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 "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                                    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                                        FF_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, FF_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                                       char *attr, char *value)
 148 {
 149     AVCodecContext *codec = stream->codec;
 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         codec->extradata_size = 0;
 170         av_freep(&codec->extradata);
 171         ret = ff_h264_parse_sprop_parameter_sets(s, &codec->extradata,
 172                                                  &codec->extradata_size, value);
 173         av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)\n",
 174                codec->extradata, codec->extradata_size);
 175         return ret;
 176     }
 177     return 0;
 178 }
 179
 180 int ff_h264_handle_aggregated_packet(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt,
 181                                      const uint8_t *buf, int len,
 182                                      int skip_between, int *nal_counters,
 183                                      int nal_mask)
 184 {
 185     int pass         = 0;
 186     int total_length = 0;
 187     uint8_t *dst     = NULL;
 188     int ret;
 189
 190     // first we are going to figure out the total size
 191     for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 192         const uint8_t *src = buf;
 193         int src_len        = len;
 194
 195         while (src_len > 2) {
 196             uint16_t nal_size = AV_RB16(src);
 197
 198             // consume the length of the aggregate
 199             src     += 2;
 200             src_len -= 2;
 201
 202             if (nal_size <= src_len) {
 203                 if (pass == 0) {
 204                     // counting
 205                     total_length += sizeof(start_sequence) + nal_size;
 206                 } else {
 207                     // copying
 208                     memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 209                     dst += sizeof(start_sequence);
 210                     memcpy(dst, src, nal_size);
 211                     if (nal_counters)
 212                         nal_counters[(*src) & nal_mask]++;
 213                     dst += nal_size;
 214                 }
 215             } else {
 216                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 217                        "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
 218                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 219             }
 220
 221             // eat what we handled
 222             src     += nal_size + skip_between;
 223             src_len -= nal_size + skip_between;
 224         }
 225
 226         if (pass == 0) {
 227             /* now we know the total size of the packet (with the
 228              * start sequences added) */
 229             if ((ret = av_new_packet(pkt, total_length)) < 0)
 230                 return ret;
 231             dst = pkt->data;
 232         }
 233     }
 234
 235     return 0;
 236 }
 237
 238 static int h264_handle_packet_fu_a(AVFormatContext *ctx, AVPacket *pkt,
 239                                    const uint8_t *buf, int len,
 240                                    int *nal_counters, int nal_mask)
 241 {
 242     uint8_t fu_indicator, fu_header, start_bit, nal_type, nal;
 243     int ret;
 244
 245     if (len < 3) {
 246         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H264 RTP packet\n");
 247         return AVERROR_INVALIDDATA;
 248     }
 249
 250     fu_indicator = buf[0];
 251     fu_header    = buf[1];
 252     start_bit    = fu_header >> 7;
 253     nal_type     = fu_header & 0x1f;
 254     nal          = fu_indicator & 0xe0 | nal_type;
 255
 256     // skip the fu_indicator and fu_header
 257     buf += 2;
 258     len -= 2;
 259
 260     if (start_bit) {
 261         if (nal_counters)
 262             nal_counters[nal_type & nal_mask]++;
 263         /* copy in the start sequence, and the reconstructed nal */
 264         if ((ret = av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence) + sizeof(nal) + len)) < 0)
 265             return ret;
 266         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 267         pkt->data[sizeof(start_sequence)] = nal;
 268         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence) + sizeof(nal), buf, len);
 269     } else {
 270         if ((ret = av_new_packet(pkt, len)) < 0)
 271             return ret;
 272         memcpy(pkt->data, buf, len);
 273     }
 274
 275     return 0;
 276 }
 277
 278 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet
 279 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data,
 280                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
 281                               const uint8_t *buf, int len, uint16_t seq,
