git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/rtpdec_hevc.c

   1 /*
   2  * RTP parser for HEVC/H.265 payload format (draft version 6)
   3  * Copyright (c) 2014 Thomas Volkert <thomas@homer-conferencing.com>
   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 #include "libavutil/avassert.h"
  24 #include "libavutil/avstring.h"
  25 #include "libavutil/base64.h"
  26 #include "libavcodec/get_bits.h"
  27
  28 #include "avformat.h"
  29 #include "rtpdec.h"
  30 #include "rtpdec_formats.h"
  31
  32 #define RTP_HEVC_PAYLOAD_HEADER_SIZE       2
  33 #define RTP_HEVC_FU_HEADER_SIZE            1
  34 #define RTP_HEVC_DONL_FIELD_SIZE           2
  35 #define RTP_HEVC_DOND_FIELD_SIZE           1
  36 #define RTP_HEVC_AP_NALU_LENGTH_FIELD_SIZE 2
  37 #define HEVC_SPECIFIED_NAL_UNIT_TYPES      48
  38
  39 /* SDP out-of-band signaling data */
  40 struct PayloadContext {
  41     int using_donl_field;
  42     int profile_id;
  43     uint8_t *sps, *pps, *vps, *sei;
  44     int sps_size, pps_size, vps_size, sei_size;
  45 };
  46
  47 static const uint8_t start_sequence[] = { 0x00, 0x00, 0x00, 0x01 };
  48
  49 static av_cold int hevc_sdp_parse_fmtp_config(AVFormatContext *s,
  50                                               AVStream *stream,
  51                                               PayloadContext *hevc_data,
  52                                               const char *attr, const char *value)
  53 {
  54     /* profile-space: 0-3 */
  55     /* profile-id: 0-31 */
  56     if (!strcmp(attr, "profile-id")) {
  57         hevc_data->profile_id = atoi(value);
  58         av_log(s, AV_LOG_TRACE, "SDP: found profile-id: %d\n", hevc_data->profile_id);
  59     }
  60
  61     /* tier-flag: 0-1 */
  62     /* level-id: 0-255 */
  63     /* interop-constraints: [base16] */
  64     /* profile-compatibility-indicator: [base16] */
  65     /* sprop-sub-layer-id: 0-6, defines highest possible value for TID, default: 6 */
  66     /* recv-sub-layer-id: 0-6 */
  67     /* max-recv-level-id: 0-255 */
  68     /* tx-mode: MSM,SSM */
  69     /* sprop-vps: [base64] */
  70     /* sprop-sps: [base64] */
  71     /* sprop-pps: [base64] */
  72     /* sprop-sei: [base64] */
  73     if (!strcmp(attr, "sprop-vps") || !strcmp(attr, "sprop-sps") ||
  74         !strcmp(attr, "sprop-pps") || !strcmp(attr, "sprop-sei")) {
  75         uint8_t **data_ptr = NULL;
  76         int *size_ptr = NULL;
  77         if (!strcmp(attr, "sprop-vps")) {
  78             data_ptr = &hevc_data->vps;
  79             size_ptr = &hevc_data->vps_size;
  80         } else if (!strcmp(attr, "sprop-sps")) {
  81             data_ptr = &hevc_data->sps;
  82             size_ptr = &hevc_data->sps_size;
  83         } else if (!strcmp(attr, "sprop-pps")) {
  84             data_ptr = &hevc_data->pps;
  85             size_ptr = &hevc_data->pps_size;
  86         } else if (!strcmp(attr, "sprop-sei")) {
  87             data_ptr = &hevc_data->sei;
  88             size_ptr = &hevc_data->sei_size;
  89         } else
  90             av_assert0(0);
  91
  92         ff_h264_parse_sprop_parameter_sets(s, data_ptr,
  93                                            size_ptr, value);
  94     }
  95
  96     /* max-lsr, max-lps, max-cpb, max-dpb, max-br, max-tr, max-tc */
  97     /* max-fps */
  98
  99     /* sprop-max-don-diff: 0-32767
 100
 101          When the RTP stream depends on one or more other RTP
 102          streams (in this case tx-mode MUST be equal to "MSM" and
 103          MSM is in use), this parameter MUST be present and the
 104          value MUST be greater than 0.
