mpegts: K&R formatting cosmetics
[ffmpeg.git] / libavformat / mpegtsenc.c
1 /*
2  * MPEG2 transport stream (aka DVB) muxer
3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
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/bswap.h"
23 #include "libavutil/crc.h"
24 #include "libavutil/dict.h"
25 #include "libavutil/intreadwrite.h"
26 #include "libavutil/mathematics.h"
27 #include "libavutil/opt.h"
28
29 #include "libavcodec/internal.h"
30
31 #include "avformat.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "mpegts.h"
34
35 #define PCR_TIME_BASE 27000000
36
37 /* write DVB SI sections */
38
39 /*********************************************/
40 /* mpegts section writer */
41
42 typedef struct MpegTSSection {
43     int pid;
44     int cc;
45     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
46     void *opaque;
47 } MpegTSSection;
48
49 typedef struct MpegTSService {
50     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
51     int sid;           /* service ID */
52     char *name;
53     char *provider_name;
54     int pcr_pid;
55     int pcr_packet_count;
56     int pcr_packet_period;
57 } MpegTSService;
58
59 typedef struct MpegTSWrite {
60     const AVClass *av_class;
61     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
62     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
63     MpegTSService **services;
64     int sdt_packet_count;
65     int sdt_packet_period;
66     int pat_packet_count;
67     int pat_packet_period;
68     int nb_services;
69     int onid;
70     int tsid;
71     int64_t first_pcr;
72     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
73     int pes_payload_size;
74
75     int transport_stream_id;
76     int original_network_id;
77     int service_id;
78
79     int pmt_start_pid;
80     int start_pid;
81
82     int reemit_pat_pmt; // backward compatibility
83
84     int pcr_period;
85 #define MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT  0x01
86 #define MPEGTS_FLAG_AAC_LATM        0x02
87     int flags;
88 } MpegTSWrite;
89
90 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
91 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ  16
92 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
93
94 /* The section length is 12 bits. The first 2 are set to 0, the remaining
95  * 10 bits should not exceed 1021. */
96 #define SECTION_LENGTH 1020
97
98 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
99 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
100 {
101     unsigned int crc;
102     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
103     const unsigned char *buf_ptr;
104     unsigned char *q;
105     int first, b, len1, left;
106
107     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE),
108                             -1, buf, len - 4));
109
110     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
111     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
112     buf[len - 2] = (crc >>  8) & 0xff;
113     buf[len - 1] = (crc)       & 0xff;
114
115     /* send each packet */
116     buf_ptr = buf;
117     while (len > 0) {
118         first = (buf == buf_ptr);
119         q     = packet;
120         *q++  = 0x47;
121         b     = (s->pid >> 8);
122         if (first)
123             b |= 0x40;
124         *q++  = b;
125         *q++  = s->pid;
126         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
127         *q++  = 0x10 | s->cc;
128         if (first)
129             *q++ = 0; /* 0 offset */
130         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
131         if (len1 > len)
132             len1 = len;
133         memcpy(q, buf_ptr, len1);
134         q += len1;
135         /* add known padding data */
136         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
137         if (left > 0)
138             memset(q, 0xff, left);
139
140         s->write_packet(s, packet);
141
142         buf_ptr += len1;
143         len     -= len1;
144     }
145 }
146
147 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
148 {
149     uint8_t *q;
150     q      = *q_ptr;
151     *q++   = val >> 8;
152     *q++   = val;
153     *q_ptr = q;
154 }
155
156 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
157                                  int version, int sec_num, int last_sec_num,
158                                  uint8_t *buf, int len)
159 {
160     uint8_t section[1024], *q;
161     unsigned int tot_len;
162     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
163     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
164
165     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
166     /* check if not too big */
167     if (tot_len > 1024)
168         return -1;
169
170     q    = section;
171     *q++ = tid;
172     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
173     put16(&q, id);
174     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
175     *q++ = sec_num;
176     *q++ = last_sec_num;
177     memcpy(q, buf, len);
178
179     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
180     return 0;
181 }
182
183 /*********************************************/
184 /* mpegts writer */
185
186 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "Libav"
187 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
188
189 /* we retransmit the SI info at this rate */
190 #define SDT_RETRANS_TIME 500
191 #define PAT_RETRANS_TIME 100
192 #define PCR_RETRANS_TIME 20
193
194 typedef struct MpegTSWriteStream {
195     struct MpegTSService *service;
196     int pid; /* stream associated pid */
197     int cc;
198     int payload_size;
199     int first_pts_check; ///< first pts check needed
200     int64_t payload_pts;
201     int64_t payload_dts;
202     int payload_flags;
203     uint8_t *payload;
204     AVFormatContext *amux;
205     AVRational user_tb;
206 } MpegTSWriteStream;
207
208 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
209 {
210     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
211     MpegTSService *service;
212     uint8_t data[SECTION_LENGTH], *q;
213     int i;
214
215     q = data;
216     for (i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
217         service = ts->services[i];
218         put16(&q, service->sid);
