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 FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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/avstring.h"
  39 #include "libavcodec/get_bits.h"
  40 #include "avformat.h"
  41
  42 #include "network.h"
  43 #include <assert.h>
  44
  45 #include "rtpdec.h"
  46 #include "rtpdec_formats.h"
  47
  48 struct PayloadContext {
  49     // sdp setup parameters
  50     uint8_t profile_idc;
  51     uint8_t profile_iop;
  52     uint8_t level_idc;
  53     int packetization_mode;
  54 #ifdef DEBUG
  55     int packet_types_received[32];
  56 #endif
  57 };
  58
  59 #ifdef DEBUG
  60 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) data->packet_types_received[(nal) & 0x1f]++
  61 #else
  62 #define COUNT_NAL_TYPE(data, nal) do { } while (0)
  63 #endif
  64
  65 static const uint8_t start_sequence[] = { 0, 0, 0, 1 };
  66
  67 static int sdp_parse_fmtp_config_h264(AVStream *stream,
  68                                       PayloadContext *h264_data,
  69                                       char *attr, char *value)
  70 {
  71     AVCodecContext *codec = stream->codec;
  72     assert(codec->codec_id == AV_CODEC_ID_H264);
  73     assert(h264_data != NULL);
  74
  75     if (!strcmp(attr, "packetization-mode")) {
  76         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "RTP Packetization Mode: %d\n", atoi(value));
  77         h264_data->packetization_mode = atoi(value);
  78         /*
  79          * Packetization Mode:
  80          * 0 or not present: Single NAL mode (Only nals from 1-23 are allowed)
  81          * 1: Non-interleaved Mode: 1-23, 24 (STAP-A), 28 (FU-A) are allowed.
  82          * 2: Interleaved Mode: 25 (STAP-B), 26 (MTAP16), 27 (MTAP24), 28 (FU-A),
  83          *                      and 29 (FU-B) are allowed.
  84          */
  85         if (h264_data->packetization_mode > 1)
  86             av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
  87                    "Interleaved RTP mode is not supported yet.\n");
  88     } else if (!strcmp(attr, "profile-level-id")) {
  89         if (strlen(value) == 6) {
  90             char buffer[3];
  91             // 6 characters=3 bytes, in hex.
  92             uint8_t profile_idc;
  93             uint8_t profile_iop;
  94             uint8_t level_idc;
  95
  96             buffer[0]   = value[0];
  97             buffer[1]   = value[1];
  98             buffer[2]   = '\0';
  99             profile_idc = strtol(buffer, NULL, 16);
 100             buffer[0]   = value[2];
 101             buffer[1]   = value[3];
 102             profile_iop = strtol(buffer, NULL, 16);
 103             buffer[0]   = value[4];
 104             buffer[1]   = value[5];
 105             level_idc   = strtol(buffer, NULL, 16);
 106
 107             av_log(codec, AV_LOG_DEBUG,
 108                    "RTP Profile IDC: %x Profile IOP: %x Level: %x\n",
 109                    profile_idc, profile_iop, level_idc);
 110             h264_data->profile_idc = profile_idc;
 111             h264_data->profile_iop = profile_iop;
 112             h264_data->level_idc   = level_idc;
 113         }
 114     } else if (!strcmp(attr, "sprop-parameter-sets")) {
 115         codec->extradata_size = 0;
 116         av_freep(&codec->extradata);
 117
 118         while (*value) {
 119             char base64packet[1024];
 120             uint8_t decoded_packet[1024];
 121             int packet_size;
 122             char *dst = base64packet;
 123
 124             while (*value && *value != ','
 125                    && (dst - base64packet) < sizeof(base64packet) - 1) {
 126                 *dst++ = *value++;
 127             }
 128             *dst++ = '\0';
 129
 130             if (*value == ',')
 131                 value++;
 132
 133             packet_size = av_base64_decode(decoded_packet, base64packet,
 134                                            sizeof(decoded_packet));
 135             if (packet_size > 0) {
 136                 uint8_t *dest = av_malloc(packet_size + sizeof(start_sequence) +
 137                                           codec->extradata_size +
 138                                           FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 139                 if (!dest) {
 140                     av_log(codec, AV_LOG_ERROR,
 141                            "Unable to allocate memory for extradata!\n");
 142                     return AVERROR(ENOMEM);
 143                 }
 144                 if (codec->extradata_size) {
 145                     memcpy(dest, codec->extradata, codec->extradata_size);
 146                     av_free(codec->extradata);
 147                 }
 148
 149                 memcpy(dest + codec->extradata_size, start_sequence,
 150                        sizeof(start_sequence));
 151                 memcpy(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence),
 152                        decoded_packet, packet_size);
 153                 memset(dest + codec->extradata_size + sizeof(start_sequence) +
 154                        packet_size, 0, FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 155
 156                 codec->extradata       = dest;
 157                 codec->extradata_size += sizeof(start_sequence) + packet_size;
