gst/rtp/gstrtpg729pay.c

   1 /* GStreamer
   2  * Copyright (C) <2007> Nokia Corporation
   3  * Copyright (C) <2007> Collabora Ltd
   4  *  @author: Olivier Crete <olivier.crete@collabora.co.uk>
   5  *
   6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Library General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  17  * License along with this library; if not, write to the
  18  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  19  * Boston, MA 02111-1307, USA.
  20  */
  21
  22 /*
  23  * This payloader assumes that the data will ALWAYS come as zero or more
  24  * 10 bytes frame of audio followed by 0 or 1 2 byte frame of silence.
  25  * Any other buffer format won't work
  26  */
  27
  28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  29 #include <config.h>
  30 #endif
  31
  32 #include <string.h>
  33 #include <gst/rtp/gstrtpbuffer.h>
  34 #include <gst/base/gstadapter.h>
  35
  36 #include "gstrtpg729pay.h"
  37
  38 GST_DEBUG_CATEGORY_STATIC (rtpg729pay_debug);
  39 #define GST_CAT_DEFAULT (rtpg729pay_debug)
  40
  41 #define G729_FRAME_SIZE 10
  42 #define G729B_CN_FRAME_SIZE 2
  43 #define G729_FRAME_DURATION (10 * GST_MSECOND)
  44 #define G729_FRAME_DURATION_MS (10)
  45
  46 static gboolean
  47 gst_rtp_g729_pay_set_caps (GstRTPBasePayload * payload, GstCaps * caps);
  48 static GstFlowReturn
  49 gst_rtp_g729_pay_handle_buffer (GstRTPBasePayload * payload, GstBuffer * buf);
  50
  51 static GstStateChangeReturn
  52 gst_rtp_g729_pay_change_state (GstElement * element, GstStateChange transition);
  53
  54 static GstStaticPadTemplate gst_rtp_g729_pay_sink_template =
  55 GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("sink",
  56     GST_PAD_SINK,
  57     GST_PAD_ALWAYS,
  58     GST_STATIC_CAPS ("audio/G729, "     /* according to RFC 3555 */
  59         "channels = (int) 1, " "rate = (int) 8000")
  60     );
  61
  62 static GstStaticPadTemplate gst_rtp_g729_pay_src_template =
  63     GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("src",
  64     GST_PAD_SRC,
  65     GST_PAD_ALWAYS,
  66     GST_STATIC_CAPS ("application/x-rtp, "
  67         "media = (string) \"audio\", "
  68         "payload = (int) " GST_RTP_PAYLOAD_G729_STRING ", "
  69         "clock-rate = (int) 8000, "
  70         "encoding-name = (string) \"G729\"; "
  71         "application/x-rtp, "
  72         "media = (string) \"audio\", "
  73         "payload = (int) " GST_RTP_PAYLOAD_DYNAMIC_STRING ", "
  74         "clock-rate = (int) 8000, " "encoding-name = (string) \"G729\"")
  75     );
  76
  77 #define gst_rtp_g729_pay_parent_class parent_class
  78 G_DEFINE_TYPE (GstRTPG729Pay, gst_rtp_g729_pay, GST_TYPE_RTP_BASE_PAYLOAD);
  79
  80 static void
  81 gst_rtp_g729_pay_finalize (GObject * object)
  82 {
  83   GstRTPG729Pay *pay = GST_RTP_G729_PAY (object);
  84
  85   g_object_unref (pay->adapter);
  86
  87   G_OBJECT_CLASS (parent_class)->finalize (object);
  88 }
  89
  90 static void
  91 gst_rtp_g729_pay_class_init (GstRTPG729PayClass * klass)
  92 {
  93   GObjectClass *gobject_class = (GObjectClass *) klass;
  94   GstElementClass *gstelement_class = (GstElementClass *) klass;
  95   GstRTPBasePayloadClass *payload_class = GST_RTP_BASE_PAYLOAD_CLASS (klass);
  96
  97   GST_DEBUG_CATEGORY_INIT (rtpg729pay_debug, "rtpg729pay", 0,
  98       "G.729 RTP Payloader");
  99
 100   gobject_class->finalize = gst_rtp_g729_pay_finalize;
 101
 102   gstelement_class->change_state = gst_rtp_g729_pay_change_state;
 103