219         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
220     }
221     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
222                           data, q - data);
223 }
224
225 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
226 {
227     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
228     uint8_t data[SECTION_LENGTH], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
229     int val, stream_type, i;
230
231     q = data;
232     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
233
234     program_info_length_ptr = q;
235     q += 2; /* patched after */
236
237     /* put program info here */
238
239     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
240     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
241     program_info_length_ptr[1] = val;
242
243     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
244         AVStream *st = s->streams[i];
245         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
246         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL, 0);
247         switch (st->codec->codec_id) {
248         case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
249         case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
250             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
251             break;
252         case AV_CODEC_ID_MPEG4:
253             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
254             break;
255         case AV_CODEC_ID_H264:
256             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
257             break;
258         case AV_CODEC_ID_HEVC:
259             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_HEVC;
260             break;
261         case AV_CODEC_ID_CAVS:
262             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_CAVS;
263             break;
264         case AV_CODEC_ID_DIRAC:
265             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
266             break;
267         case AV_CODEC_ID_MP2:
268         case AV_CODEC_ID_MP3:
269             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
270             break;
271         case AV_CODEC_ID_AAC:
272             stream_type = (ts->flags & MPEGTS_FLAG_AAC_LATM)
273                           ? STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM
274                           : STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
275             break;
276         case AV_CODEC_ID_AAC_LATM:
277             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
278             break;
279         case AV_CODEC_ID_AC3:
280             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
281             break;
282         default:
283             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
284             break;
285         }
286         *q++ = stream_type;
287         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
288         desc_length_ptr = q;
289         q += 2; /* patched after */
290
291         /* write optional descriptors here */
292         switch (st->codec->codec_type) {
293         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
294             if (lang) {
295                 char *p;
296                 char *next = lang->value;
297                 uint8_t *len_ptr;
298
299                 *q++     = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
300                 len_ptr  = q++;
301                 *len_ptr = 0;
302
303                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
304                     next = strchr(p, ',');
305                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
306                         continue; /* not a 3-letter code */
307
308                     *q++ = *p++;
309                     *q++ = *p++;
310                     *q++ = *p++;
311
312                     if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
313                         *q++ = 0x01;
314                     else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
315                         *q++ = 0x02;
316                     else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
317                         *q++ = 0x03;
318                     else
319                         *q++ = 0; /* undefined type */
320
321                     *len_ptr += 4;
322                 }
323
324                 if (*len_ptr == 0)
325                     q -= 2; /* no language codes were written */
326             }
327             break;
328         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
329         {
330             const char *language;
331             language = lang && strlen(lang->value) == 3 ? lang->value : "eng";
332             *q++ = 0x59;
333             *q++ = 8;
334             *q++ = language[0];
335             *q++ = language[1];
336             *q++ = language[2];
337             *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
338             if (st->codec->extradata_size == 4) {
339                 memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
340                 q += 4;
341             } else {
342                 put16(&q, 1);     /* page id */
343                 put16(&q, 1);     /* ancillary page id */
344             }
345         }
346         break;
347         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
348             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
349                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
350                 *q++ = 4;
351                 *q++ = 'd';
352                 *q++ = 'r';
353                 *q++ = 'a';
354                 *q++ = 'c';
355             }
356             break;
357         }
358
359         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
360         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
361         desc_length_ptr[1] = val;
362     }
363     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
364                           data, q - data);
365 }
366
367 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
368 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
369 {
370     uint8_t *q;
371     int len;
372
373     q = *q_ptr;
374     if (!str)
375         len = 0;