 158             }
 159         }
 160         av_log(codec, AV_LOG_DEBUG, "Extradata set to %p (size: %d)!\n",
 161                codec->extradata, codec->extradata_size);
 162     }
 163     return 0;
 164 }
 165
 166 // return 0 on packet, no more left, 1 on packet, 1 on partial packet
 167 static int h264_handle_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *data,
 168                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
 169                               const uint8_t *buf, int len, uint16_t seq,
 170                               int flags)
 171 {
 172     uint8_t nal;
 173     uint8_t type;
 174     int result = 0;
 175
 176     if (!len) {
 177         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Empty H264 RTP packet\n");
 178         return AVERROR_INVALIDDATA;
 179     }
 180     nal  = buf[0];
 181     type = nal & 0x1f;
 182
 183     assert(data);
 184     assert(buf);
 185
 186     /* Simplify the case (these are all the nal types used internally by
 187      * the h264 codec). */
 188     if (type >= 1 && type <= 23)
 189         type = 1;
 190     switch (type) {
 191     case 0:                    // undefined, but pass them through
 192     case 1:
 193         if ((result = av_new_packet(pkt, len + sizeof(start_sequence))) < 0)
 194             return result;
 195         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 196         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
 197         COUNT_NAL_TYPE(data, nal);
 198         break;
 199
 200     case 24:                   // STAP-A (one packet, multiple nals)
 201         // consume the STAP-A NAL
 202         buf++;
 203         len--;
 204         // first we are going to figure out the total size
 205         {
 206             int pass         = 0;
 207             int total_length = 0;
 208             uint8_t *dst     = NULL;
 209
 210             for (pass = 0; pass < 2; pass++) {
 211                 const uint8_t *src = buf;
 212                 int src_len        = len;
 213
 214                 while (src_len > 2) {
 215                     uint16_t nal_size = AV_RB16(src);
 216
 217                     // consume the length of the aggregate
 218                     src     += 2;
 219                     src_len -= 2;
 220
 221                     if (nal_size <= src_len) {
 222                         if (pass == 0) {
 223                             // counting
 224                             total_length += sizeof(start_sequence) + nal_size;
 225                         } else {
 226                             // copying
 227                             assert(dst);
 228                             memcpy(dst, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 229                             dst += sizeof(start_sequence);
 230                             memcpy(dst, src, nal_size);
 231                             COUNT_NAL_TYPE(data, *src);
 232                             dst += nal_size;
 233                         }
 234                     } else {
 235                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 236                                "nal size exceeds length: %d %d\n", nal_size, src_len);
 237                     }
 238
 239                     // eat what we handled
 240                     src     += nal_size;
 241                     src_len -= nal_size;
 242
 243                     if (src_len < 0)
 244                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 245                                "Consumed more bytes than we got! (%d)\n", src_len);
 246                 }
 247
 248                 if (pass == 0) {
 249                     /* now we know the total size of the packet (with the
 250                      * start sequences added) */
 251                     if ((result = av_new_packet(pkt, total_length)) < 0)
 252                         return result;
 253                     dst = pkt->data;
 254                 } else {
 255                     assert(dst - pkt->data == total_length);
 256                 }
 257             }
 258         }
 259         break;
 260
 261     case 25:                   // STAP-B
 262     case 26:                   // MTAP-16
 263     case 27:                   // MTAP-24
 264     case 29:                   // FU-B
 265         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 266                "Unhandled type (%d) (See RFC for implementation details\n",
 267                type);
 268         result = AVERROR(ENOSYS);
 269         break;
 270
 271     case 28:                   // FU-A (fragmented nal)
 272         buf++;
 273         len--;                 // skip the fu_indicator
 274         if (len > 1) {
 275             // these are the same as above, we just redo them here for clarity
 276             uint8_t fu_indicator      = nal;
 277             uint8_t fu_header         = *buf;
 278             uint8_t start_bit         = fu_header >> 7;
 279             uint8_t av_unused end_bit = (fu_header & 0x40) >> 6;
 280             uint8_t nal_type          = fu_header & 0x1f;
 281             uint8_t reconstructed_nal;
 282
 283             // Reconstruct this packet's true nal; only the data follows.