 104   gst_element_class_add_pad_template (gstelement_class,
 105       gst_static_pad_template_get (&gst_rtp_g729_pay_sink_template));
 106   gst_element_class_add_pad_template (gstelement_class,
 107       gst_static_pad_template_get (&gst_rtp_g729_pay_src_template));
 108
 109   gst_element_class_set_details_simple (gstelement_class, "RTP G.729 payloader",
 110       "Codec/Payloader/Network/RTP",
 111       "Packetize G.729 audio into RTP packets",
 112       "Olivier Crete <olivier.crete@collabora.co.uk>");
 113
 114   payload_class->set_caps = gst_rtp_g729_pay_set_caps;
 115   payload_class->handle_buffer = gst_rtp_g729_pay_handle_buffer;
 116 }
 117
 118 static void
 119 gst_rtp_g729_pay_init (GstRTPG729Pay * pay)
 120 {
 121   GstRTPBasePayload *payload = GST_RTP_BASE_PAYLOAD (pay);
 122
 123   payload->pt = GST_RTP_PAYLOAD_G729;
 124   gst_rtp_base_payload_set_options (payload, "audio", FALSE, "G729", 8000);
 125
 126   pay->adapter = gst_adapter_new ();
 127 }
 128
 129 static void
 130 gst_rtp_g729_pay_reset (GstRTPG729Pay * pay)
 131 {
 132   gst_adapter_clear (pay->adapter);
 133   pay->discont = FALSE;
 134   pay->next_rtp_time = 0;
 135   pay->first_ts = GST_CLOCK_TIME_NONE;
 136   pay->first_rtp_time = 0;
 137 }
 138
 139 static gboolean
 140 gst_rtp_g729_pay_set_caps (GstRTPBasePayload * payload, GstCaps * caps)
 141 {
 142   gboolean res;
 143   GstStructure *structure;
 144   gint pt;
 145
 146   structure = gst_caps_get_structure (caps, 0);
 147   if (!gst_structure_get_int (structure, "payload", &pt))
 148     pt = GST_RTP_PAYLOAD_G729;
 149
 150   payload->pt = pt;
 151   payload->dynamic = pt != GST_RTP_PAYLOAD_G729;
 152
 153   res = gst_rtp_base_payload_set_outcaps (payload, NULL);
 154
 155   return res;
 156 }
 157
 158 static GstFlowReturn
 159 gst_rtp_g729_pay_push (GstRTPG729Pay * rtpg729pay,
 160     const guint8 * data, guint payload_len)
 161 {
 162   GstRTPBasePayload *basepayload;
 163   GstClockTime duration;
 164   guint frames;
 165   GstBuffer *outbuf;
 166   guint8 *payload;
 167   GstFlowReturn ret;
 168   GstRTPBuffer rtp = { NULL };
 169
 170   basepayload = GST_RTP_BASE_PAYLOAD (rtpg729pay);
 171
 172   GST_DEBUG_OBJECT (rtpg729pay, "Pushing %d bytes ts %" GST_TIME_FORMAT,
 173       payload_len, GST_TIME_ARGS (rtpg729pay->next_ts));
 174
 175   /* create buffer to hold the payload */
 176   outbuf = gst_rtp_buffer_new_allocate (payload_len, 0, 0);
 177
 178   gst_rtp_buffer_map (outbuf, GST_MAP_READWRITE, &rtp);
 179
 180   /* copy payload */
 181   payload = gst_rtp_buffer_get_payload (&rtp);
 182   memcpy (payload, data, payload_len);
 183
 184   /* set metadata */
 185   frames =
 186       (payload_len / G729_FRAME_SIZE) + ((payload_len % G729_FRAME_SIZE) >> 1);
 187   duration = frames * G729_FRAME_DURATION;
 188   GST_BUFFER_TIMESTAMP (outbuf) = rtpg729pay->next_ts;
 189   GST_BUFFER_DURATION (outbuf) = duration;
 190   GST_BUFFER_OFFSET (outbuf) = rtpg729pay->next_rtp_time;
 191   rtpg729pay->next_ts += duration;
 192   rtpg729pay->next_rtp_time += frames * 80;
 193
 194   if (G_UNLIKELY (rtpg729pay->discont)) {
 195     GST_DEBUG_OBJECT (basepayload, "discont, setting marker bit");
 196     GST_BUFFER_FLAG_SET (outbuf, GST_BUFFER_FLAG_DISCONT);
 197     gst_rtp_buffer_set_marker (&rtp, TRUE);
 198     rtpg729pay->discont = FALSE;
 199   }
 200   gst_rtp_buffer_unmap (&rtp);
 201
 202   ret = gst_rtp_base_payload_push (basepayload, outbuf);
 203
 204   return ret;
 205 }
 206
 207 static void
