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/attributes.h"
  37 #include "libavutil/base64.h"
  38 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  39 #include "libavutil/avstring.h"
  40 #include "avformat.h"
  41
  42 #include "network.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 void parse_profile_level_id(AVFormatContext *s,
  67                                    PayloadContext *h264_data,
  68                                    char *value)
  69 {
  70     char buffer[3];
  71     // 6 characters=3 bytes, in hex.
  72     uint8_t profile_idc;
  73     uint8_t profile_iop;
  74     uint8_t level_idc;
  75
  76     buffer[0]   = value[0];
  77     buffer[1]   = value[1];
  78     buffer[2]   = '\0';
  79     profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
  80     buffer[0]   = value[2];
  81     buffer[1]   = value[3];
  82     profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
  83     buffer[0]   = value[4];
  84     buffer[1]   = value[5];
  85     level_idc   = strtol(buffer, NULL, 16);
  86
  87     av_log(s, AV_LOG_DEBUG,
  88            "RTP Profile IDC: %x Profile IOP: %x Level: %x\n",
  89            profile_idc, profile_iop, level_idc);
  90     h264_data->profile_idc = profile_idc;
  91     h264_data->profile_iop = profile_iop;
  92     h264_data->level_idc   = level_idc;
  93 }
  94
  95 static int parse_sprop_parameter_sets(AVFormatContext *s,
  96                                       AVCodecContext *codec,
  97                                       char *value)
  98 {
  99     char base64packet[1024];
 100     uint8_t decoded_packet[1024];
 101     int packet_size;
 102
 103     while (*value) {
 104         char *dst = base64packet;
 105
 106         while (*value && *value != ','
 107                && (dst - base64packet) < sizeof(base64packet) - 1) {
 108             *dst++ = *value++;
 109         }
 110         *dst++ = '\0';
 111
 112         if (*value == ',')
 113             value++;
 114
 115         packet_size = av_base64_decode(decoded_packet, base64packet,
 116                                        sizeof(decoded_packet));
 117         if (packet_size > 0) {
 118             uint8_t *dest = av_realloc(codec->extradata,
 119                                        packet_size + sizeof(start_sequence) +
 120                                        codec->extradata_size +
 121                                        FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 122             if (!dest) {
 123                 av_log(s, AV_LOG_ERROR,
 124                        "Unable to allocate memory for extradata!\n");
 125                 return AVERROR(ENOMEM);
 126             }
 127             codec->extradata = dest;
 128
 129             memcpy(dest + codec->extradata_size, start_sequence,
 130                    sizeof(start_sequence));
 131             memcpy(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence),
 132                    decoded_packet, packet_size);
 133             memset(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence) +
 134                    packet_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 135
 136             codec->extradata_size += sizeof(start_sequence) + packet_size;
 137         }
 138     }
 139
 140     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)\n",
 141            codec->extradata, codec->extradata_size);
 142
 143     return 0;
 144 }
 145
 146 static int sdp_parse_fmtp_config_h264(AVFormatContext *s,
 147                                       AVStream *stream,
 148                                       PayloadContext *h264_data,
 149                                       char *attr, char *value)
 150 {
 151     AVCodecContext *codec = stream->codec;
 152
 153     if (!strcmp(attr, "packetization-mode")) {
 154         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "RTP Packetization Mode: %d\n", atoi(value));
 155         h264_data->packetization_mode = atoi(value);
 156         /*
 157          * Packetization Mode:
 158          * 0 or not present: Single NAL mode (Only nals from 1-23 are allowed)
 159          * 1: Non-interleaved Mode: 1-23, 24 (STAP-A), 28 (FU-A) are allowed.
 160          * 2: Interleaved Mode: 25 (STAP-B), 26 (MTAP16), 27 (MTAP24), 28 (FU-A),
 161          *                      and 29 (FU-B) are allowed.
 162          */
 163         if (h264_data->packetization_mode > 1)
 164             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
 165                    "Interleaved RTP mode is not supported yet.\n");
 166     } else if (!strcmp(attr, "profile-level-id")) {
 167         if (strlen(value) == 6)
 168             parse_profile_level_id(s, h264_data, value);
 169     } else if (!strcmp(attr, "sprop-parameter-sets")) {
 170         codec->extradata_size = 0;
 171         av_freep(&codec->extradata);
 172         return parse_sprop_parameter_sets(s, codec, value);
 173     }
 174     return 0;
 175 }
 176
 177 static int h264_handle_packet_stap_a(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt,
 178                                      const uint8_t *buf, int len)
 179 {
 180     int pass         = 0;
 181     int total_length = 0;
 182     uint8_t *dst     = NULL;
 183     int ret;
 184
 185     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 186         const uint8_t *src = buf;
 187         int src_len        = len;
 188
 189         while (src_len > 2) {
 190             uint16_t nal_size = AV_RB16(src);
 191
 192             // consume the length of the aggregate
 193             src     += 2;
 194             src_len -= 2;
 195
 196             if (nal_size <= src_len) {
 197                 if (pass == 0) {
 198                     // counting
 199                     total_length += sizeof(start_sequence) + nal_size;
 200                 } else {
 201                     // copying
 202                     memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 203                     dst += sizeof(start_sequence);
 204                     memcpy(dst, src, nal_size);
 205                     COUNT_NAL_TYPE(data, *src);
 206                     dst += nal_size;
 207                 }
 208             } else {
 209                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 210                        "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
 211             }
 212
 213             // eat what we handled
 214             src     += nal_size;
 215             src_len -= nal_size;
 216
 217             if (src_len < 0)
 218                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 219                        "Consumed more bytes than we got! (%d)\n", src_len);
 220         }
 221
 222         if (pass == 0) {
 223             /* now we know the total size of the packet (with the
 224              * start sequences added) */