376     else
377         len = strlen(str);
378     *q++ = len;
379     memcpy(q, str, len);
380     q     += len;
381     *q_ptr = q;
382 }
383
384 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
385 {
386     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
387     MpegTSService *service;
388     uint8_t data[SECTION_LENGTH], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
389     int i, running_status, free_ca_mode, val;
390
391     q = data;
392     put16(&q, ts->onid);
393     *q++ = 0xff;
394     for (i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
395         service = ts->services[i];
396         put16(&q, service->sid);
397         *q++              = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
398         desc_list_len_ptr = q;
399         q                += 2;
400         running_status    = 4; /* running */
401         free_ca_mode      = 0;
402
403         /* write only one descriptor for the service name and provider */
404         *q++         = 0x48;
405         desc_len_ptr = q;
406         q++;
407         *q++         = 0x01; /* digital television service */
408         putstr8(&q, service->provider_name);
409         putstr8(&q, service->name);
410         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
411
412         /* fill descriptor length */
413         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
414               (q - desc_list_len_ptr - 2);
415         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
416         desc_list_len_ptr[1] = val;
417     }
418     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
419                           data, q - data);
420 }
421
422 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts, int sid,
423                                          const char *provider_name,
424                                          const char *name)
425 {
426     MpegTSService *service;
427
428     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
429     if (!service)
430         return NULL;
431     service->pmt.pid       = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
432     service->sid           = sid;
433     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
434     service->name          = av_strdup(name);
435     service->pcr_pid       = 0x1fff;
436     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
437     return service;
438 }
439
440 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
441 {
442     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
443     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
444 }
445
446 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
447 {
448     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
449     MpegTSWriteStream *ts_st;
450     MpegTSService *service;
451     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
452     AVDictionaryEntry *title, *provider;
453     int i, j;
454     const char *service_name;
455     const char *provider_name;
456     int *pids;
457     int ret;
458
459     if (s->max_delay < 0) /* Not set by the caller */
460         s->max_delay = 0;
461
462     // round up to a whole number of TS packets
463     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
464
465     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
466     ts->onid = ts->original_network_id;
467     /* allocate a single DVB service */
468     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
469     if (!title)
470         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
471     service_name  = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
472     provider      = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
473     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
474     service       = mpegts_add_service(ts, ts->service_id,
475                                        provider_name, service_name);
476
477     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
478     service->pmt.opaque       = s;
479     service->pmt.cc           = 15;
480
481     ts->pat.pid          = PAT_PID;
482     /* Initialize at 15 so that it wraps and is equal to 0 for the
483      * first packet we write. */
484     ts->pat.cc           = 15;
485     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
486     ts->pat.opaque       = s;
487
488     ts->sdt.pid          = SDT_PID;
489     ts->sdt.cc           = 15;
490     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
491     ts->sdt.opaque       = s;
492
493     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
494     if (!pids)
495         return AVERROR(ENOMEM);
496
497     /* assign pids to each stream */
498     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
499         st = s->streams[i];
500
501         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
502         if (!ts_st) {
503             ret = AVERROR(ENOMEM);
504             goto fail;
505         }
506         st->priv_data = ts_st;
507
508         ts_st->user_tb = st->time_base;
509         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
510
511         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
512         if (!ts_st->payload) {
513             ret = AVERROR(ENOMEM);
514             goto fail;
515         }
516         ts_st->service = service;
517         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
518          * this range are assigned a calculated pid. */
519         if (st->id < 16) {
520             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
521         } else if (st->id < 0x1FFF) {
522             ts_st->pid = st->id;
523         } else {
524             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
525                    "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
526             ret = AVERROR(EINVAL);
527             goto fail;
528         }
529         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
530             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
531             ret = AVERROR(EINVAL);
532             goto fail;
533         }
534         for (j = 0; j < i; j++) {
535             if (pids[j] == ts_st->pid) {
536                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