 284             /* The original nal forbidden bit and NRI are stored in this
 285              * packet's nal. */
 286             reconstructed_nal  = fu_indicator & 0xe0;
 287             reconstructed_nal |= nal_type;
 288
 289             // skip the fu_header
 290             buf++;
 291             len--;
 292
 293             if (start_bit)
 294                 COUNT_NAL_TYPE(data, nal_type);
 295             if (start_bit) {
 296                 /* copy in the start sequence, and the reconstructed nal */
 297                 if ((result = av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence) + sizeof(nal) + len)) < 0)
 298                     return result;
 299                 memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 300                 pkt->data[sizeof(start_sequence)] = reconstructed_nal;
 301                 memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence) + sizeof(nal), buf, len);
 302             } else {
 303                 if ((result = av_new_packet(pkt, len)) < 0)
 304                     return result;
 305                 memcpy(pkt->data, buf, len);
 306             }
 307         } else {
 308             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short data for FU-A H264 RTP packet\n");
 309             result = AVERROR_INVALIDDATA;
 310         }
 311         break;
 312
 313     case 30:                   // undefined
 314     case 31:                   // undefined
 315     default:
 316         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Undefined type (%d)\n", type);
 317         result = AVERROR_INVALIDDATA;
 318         break;
 319     }
 320
 321     pkt->stream_index = st->index;
 322
 323     return result;
 324 }
 325
 326 static PayloadContext *h264_new_context(void)
 327 {
 328     return av_mallocz(sizeof(PayloadContext) + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 329 }
 330
 331 static void h264_free_context(PayloadContext *data)
 332 {
 333 #ifdef DEBUG
 334     int ii;
 335
 336     for (ii = 0; ii < 32; ii++) {
 337         if (data->packet_types_received[ii])
 338             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Received %d packets of type %d\n",
 339                    data->packet_types_received[ii], ii);
 340     }
 341 #endif
 342
 343     av_free(data);
 344 }
 345
 346 static av_cold int h264_init(AVFormatContext *s, int st_index,
 347                              PayloadContext *data)
 348 {
 349     if (st_index < 0)
 350         return 0;
 351     s->streams[st_index]->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
 352     return 0;
 353 }
 354
 355 static int parse_h264_sdp_line(AVFormatContext *s, int st_index,
 356                                PayloadContext *h264_data, const char *line)
 357 {
 358     AVStream *stream;
 359     AVCodecContext *codec;
 360     const char *p = line;
 361
 362     if (st_index < 0)
 363         return 0;
 364
 365     stream = s->streams[st_index];
 366     codec  = stream->codec;
 367
 368     if (av_strstart(p, "framesize:", &p)) {
 369         char buf1[50];
 370         char *dst = buf1;
 371
 372         // remove the protocol identifier
 373         while (*p && *p == ' ')
 374             p++;                     // strip spaces.
 375         while (*p && *p != ' ')
 376             p++;                     // eat protocol identifier
 377         while (*p && *p == ' ')
 378             p++;                     // strip trailing spaces.
 379         while (*p && *p != '-' && (dst - buf1) < sizeof(buf1) - 1)
 380             *dst++ = *p++;
 381         *dst = '\0';
 382
 383         // a='framesize:96 320-240'
 384         // set our parameters
 385         codec->width   = atoi(buf1);
 386         codec->height  = atoi(p + 1); // skip the -
 387     } else if (av_strstart(p, "fmtp:", &p)) {
 388         return ff_parse_fmtp(stream, h264_data, p, sdp_parse_fmtp_config_h264);
 389     } else if (av_strstart(p, "cliprect:", &p)) {
 390         // could use this if we wanted.
 391     }
 392
 393     return 0;
 394 }
 395
 396 RTPDynamicProtocolHandler ff_h264_dynamic_handler = {
 397     .enc_name         = "H264",
 398     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 399     .codec_id         = AV_CODEC_ID_H264,
 400     .init             = h264_init,
 401     .parse_sdp_a_line = parse_h264_sdp_line,
 402     .alloc            = h264_new_context,
 403     .free             = h264_free_context,
 404     .parse_packet     = h264_handle_packet
 405 };