 282                               int flags)
 283 {
 284     uint8_t nal;
 285     uint8_t type;
 286     int result = 0;
 287
 288     if (!len) {
 289         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Empty H264 RTP packet\n");
 290         return AVERROR_INVALIDDATA;
 291     }
 292     nal  = buf[0];
 293     type = nal & 0x1f;
 294
 295     /* Simplify the case (these are all the nal types used internally by
 296      * the h264 codec). */
 297     if (type >= 1 && type <= 23)
 298         type = 1;
 299     switch (type) {
 300     case 0:                    // undefined, but pass them through
 301     case 1:
 302         if ((result = av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence))) < 0)
 303             return result;
 304         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 305         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
 306         COUNT_NAL_TYPE(data, nal);
 307         break;
 308
 309     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
 310         // consume the STAP-A NAL
 311         buf++;
 312         len--;
 313         result = ff_h264_handle_aggregated_packet(ctx, pkt, buf, len, 0,
 314                                                   NAL_COUNTERS, NAL_MASK);
 315         break;
 316
 317     case 25:                   // STAP-B
 318     case 26:                   // MTAP-16
 319     case 27:                   // MTAP-24
 320     case 29:                   // FU-B
 321         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 322                "Unhandled type (%d) (See RFC for implementation details)\n",
 323                type);
 324         result = AVERROR(ENOSYS);
 325         break;
 326
 327     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
 328         result = h264_handle_packet_fu_a(ctx, pkt, buf, len,
 329                                          NAL_COUNTERS, NAL_MASK);
 330         break;
 331
 332     case 30:                   // undefined
 333     case 31:                   // undefined
 334     default:
 335         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)\n", type);
 336         result = AVERROR_INVALIDDATA;
 337         break;
 338     }
 339
 340     pkt->stream_index = st->index;
 341
 342     return result;
 343 }
 344
 345 static PayloadContext *h264_new_context(void)
 346 {
 347     return av_mallocz(sizeof(PayloadContext));
 348 }
 349
 350 static void h264_free_context(PayloadContext *data)
 351 {
 352 #ifdef DEBUG
 353     int ii;
 354
 355     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
 356         if (data->packet_types_received[ii])
 357             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
 358                    data->packet_types_received[ii], ii);
 359     }
 360 #endif
 361
 362     av_free(data);
 363 }
 364
 365 static av_cold int h264_init(AVFormatContext *s, int st_index,
 366                              PayloadContext *data)
 367 {
 368     if (st_index < 0)
 369         return 0;
 370     s->streams[st_index]->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
 371     return 0;
 372 }
 373
 374 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
 375                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
 376 {
 377     AVStream *stream;
 378     AVCodecContext *codec;
 379     const char *p = line;
 380
 381     if (st_index < 0)
 382         return 0;
 383
 384     stream = s->streams[st_index];
 385     codec  = stream->codec;
 386
 387     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
 388         char buf1[50];
 389         char *dst = buf1;
 390
 391         // remove the protocol identifier
 392         while (*p && *p == ' ')
 393             p++;                     // strip spaces.
 394         while (*p && *p != ' ')
 395             p++;                     // eat protocol identifier
 396         while (*p && *p == ' ')
 397             p++;                     // strip trailing spaces.
 398         while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1)
 399             *dst++ = *p++;
 400         *dst = '\0';
 401
 402         // a='framesize:96 320-240'
 403         // set our parameters
 404         codec->width   = atoi(buf1);
 405         codec->height  = atoi(p + 1); // skip the -
 406     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
 407         return ff_parse_fmtp(s, stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
 408     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
 409         // could use this if we wanted.
 410     }
 411
 412     return 0;
 413 }
 414
 415 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
 416     .enc_name         = "H264",
 417     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 418     .codec_id         = AV_CODEC_ID_H264,
 419     .init             = h264_init,
 420     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
 421     .alloc            = h264_new_context,
 422     .free             = h264_free_context,
 423     .parse_packet     = h264_handle_packet,
 424 };