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