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 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/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         par->extradata_size = 0;
 170         av_freep(&par->extradata);
 171         ret = ff_h264_parse_sprop_parameter_sets(s, &par->extradata,
 172                                                  &par->extradata_size, value);
 173         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)\n",
 174                par->extradata, par->extradata_size);
 175         return ret;
 176     }
 177     return 0;
 178 }
 179
 180 void ff_h264_parse_framesize(AVCodecParameters *par, const char *p)
 181 {
 182     char buf1[50];
 183     char *dst = buf1;
 184
 185     // remove the protocol identifier
 186     while (*p && *p == ' ')
 187         p++;                     // strip spaces.
 188     while (*p && *p != ' ')
 189         p++;                     // eat protocol identifier
 190     while (*p && *p == ' ')
 191         p++;                     // strip trailing spaces.
 192     while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1)
 193         *dst++ = *p++;
 194     *dst = '\0';
 195
 196     // a='framesize:96 320-240'
 197     // set our parameters
 198     par->width   = atoi(buf1);
 199     par->height  = atoi(p + 1); // skip the -
 200 }
 201
 202 int ff_h264_handle_aggregated_packet(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt,
 203                                      const uint8_t *buf, int len,
 204                                      int skip_between, int *nal_counters,
 205                                      int nal_mask)
 206 {
 207     int pass         = 0;
 208     int total_length = 0;
 209     uint8_t *dst     = NULL;
 210     int ret;
 211
 212     // first we are going to figure out the total size
 213     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 214         const uint8_t *src = buf;
 215         int src_len        = len;
 216
 217         while (src_len > 2) {
 218             uint16_t nal_size = AV_RB16(src);
 219
 220             // consume the length of the aggregate
 221             src     += 2;
 222             src_len -= 2;
 223
 224             if (nal_size <= src_len) {
 225                 if (pass == 0) {
 226                     // counting
 227                     total_length += sizeof(start_sequence) + nal_size;
 228                 } else {
 229                     // copying
 230                     memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 231                     dst += sizeof(start_sequence);
 232                     memcpy(dst, src, nal_size);
 233                     if (nal_counters)
 234                         nal_counters[(*src) & nal_mask]++;
 235                     dst += nal_size;
 236                 }
 237             } else {
 238                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 239                        "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
 240                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 241             }
 242
 243             // eat what we handled
 244             src     += nal_size + skip_between;
 245             src_len -= nal_size + skip_between;
 246         }
 247
 248         if (pass == 0) {
 249             /* now we know the total size of the packet (with the
 250              * start sequences added) */
 251             if ((ret = av_new_packet(pkt, total_length)) < 0)
 252                 return ret;
 253             dst = pkt->data;
 254         }
 255     }
 256
 257     return 0;
 258 }
 259
 260 int ff_h264_handle_frag_packet(AVPacket *pkt, const uint8_t *buf, int len,
 261                                int start_bit, const uint8_t *nal_header,
 262                                int nal_header_len)
 263 {
 264     int ret;
 265     int tot_len = len;
 266     int pos = 0;
 267     if (start_bit)
 268         tot_len += sizeof(start_sequence) + nal_header_len;
 269     if ((ret = av_new_packet(pkt, tot_len)) < 0)
 270         return ret;
 271     if (start_bit) {
 272         memcpy(pkt->data + pos, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 273         pos += sizeof(start_sequence);
 274         memcpy(pkt->data + pos, nal_header, nal_header_len);
 275         pos += nal_header_len;
 276     }
 277     memcpy(pkt->data + pos, buf, len);
 278     return 0;
 279 }
 280
 281 static int h264_handle_packet_fu_a(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt,
 282                                    const uint8_t *buf, int len,
 283                                    int *nal_counters, int nal_mask)
 284 {
 285     uint8_t fu_indicator, fu_header, start_bit, nal_type, nal;
 286
 287     if (len < 3) {
 288         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H.264 RTP packet\n");
 289         return AVERROR_INVALIDDATA;
 290     }
 291
 292     fu_indicator = buf[0];
 293     fu_header    = buf[1];
 294     start_bit    = fu_header >> 7;
 295     nal_type     = fu_header & 0x1f;
 296     nal          = fu_indicator & 0xe0 | nal_type;
 297
 298     // skip the fu_indicator and fu_header
 299     buf += 2;
 300     len -= 2;
 301
 302     if (start_bit && nal_counters)
 303         nal_counters[nal_type & nal_mask]++;
 304     return ff_h264_handle_frag_packet(pkt, buf, len, start_bit, &nal, 1);
 305 }
 306
 307 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet
 308 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data,
 309                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
 310                               const uint8_t *buf, int len, uint16_t seq,
 311                               int flags)
 312 {
 313     uint8_t nal;
 314     uint8_t type;
 315     int result = 0;
 316
 317     if (!len) {
 318         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Empty H.264 RTP packet\n");
 319         return AVERROR_INVALIDDATA;
 320     }
 321     nal  = buf[0];
 322     type = nal & 0x1f;
 323
 324     /* Simplify the case (these are all the NAL types used internally by
 325      * the H.264 codec). */
 326     if (type >= 1 && type <= 23)
 327         type = 1;
 328     switch (type) {
 329     case 0:                    // undefined, but pass them through
 330     case 1:
 331         if ((result = av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence))) < 0)
 332             return result;
 333         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 334         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
 335         COUNT_NAL_TYPE(data, nal);
 336         break;
 337
 338     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
 339         // consume the STAP-A NAL
 340         buf++;
 341         len--;
 342         result = ff_h264_handle_aggregated_packet(ctx, pkt, buf, len, 0,
 343                                                   NAL_COUNTERS, NAL_MASK);
 344         break;
 345
 346     case 25:                   // STAP-B
 347     case 26:                   // MTAP-16
 348     case 27:                   // MTAP-24
 349     case 29:                   // FU-B
 350         avpriv_report_missing_feature(ctx, "RTP H.264 NAL unit type %d", type);
 351         result = AVERROR_PATCHWELCOME;
 352         break;
 353
 354     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
 355         result = h264_handle_packet_fu_a(ctx, pkt, buf, len,
 356                                          NAL_COUNTERS, NAL_MASK);
 357         break;
 358
 359     case 30:                   // undefined
 360     case 31:                   // undefined
 361     default:
 362         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)\n", type);
 363         result = AVERROR_INVALIDDATA;
 364         break;
 365     }
 366
 367     pkt->stream_index = st->index;
 368
 369     return result;
 370 }
 371
 372 static void h264_close_context(PayloadContext *data)
 373 {
 374 #ifdef DEBUG
 375     int ii;
 376
 377     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
 378         if (data->packet_types_received[ii])
 379             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
 380                    data->packet_types_received[ii], ii);
 381     }
 382 #endif
 383 }
 384
 385 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
 386                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
 387 {
 388     AVStream *stream;
 389     const char *p = line;
 390
 391     if (st_index < 0)
 392         return 0;
 393
 394     stream = s->streams[st_index];
 395
 396     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
 397         ff_h264_parse_framesize(stream->codecpar, p);
 398     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
 399         return ff_parse_fmtp(s, stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
 400     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
 401         // could use this if we wanted.
 402     }
 403
 404     return 0;
 405 }
 406
 407 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
 408     .enc_name         = "H264",
 409     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 410     .codec_id         = AV_CODEC_ID_H264,
 411     .need_parsing     = AVSTREAM_PARSE_FULL,
 412     .priv_data_size   = sizeof(PayloadContext),
 413     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
 414     .close            = h264_close_context,
 415     .parse_packet     = h264_handle_packet,
 416 };