_size;
 231                         }
 232                     } else {
 233                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 234                                "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
 235                     }
 236
 237                     // eat what we handled
 238                     src     += nal_size;
 239                     src_len -= nal_size;
 240
 241                     if (src_len < 0)
 242                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 243                                "Consumed more bytes than we got! (%d)\n", src_len);
 244                 }
 245
 246                 if (pass == 0) {
 247                     /* now we know the total size of the packet (with the
 248                      * start sequences added) */
 249                     av_new_packet(pkt, total_length);
 250                     dst = pkt->data;
 251                 } else {
 252                     assert(dst - pkt->data == total_length);
 253                 }
 254             }
 255         }
 256         break;
 257
 258     case 25:                   // STAP-B
 259     case 26:                   // MTAP-16
 260     case 27:                   // MTAP-24
 261     case 29:                   // FU-B
 262         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 263                "Unhandled type (%d) (See RFC for implementation details\n",
 264                type);
 265         result = AVERROR(ENOSYS);
 266         break;
 267
 268     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
 269         buf++;
 270         len--;                 // skip the fu_indicator
 271         if (len > 1) {
 272             // these are the same as above, we just redo them here for clarity
 273             uint8_t fu_indicator      = nal;
 274             uint8_t fu_header         = *buf;
 275             uint8_t start_bit         = fu_header >> 7;
 276             uint8_t av_unused end_bit = (fu_header & 0x40) >> 6;
 277             uint8_t nal_type          = fu_header & 0x1f;
 278             uint8_t reconstructed_nal;
 279
 280             // Reconstruct this packet's true nal; only the data follows.
 281             /* The original nal forbidden bit and NRI are stored in this
 282              * packet's nal. */
 283             reconstructed_nal  = fu_indicator & 0xe0;
 284             reconstructed_nal |= nal_type;
 285
 286             // skip the fu_header
 287             buf++;
 288             len--;
 289
 290 #ifdef DEBUG
 291             if (start_bit)
 292                 data->packet_types_received[nal_type]++;
 293 #endif
 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 };