 105     */
 106     if (!strcmp(attr, "sprop-max-don-diff")) {
 107         if (atoi(value) > 0)
 108             hevc_data->using_donl_field = 1;
 109         av_log(s, AV_LOG_TRACE, "Found sprop-max-don-diff in SDP, DON field usage is: %d\n",
 110                 hevc_data->using_donl_field);
 111     }
 112
 113     /* sprop-depack-buf-nalus: 0-32767 */
 114     if (!strcmp(attr, "sprop-depack-buf-nalus")) {
 115         if (atoi(value) > 0)
 116             hevc_data->using_donl_field = 1;
 117         av_log(s, AV_LOG_TRACE, "Found sprop-depack-buf-nalus in SDP, DON field usage is: %d\n",
 118                 hevc_data->using_donl_field);
 119     }
 120
 121     /* sprop-depack-buf-bytes: 0-4294967295 */
 122     /* depack-buf-cap */
 123     /* sprop-segmentation-id: 0-3 */
 124     /* sprop-spatial-segmentation-idc: [base16] */
 125     /* dec-parallel-ca: */
 126     /* include-dph */
 127
 128     return 0;
 129 }
 130
 131 static av_cold int hevc_parse_sdp_line(AVFormatContext *ctx, int st_index,
 132                                        PayloadContext *hevc_data, const char *line)
 133 {
 134     AVStream *current_stream;
 135     AVCodecContext *codec;
 136     const char *sdp_line_ptr = line;
 137
 138     if (st_index < 0)
 139         return 0;
 140
 141     current_stream = ctx->streams[st_index];
 142     codec  = current_stream->codec;
 143
 144     if (av_strstart(sdp_line_ptr, "framesize:", &sdp_line_ptr)) {
 145         ff_h264_parse_framesize(codec, sdp_line_ptr);
 146     } else if (av_strstart(sdp_line_ptr, "fmtp:", &sdp_line_ptr)) {
 147         int ret = ff_parse_fmtp(ctx, current_stream, hevc_data, sdp_line_ptr,
 148                                 hevc_sdp_parse_fmtp_config);
 149         if (hevc_data->vps_size || hevc_data->sps_size ||
 150             hevc_data->pps_size || hevc_data->sei_size) {
 151             av_freep(&codec->extradata);
 152             codec->extradata_size = hevc_data->vps_size + hevc_data->sps_size +
 153                                     hevc_data->pps_size + hevc_data->sei_size;
 154             codec->extradata = av_malloc(codec->extradata_size +
 155                                          AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 156             if (!codec->extradata) {
 157                 ret = AVERROR(ENOMEM);
 158                 codec->extradata_size = 0;
 159             } else {
 160                 int pos = 0;
 161                 memcpy(codec->extradata + pos, hevc_data->vps, hevc_data->vps_size);
 162                 pos += hevc_data->vps_size;
 163                 memcpy(codec->extradata + pos, hevc_data->sps, hevc_data->sps_size);
 164                 pos += hevc_data->sps_size;
 165                 memcpy(codec->extradata + pos, hevc_data->pps, hevc_data->pps_size);
 166                 pos += hevc_data->pps_size;
 167                 memcpy(codec->extradata + pos, hevc_data->sei, hevc_data->sei_size);
 168                 pos += hevc_data->sei_size;
 169                 memset(codec->extradata + pos, 0, AV_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 170             }
 171
 172             av_freep(&hevc_data->vps);
 173             av_freep(&hevc_data->sps);
 174             av_freep(&hevc_data->pps);
 175             av_freep(&hevc_data->sei);
 176             hevc_data->vps_size = 0;
 177             hevc_data->sps_size = 0;
 178             hevc_data->pps_size = 0;
 179             hevc_data->sei_size = 0;
 180         }
 181         return ret;
 182     }
 183
 184     return 0;
 185 }
 186
 187 static int hevc_handle_packet(AVFormatContext *ctx, PayloadContext *rtp_hevc_ctx,
 188                               AVStream *st, AVPacket *pkt, uint32_t *timestamp,
 189                               const uint8_t *buf, int len, uint16_t seq,
 190                               int flags)
 191 {
 192     const uint8_t *rtp_pl = buf;
 193     int tid, lid, nal_type;
 194     int first_fragment, last_fragment, fu_type;
 195     uint8_t new_nal_header[2];
 196     int res = 0;
 197
 198     /* sanity check for size of input packet: 1 byte payload at least */
 199     if (len < RTP_HEVC_PAYLOAD_HEADER_SIZE + 1) {
 200         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too short RTP/HEVC packet, got %d bytes\n", len);
 201         return AVERROR_INVALIDDATA;
 202     }
 203
 204     /*
 205      * decode the HEVC payload header according to section 4 of draft version 6:
 206      *
 207      *    0                   1
 208      *    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5
 209      *   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
 210      *   |F|   Type    |  LayerId  | TID |
 211      *   +-------------+-----------------+
 212      *
 213      *      Forbidden zero (F): 1 bit
 214      *      NAL unit type (Type): 6 bits
 215      *      NUH layer ID (LayerId): 6 bits
 216      *      NUH temporal ID plus 1 (TID): 3 bits
 217      */
 218     nal_type =  (buf[0] >> 1) & 0x3f;
 219     lid  = ((buf[0] << 5) & 0x20) | ((buf[1] >> 3) & 0x1f);
 220     tid  =   buf[1] & 0x07;
 221
 222     /* sanity check for correct layer ID */
 223     if (lid) {
 224         /* future scalable or 3D video coding extensions */