537                 ret = AVERROR(EINVAL);
538                 goto fail;
539             }
540         }
541         pids[i]                = ts_st->pid;
542         ts_st->payload_pts     = AV_NOPTS_VALUE;
543         ts_st->payload_dts     = AV_NOPTS_VALUE;
544         ts_st->first_pts_check = 1;
545         ts_st->cc              = 15;
546         /* update PCR pid by using the first video stream */
547         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
548             service->pcr_pid == 0x1fff) {
549             service->pcr_pid = ts_st->pid;
550             pcr_st           = st;
551         }
552         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC &&
553             st->codec->extradata_size > 0) {
554             AVStream *ast;
555             ts_st->amux = avformat_alloc_context();
556             if (!ts_st->amux) {
557                 ret = AVERROR(ENOMEM);
558                 goto fail;
559             }
560             ts_st->amux->oformat =
561                 av_guess_format((ts->flags & MPEGTS_FLAG_AAC_LATM) ? "latm" : "adts",
562                                 NULL, NULL);
563             if (!ts_st->amux->oformat) {
564                 ret = AVERROR(EINVAL);
565                 goto fail;
566             }
567             ast = avformat_new_stream(ts_st->amux, NULL);
568             ret = avcodec_copy_context(ast->codec, st->codec);
569             if (ret != 0)
570                 goto fail;
571             ret = avformat_write_header(ts_st->amux, NULL);
572             if (ret < 0)
573                 goto fail;
574         }
575     }
576
577     av_free(pids);
578
579     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
580     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
581         pcr_st           = s->streams[0];
582         ts_st            = pcr_st->priv_data;
583         service->pcr_pid = ts_st->pid;
584     } else
585         ts_st = pcr_st->priv_data;
586
587     if (ts->mux_rate > 1) {
588         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * ts->pcr_period) /
589                                      (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
590         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
591                                      (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
592         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
593                                      (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
594
595         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
596     } else {
597         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
598         ts->sdt_packet_period = 200;
599         ts->pat_packet_period = 40;
600         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
601             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
602                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
603                 service->pcr_packet_period =
604                     pcr_st->codec->sample_rate / (10 * 512);
605             } else {
606                 service->pcr_packet_period =
607                     pcr_st->codec->sample_rate / (10 * pcr_st->codec->frame_size);
608             }
609         } else {
610             // max delta PCR 0.1s
611             // TODO: should be avg_frame_rate
612             service->pcr_packet_period =
613                 ts_st->user_tb.den / (10 * ts_st->user_tb.num);
614         }
615     }
616
617     // output a PCR as soon as possible
618     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
619     ts->pat_packet_count      = ts->pat_packet_period - 1;
620     ts->sdt_packet_count      = ts->sdt_packet_period - 1;
621
622     if (ts->mux_rate == 1)
623         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "muxrate VBR, ");
624     else
625         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
626     av_log(s, AV_LOG_VERBOSE,
627            "pcr every %d pkts, sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
628            service->pcr_packet_period,
629            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
630
631     avio_flush(s->pb);
632
633     return 0;
634
635 fail:
636     av_free(pids);
637     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
638         MpegTSWriteStream *ts_st;
639         st    = s->streams[i];
640         ts_st = st->priv_data;
641         if (ts_st) {
642             av_freep(&ts_st->payload);
643             if (ts_st->amux) {
644                 avformat_free_context(ts_st->amux);
645                 ts_st->amux = NULL;
646             }
647         }
648         av_freep(&st->priv_data);
649     }
650     return ret;
651 }
652
653 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
654 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
655 {
656     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
657     int i;
658
659     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
660         ts->sdt_packet_count = 0;
661         mpegts_write_sdt(s);
662     }
663     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
664         ts->pat_packet_count = 0;
665         mpegts_write_pat(s);
666         for (i = 0; i < ts->nb_services; i++)
667             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
668     }
669 }
670
671 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
672 {
673     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
674            ts->first_pcr;
675 }
676
677 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
678 {
679     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
680
681     *buf++ = pcr_high >> 25;
682     *buf++ = pcr_high >> 17;
683     *buf++ = pcr_high >>  9;
684     *buf++ = pcr_high >>  1;
685     *buf++ = pcr_high <<  7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
686     *buf++ = pcr_low;
687
688     return 6;
689 }
690
691 /* Write a single null transport stream packet */
692 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
693 {
694     uint8_t *q;
695     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
696
697     q    = buf;
698     *q++ = 0x47;
699     *q++ = 0x00 | 0x1f;
700     *q++ = 0xff;
701     *q++ = 0x10;
702     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