 225             if ((ret = av_new_packet(pkt, total_length)) < 0)
 226                 return ret;
 227             dst = pkt->data;
 228         }
 229     }
 230
 231     return 0;
 232 }
 233
 234 static int h264_handle_packet_fu_a(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt,
 235                                    const uint8_t *buf, int len)
 236 {
 237     uint8_t fu_indicator, fu_header, start_bit, nal_type, nal;
 238     int ret;
 239
 240     if (len < 3) {
 241         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H264 RTP packet\n");
 242         return AVERROR_INVALIDDATA;
 243     }
 244
 245     fu_indicator = buf[0];
 246     fu_header    = buf[1];
 247     start_bit    = fu_header >> 7;
 248     nal_type     = fu_header & 0x1f;
 249     nal          = fu_indicator & 0xe0 | nal_type;
 250
 251     // skip the fu_indicator and fu_header
 252     buf += 2;
 253     len -= 2;
 254
 255     if (start_bit) {
 256         COUNT_NAL_TYPE(data, nal_type);
 257         /* copy in the start sequence, and the reconstructed nal */
 258         if ((ret = av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence) + sizeof(nal) + len)) < 0)
 259             return ret;
 260         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 261         pkt->data[sizeof(start_sequence)] = nal;
 262         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence) + sizeof(nal), buf, len);
 263     } else {
 264         if ((ret = av_new_packet(pkt, len)) < 0)
 265             return ret;
 266         memcpy(pkt->data, buf, len);
 267     }
 268
 269     return 0;
 270 }
 271
 272 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet
 273 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data,
 274                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
 275                               const uint8_t *buf, int len, uint16_t seq,
 276                               int flags)
 277 {
 278     uint8_t nal;
 279     uint8_t type;
 280     int result = 0;
 281
 282     if (!len) {
 283         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Empty H264 RTP packet\n");
 284         return AVERROR_INVALIDDATA;
 285     }
 286     nal  = buf[0];
 287     type = nal & 0x1f;
 288
 289     /* Simplify the case (these are all the nal types used internally by
 290      * the h264 codec). */
 291     if (type >= 1 && type <= 23)
 292         type = 1;
 293     switch (type) {
 294     case 0:                    // undefined, but pass them through
 295     case 1:
 296         if ((result = av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence))) < 0)
 297             return result;
 298         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 299         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
 300         COUNT_NAL_TYPE(data, nal);
 301         break;
 302
 303     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
 304         // consume the STAP-A NAL
 305         buf++;
 306         len--;
 307         // first we are going to figure out the total size
 308         result = h264_handle_packet_stap_a(ctx, pkt, buf, len);
 309         break;
 310
 311     case 25:                   // STAP-B
 312     case 26:                   // MTAP-16
 313     case 27:                   // MTAP-24
 314     case 29:                   // FU-B
 315         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 316                "Unhandled type (%d) (See RFC for implementation details\n",
 317                type);
 318         result = AVERROR(ENOSYS);
 319         break;
 320
 321     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
 322         result = h264_handle_packet_fu_a(ctx, pkt, buf, len);
 323         break;
 324
 325     case 30:                   // undefined
 326     case 31:                   // undefined
 327     default:
 328         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)\n", type);
 329         result = AVERROR_INVALIDDATA;
 330         break;
 331     }
 332
 333     pkt->stream_index = st->index;
 334
 335     return result;
 336 }
 337
 338 static PayloadContext *h264_new_context(void)
 339 {
 340     return av_mallocz(sizeof(PayloadContext) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 341 }
 342
 343 static void h264_free_context(PayloadContext *data)
 344 {
 345 #ifdef DEBUG
 346     int ii;
 347
 348     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
 349         if (data->packet_types_received[ii])
 350             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
 351                    data->packet_types_received[ii], ii);
 352     }
 353 #endif
 354
 355     av_free(data);
 356 }
 357
 358 static av_cold int h264_init(AVFormatContext *s, int st_index,
 359                              PayloadContext *data)
 360 {
 361     if (st_index < 0)
 362         return 0;
 363     s->streams[st_index]->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
 364     return 0;
 365 }
 366
 367 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
 368                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
 369 {
 370     AVStream *stream;
 371     AVCodecContext *codec;
 372     const char *p = line;
 373
 374     if (st_index < 0)
 375         return 0;
 376
 377     stream = s->streams[st_index];
 378     codec  = stream->codec;
 379
 380     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
 381         char buf1[50];
 382         char *dst = buf1;
 383
 384         // remove the protocol identifier
 385         while (*p && *p == ' ')
 386             p++;                     // strip spaces.
 387         while (*p && *p != ' ')
 388             p++;                     // eat protocol identifier
 389         while (*p && *p == ' ')
 390             p++;                     // strip trailing spaces.
 391         while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1)
 392             *dst++ = *p++;
 393         *dst = '\0';
 394
 395         // a='framesize:96 320-240'
 396         // set our parameters
 397         codec->width   = atoi(buf1);
 398         codec->height  = atoi(p + 1); // skip the -
 399     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
 400         return ff_parse_fmtp(s, stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
 401     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
 402         // could use this if we wanted.
 403     }
 404
 405     return 0;
 406 }
 407
 408 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
 409     .enc_name         = "H264",
 410     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 411     .codec_id         = AV_CODEC_ID_H264,
 412     .init             = h264_init,
 413     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
 414     .alloc            = h264_new_context,
 415     .free             = h264_free_context,
 416     .parse_packet     = h264_handle_packet
 417 };