 208 gst_rtp_g729_pay_recalc_rtp_time (GstRTPG729Pay * rtpg729pay, GstClockTime time)
 209 {
 210   if (GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (rtpg729pay->first_ts)
 211       && GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (time) && time >= rtpg729pay->first_ts) {
 212     GstClockTime diff;
 213     guint32 rtpdiff;
 214
 215     diff = time - rtpg729pay->first_ts;
 216     rtpdiff = (diff / GST_MSECOND) * 8;
 217     rtpg729pay->next_rtp_time = rtpg729pay->first_rtp_time + rtpdiff;
 218     GST_DEBUG_OBJECT (rtpg729pay,
 219         "elapsed time %" GST_TIME_FORMAT ", rtp %" G_GUINT32_FORMAT ", "
 220         "new offset %" G_GUINT32_FORMAT, GST_TIME_ARGS (diff), rtpdiff,
 221         rtpg729pay->next_rtp_time);
 222   }
 223 }
 224
 225 static GstFlowReturn
 226 gst_rtp_g729_pay_handle_buffer (GstRTPBasePayload * payload, GstBuffer * buf)
 227 {
 228   GstFlowReturn ret = GST_FLOW_OK;
 229   GstRTPG729Pay *rtpg729pay = GST_RTP_G729_PAY (payload);
 230   GstAdapter *adapter = NULL;
 231   guint payload_len;
 232   guint available;
 233   guint maxptime_octets = G_MAXUINT;
 234   guint minptime_octets = 0;
 235   guint min_payload_len;
 236   guint max_payload_len;
 237   gsize size;
 238   GstClockTime timestamp;
 239
 240   size = gst_buffer_get_size (buf);
 241
 242   if (size % G729_FRAME_SIZE != 0 &&
 243       size % G729_FRAME_SIZE != G729B_CN_FRAME_SIZE)
 244     goto invalid_size;
 245
 246   /* max number of bytes based on given ptime, has to be multiple of
 247    * frame_duration */
 248   if (payload->max_ptime != -1) {
 249     guint ptime_ms = payload->max_ptime / GST_MSECOND;
 250
 251     maxptime_octets = G729_FRAME_SIZE *
 252         (int) (ptime_ms / G729_FRAME_DURATION_MS);
 253
 254     if (maxptime_octets < G729_FRAME_SIZE) {
 255       GST_WARNING_OBJECT (payload, "Given ptime %" G_GINT64_FORMAT
 256           " is smaller than minimum %d ns, overwriting to minimum",
 257           payload->max_ptime, G729_FRAME_DURATION_MS);
 258       maxptime_octets = G729_FRAME_SIZE;
 259     }
 260   }
 261
 262   max_payload_len = MIN (
 263       /* MTU max */
 264       (int) (gst_rtp_buffer_calc_payload_len (GST_RTP_BASE_PAYLOAD_MTU
 265               (payload), 0, 0) / G729_FRAME_SIZE)
 266       * G729_FRAME_SIZE,
 267       /* ptime max */
 268       maxptime_octets);
 269
 270   /* min number of bytes based on a given ptime, has to be a multiple
 271      of frame duration */
 272   {
 273     guint64 min_ptime = payload->min_ptime;
 274
 275     min_ptime = min_ptime / GST_MSECOND;
 276     minptime_octets = G729_FRAME_SIZE *
 277         (int) (min_ptime / G729_FRAME_DURATION_MS);
 278   }
 279
 280   min_payload_len = MAX (minptime_octets, G729_FRAME_SIZE);
 281
 282   if (min_payload_len > max_payload_len) {
 283     min_payload_len = max_payload_len;
 284   }
 285
 286   /* If the ptime is specified in the caps, tried to adhere to it exactly */
 287   if (payload->ptime) {
 288     guint64 ptime = payload->ptime / GST_MSECOND;
 289     guint ptime_in_bytes = G729_FRAME_SIZE *
 290         (guint) (ptime / G729_FRAME_DURATION_MS);
 291
 292     /* clip to computed min and max lengths */
 293     ptime_in_bytes = MAX (min_payload_len, ptime_in_bytes);
 294     ptime_in_bytes = MIN (max_payload_len, ptime_in_bytes);
 295
 296     min_payload_len = max_payload_len = ptime_in_bytes;
 297   }
 298
 299   GST_LOG_OBJECT (payload,
 300       "Calculated min_payload_len %u and max_payload_len %u",
 301       min_payload_len, max_payload_len);