 225         avpriv_report_missing_feature(ctx, "Multi-layer HEVC coding");
 226         return AVERROR_PATCHWELCOME;
 227     }
 228
 229     /* sanity check for correct temporal ID */
 230     if (!tid) {
 231         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Illegal temporal ID in RTP/HEVC packet\n");
 232         return AVERROR_INVALIDDATA;
 233     }
 234
 235     /* sanity check for correct NAL unit type */
 236     if (nal_type > 50) {
 237         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported (HEVC) NAL type (%d)\n", nal_type);
 238         return AVERROR_INVALIDDATA;
 239     }
 240
 241     switch (nal_type) {
 242     /* video parameter set (VPS) */
 243     case 32:
 244     /* sequence parameter set (SPS) */
 245     case 33:
 246     /* picture parameter set (PPS) */
 247     case 34:
 248     /*  supplemental enhancement information (SEI) */
 249     case 39:
 250     /* single NAL unit packet */
 251     default:
 252         /* create A/V packet */
 253         if ((res = av_new_packet(pkt, sizeof(start_sequence) + len)) < 0)
 254             return res;
 255         /* A/V packet: copy start sequence */
 256         memcpy(pkt->data, start_sequence, sizeof(start_sequence));
 257         /* A/V packet: copy NAL unit data */
 258         memcpy(pkt->data + sizeof(start_sequence), buf, len);
 259
 260         break;
 261     /* aggregated packet (AP) - with two or more NAL units */
 262     case 48:
 263         /* pass the HEVC payload header */
 264         buf += RTP_HEVC_PAYLOAD_HEADER_SIZE;
 265         len -= RTP_HEVC_PAYLOAD_HEADER_SIZE;
 266
 267         /* pass the HEVC DONL field */
 268         if (rtp_hevc_ctx->using_donl_field) {
 269             buf += RTP_HEVC_DONL_FIELD_SIZE;
 270             len -= RTP_HEVC_DONL_FIELD_SIZE;
 271         }
 272
 273         res = ff_h264_handle_aggregated_packet(ctx, rtp_hevc_ctx, pkt, buf, len,
 274                                                rtp_hevc_ctx->using_donl_field ?
 275                                                RTP_HEVC_DOND_FIELD_SIZE : 0,
 276                                                NULL, 0);
 277         if (res < 0)
 278             return res;
 279         break;
 280     /* fragmentation unit (FU) */
 281     case 49:
 282         /* pass the HEVC payload header */
 283         buf += RTP_HEVC_PAYLOAD_HEADER_SIZE;
 284         len -= RTP_HEVC_PAYLOAD_HEADER_SIZE;
 285
 286         /*
 287          *    decode the FU header
 288          *
 289          *     0 1 2 3 4 5 6 7
 290          *    +-+-+-+-+-+-+-+-+
 291          *    |S|E|  FuType   |
 292          *    +---------------+
 293          *
 294          *       Start fragment (S): 1 bit
 295          *       End fragment (E): 1 bit
 296          *       FuType: 6 bits
 297          */
 298         first_fragment = buf[0] & 0x80;
 299         last_fragment  = buf[0] & 0x40;
 300         fu_type        = buf[0] & 0x3f;
 301
 302         /* pass the HEVC FU header */
 303         buf += RTP_HEVC_FU_HEADER_SIZE;
 304         len -= RTP_HEVC_FU_HEADER_SIZE;
 305
 306         /* pass the HEVC DONL field */
 307         if (rtp_hevc_ctx->using_donl_field) {
 308             buf += RTP_HEVC_DONL_FIELD_SIZE;
 309             len -= RTP_HEVC_DONL_FIELD_SIZE;
 310         }
 311
 312         av_log(ctx, AV_LOG_TRACE, " FU type %d with %d bytes\n", fu_type, len);
 313
 314         /* sanity check for size of input packet: 1 byte payload at least */
 315         if (len <= 0) {
 316             if (len < 0) {
 317                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 318                        "Too short RTP/HEVC packet, got %d bytes of NAL unit type %d\n",
 319                        len, nal_type);
 320                 return AVERROR_INVALIDDATA;
 321             } else {
 322                 return AVERROR(EAGAIN);
 323             }
 324         }
 325
 326         if (first_fragment && last_fragment) {
 327             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Illegal combination of S and E bit in RTP/HEVC packet\n");
 328             return AVERROR_INVALIDDATA;
 329         }
 330
 331         new_nal_header[0] = (rtp_pl[0] & 0x81) | (fu_type << 1);
 332         new_nal_header[1] = rtp_pl[1];
 333
 334         res = ff_h264_handle_frag_packet(pkt, buf, len, first_fragment,
 335                                          new_nal_header, sizeof(new_nal_header));
 336
 337         break;
 338     /* PACI packet */
 339     case 50:
 340         /* Temporal scalability control information (TSCI) */
 341         avpriv_report_missing_feature(ctx, "PACI packets for RTP/HEVC");
 342         res = AVERROR_PATCHWELCOME;
 343         break;
 344     }
 345
 346     pkt->stream_index = st->index;
 347
 348     return res;
 349 }
 350
 351 RTPDynamicProtocolHandler ff_hevc_dynamic_handler = {
 352     .enc_name         = "H265",
 353     .codec_type       = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 354     .codec_id         = AV_CODEC_ID_HEVC,
 355     .need_parsing     = AVSTREAM_PARSE_FULL,
 356     .priv_data_size   = sizeof(PayloadContext),
 357     .parse_sdp_a_line = hevc_parse_sdp_line,
 358     .parse_packet     = hevc_handle_packet,
 359 };