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
  41 #include "network.h"
  42 #include <assert.h>
  43
  44 #include "rtpdec.h"
  45 #include "rtpdec_formats.h"
  46
  47 struct PayloadContext {
  48     // sdp setup parameters
  49     uint8_t profile_idc;
  50     uint8_t profile_iop;
  51     uint8_t level_idc;
  52     int packetization_mode;
  53 #ifdef DEBUG
  54     int packet_types_received[32];
  55 #endif
  56 };
  57
  58 #ifdef DEBUG
  59 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) data->packet_types_received[(nal) & 0x1f]++
  60 #else
  61 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) do { } while (0)
  62 #endif
  63
  64 static const uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
  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 == AV_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.\n");
  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         codec->extradata_size = 0;
 115         av_freep(&codec->extradata);
 116
 117         while (*value) {
 118             char base64packet[1024];
 119             uint8_t decoded_packet[1024];
 120             int packet_size;
 121             char *dst = base64packet;
 122
 123             while (*value && *value != ','
 124                    && (dst - base64packet) < sizeof(base64packet) - 1) {
 125                 *dst++ = *value++;
 126             }
 127             *dst++ = '\0';
 128
 129             if (*value == ',')
 130                 value++;
 131
 132             packet_size = av_base64_decode(decoded_packet, base64packet,
 133                                            sizeof(decoded_packet));
 134             if (packet_size > 0) {
 135                 uint8_t *dest = av_malloc(packet_size + sizeof(start_sequence) +
 136                                           codec->extradata_size +
 137                                           FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 138                 if (!dest) {
 139                     av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
 140                            "Unable to allocate memory for extradata!\n");
 141                     return AVERROR(ENOMEM);
 142                 }
 143                 if (codec->extradata_size) {
 144                     memcpy(dest, codec->extradata, codec->extradata_size);
 145                     av_free(codec->extradata);
 146                 }
 147
 148                 memcpy(dest + codec->extradata_size, start_sequence,
 149                        sizeof(start_sequence));
 150                 memcpy(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence),
 151                        decoded_packet, packet_size);
 152                 memset(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence) +
 153                        packet_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 154
 155                 codec->extradata       = dest;
 156                 codec->extradata_size += sizeof(start_sequence) + packet_size;
 157             }
 158         }
 159         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)!\n",
 160                codec->extradata, codec->extradata_size);
 161     }
 162     return 0;
 163 }
 164
 165 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet
 166 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data,
 167                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
 168                               const uint8_t *buf, int len, uint16_t seq,
 169                               int flags)
 170 {
 171     uint8_t nal;
 172     uint8_t type;
 173     int result = 0;
 174
 175     if (!len) {
 176         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Empty H264 RTP packet\n");
 177         return AVERROR_INVALIDDATA;
 178     }
 179     nal  = buf[0];
 180     type = nal & 0x1f;
 181
 182     assert(data);
 183     assert(buf);
 184
 185     /* Simplify the case (these are all the nal types used internally by
 186      * the h264 codec). */
 187     if (type >= 1 && type <= 23)
 188         type = 1;
 189     switch (type) {
 190     case 0:                    // undefined, but pass them through
 191     case 1:
 192         av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence));
 193         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 194         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
 195         COUNT_NAL_TYPE(data, nal);
 196         break;
 197
 198     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
 199         // consume the STAP-A NAL
 200         buf++;
 201         len--;
 202         // first we are going to figure out the total size
 203         {
 204             int pass         = 0;
 205             int total_length = 0;
 206             uint8_t *dst     = NULL;
 207
 208             for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 209                 const uint8_t *src = buf;
 210                 int src_len        = len;
 211
 212                 while (src_len > 2) {
 213                     uint16_t nal_size = AV_RB16(src);
 214
 215                     // consume the length of the aggregate
 216                     src     += 2;
 217                     src_len -= 2;
 218
 219                     if (nal_size <= src_len) {
 220                         if (pass == 0) {
 221                             // counting
 222                             total_length += sizeof(start_sequence) + nal_size;
 223                         } else {
 224                             // copying
 225                             assert(dst);
 226                             memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 227                             dst += sizeof(start_sequence);
 228                             memcpy(dst, src, nal_size);
 229                             COUNT_NAL_TYPE(data, *src);
 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             if (start_bit)
 291                 COUNT_NAL_TYPE(data, nal_type);
 292             if (start_bit) {
 293                 /* copy in the start sequence, and the reconstructed nal */
 294                 av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence) + sizeof(nal) + len);
 295                 memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 296                 pkt->data[sizeof(start_sequence)] = reconstructed_nal;
 297                 memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence) + sizeof(nal), buf, len);
 298             } else {
 299                 av_new_packet(pkt, len);
 300                 memcpy(pkt->data, buf, len);
 301             }
 302         } else {
 303             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H264 RTP packet\n");
 304             result = AVERROR_INVALIDDATA;
 305         }
 306         break;
 307
 308     case 30:                   // undefined
 309     case 31:                   // undefined
 310     default:
 311         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)\n", type);
 312         result = AVERROR_INVALIDDATA;
 313         break;
 314     }
 315
 316     pkt->stream_index = st->index;
 317
 318     return result;
 319 }
 320
 321 static PayloadContext *h264_new_context(void)
 322 {
 323     return av_mallocz(sizeof(PayloadContext) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 324 }
 325
 326 static void h264_free_context(PayloadContext *data)
 327 {
 328 #ifdef DEBUG
 329     int ii;
 330
 331     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
 332         if (data->packet_types_received[ii])
 333             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
 334                    data->packet_types_received[ii], ii);
 335     }
 336 #endif
 337
 338     av_free(data);
 339 }
 340
 341 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
 342                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
 343 {
 344     AVStream *stream;
 345     AVCodecContext *codec;
 346     const char *p = line;
 347
 348     if (st_index < 0)
 349         return 0;
 350
 351     stream = s->streams[st_index];
 352     codec  = stream->codec;
 353
 354     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
 355         char buf1[50];
 356         char *dst = buf1;
 357
 358         // remove the protocol identifier
 359         while (*p && *p == ' ')
 360             p++;                     // strip spaces.
 361         while (*p && *p != ' ')
 362             p++;                     // eat protocol identifier
 363         while (*p && *p == ' ')
 364             p++;                     // strip trailing spaces.
 365         while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1)
 366             *dst++ = *p++;
 367         *dst = '\0';
 368
 369         // a='framesize:96 320-240'
 370         // set our parameters
 371         codec->width   = atoi(buf1);
 372         codec->height  = atoi(p + 1); // skip the -
 373     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
 374         return ff_parse_fmtp(stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
 375     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
 376         // could use this if we wanted.
 377     }
 378
 379     return 0;
 380 }
 381
 382 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
 383     .enc_name         = "H264",
 384     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 385     .codec_id         = AV_CODEC_ID_H264,
 386     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
 387     .alloc            = h264_new_context,
 388     .free             = h264_free_context,
 389     .parse_packet     = h264_handle_packet
 390 };