 302
 303   adapter = rtpg729pay->adapter;
 304   available = gst_adapter_available (adapter);
 305
 306   timestamp = GST_BUFFER_TIMESTAMP (buf);
 307
 308   /* resync rtp time on discont or a discontinuous cn packet */
 309   if (GST_BUFFER_IS_DISCONT (buf)) {
 310     /* flush remainder */
 311     if (available > 0) {
 312       gst_rtp_g729_pay_push (rtpg729pay,
 313           gst_adapter_take (adapter, available), available);
 314       available = 0;
 315     }
 316     rtpg729pay->discont = TRUE;
 317     gst_rtp_g729_pay_recalc_rtp_time (rtpg729pay, timestamp);
 318   }
 319
 320   if (size < G729_FRAME_SIZE)
 321     gst_rtp_g729_pay_recalc_rtp_time (rtpg729pay, timestamp);
 322
 323   if (G_UNLIKELY (!GST_CLOCK_TIME_IS_VALID (rtpg729pay->first_ts))) {
 324     rtpg729pay->first_ts = timestamp;
 325     rtpg729pay->first_rtp_time = rtpg729pay->next_rtp_time;
 326   }
 327
 328   /* let's reset the base timestamp when the adapter is empty */
 329   if (available == 0)
 330     rtpg729pay->next_ts = timestamp;
 331
 332   if (available == 0 && size >= min_payload_len && size <= max_payload_len) {
 333     guint8 *data;
 334
 335     data = gst_buffer_map (buf, &size, NULL, GST_MAP_READ);
 336     ret = gst_rtp_g729_pay_push (rtpg729pay, data, size);
 337     gst_buffer_unmap (buf, data, size);
 338     gst_buffer_unref (buf);
 339     return ret;
 340   }
 341
 342   gst_adapter_push (adapter, buf);
 343   available = gst_adapter_available (adapter);
 344
 345   /* as long as we have full frames */
 346   /* this loop will push all available buffers till the last frame */
 347   while (available >= min_payload_len ||
 348       available % G729_FRAME_SIZE == G729B_CN_FRAME_SIZE) {
 349     /* We send as much as we can */
 350     if (available <= max_payload_len) {
 351       payload_len = available;
 352     } else {
 353       payload_len = MIN (max_payload_len,
 354           (available / G729_FRAME_SIZE) * G729_FRAME_SIZE);
 355     }
 356
 357     ret = gst_rtp_g729_pay_push (rtpg729pay,
 358         gst_adapter_take (adapter, payload_len), payload_len);
 359     available -= payload_len;
 360   }
 361
 362   return ret;
 363
 364   /* ERRORS */
 365 invalid_size:
 366   {
 367     GST_ELEMENT_ERROR (payload, STREAM, WRONG_TYPE,
 368         ("Invalid input buffer size"),
 369         ("Invalid buffer size, should be a multiple of"
 370             " G729_FRAME_SIZE(10) with an optional G729B_CN_FRAME_SIZE(2)"
 371             " added to it, but it is %" G_GSIZE_FORMAT, size));
 372     gst_buffer_unref (buf);
 373     return GST_FLOW_ERROR;
 374   }
 375 }
 376
 377 static GstStateChangeReturn
 378 gst_rtp_g729_pay_change_state (GstElement * element, GstStateChange transition)
 379 {
 380   GstStateChangeReturn ret = GST_STATE_CHANGE_SUCCESS;
 381
 382   /* handle upwards state changes here */
 383   switch (transition) {
 384     default:
 385       break;
 386   }
 387
 388   ret = GST_ELEMENT_CLASS (parent_class)->change_state (element, transition);
 389
 390   /* handle downwards state changes */
 391   switch (transition) {
 392     case GST_STATE_CHANGE_PAUSED_TO_READY:
 393       gst_rtp_g729_pay_reset (GST_RTP_G729_PAY (element));
 394       break;
 395     default:
 396       break;
 397   }
 398
 399   return ret;
 400 }
 401
 402 gboolean
 403 gst_rtp_g729_pay_plugin_init (GstPlugin * plugin)
 404 {
 405   return gst_element_register (plugin, "rtpg729pay",
 406       GST_RANK_SECONDARY, GST_TYPE_RTP_G729_PAY);
 407 }