703     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
704 }
705
706 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
707 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
708 {
709     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
710     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
711     uint8_t *q;
712     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
713
714     q    = buf;
715     *q++ = 0x47;
716     *q++ = ts_st->pid >> 8;
717     *q++ = ts_st->pid;
718     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
719     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
720     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
721     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
722
723     /* PCR coded into 6 bytes */
724     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
725
726     /* stuffing bytes */
727     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
728     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
729 }
730
731 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
732 {
733     int val;
734
735     val  = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
736     *q++ = val;
737     val  = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
738     *q++ = val >> 8;
739     *q++ = val;
740     val  = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
741     *q++ = val >> 8;
742     *q++ = val;
743 }
744
745 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
746 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
747 {
748     // expect at least one flag to set
749     assert(flag);
750
751     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
752         // no AF yet, set adaptation field flag
753         pkt[3] |= 0x20;
754         // 1 byte length, no flags
755         pkt[4] = 1;
756         pkt[5] = 0;
757     }
758     pkt[5] |= flag;
759 }
760
761 /* Extend the adaptation field by size bytes */
762 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
763 {
764     // expect already existing adaptation field
765     assert(pkt[3] & 0x20);
766     pkt[4] += size;
767 }
768
769 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
770 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
771 {
772     if (pkt[3] & 0x20)
773         return pkt + 5 + pkt[4];
774     else
775         return pkt + 4;
776 }
777
778 /* Add a PES header to the front of the payload, and segment into an integer
779  * number of TS packets. The final TS packet is padded using an oversized
780  * adaptation header to exactly fill the last TS packet.
781  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload. */
782 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
783                              const uint8_t *payload, int payload_size,
784                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
785 {
786     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
787     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
788     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
789     uint8_t *q;
790     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
791     int afc_len, stuffing_len;
792     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
793     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
794
795     is_start = 1;
796     while (payload_size > 0) {
797         retransmit_si_info(s);
798
799         write_pcr = 0;
800         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
801             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
802                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
803             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
804                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
805                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
806                 write_pcr = 1;
807             }
808         }
809
810         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
811             (dts - get_pcr(ts, s->pb) / 300) > delay) {
812             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
813             if (write_pcr)
814                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
815             else
816                 mpegts_insert_null_packet(s);
817             /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
818             continue;
819         }
820
821         /* prepare packet header */
822         q    = buf;
823         *q++ = 0x47;
824         val  = (ts_st->pid >> 8);
825         if (is_start)
826             val |= 0x40;
827         *q++      = val;
828         *q++      = ts_st->pid;
829         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
830         *q++      = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
831         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
832             // set Random Access for key frames
833             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
834                 write_pcr = 1;
835             set_af_flag(buf, 0x40);
836             q = get_ts_payload_start(buf);
837         }
838         if (write_pcr) {
839             set_af_flag(buf, 0x10);
840             q = get_ts_payload_start(buf);
841             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
842             if (ts->mux_rate > 1)
843                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
844             else
845                 pcr = (dts - delay) * 300;
846             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
847                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
848             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
849             q = get_ts_payload_start(buf);
850         }
851         if (is_start) {
852             int pes_extension = 0;
853             /* write PES header */
854             *q++ = 0x00;
855             *q++ = 0x00;
856             *q++ = 0x01;
857             private_code = 0;
858             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
859                 if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC)
860                     *q++ = 0xfd;
861                 else
862                     *q++ = 0xe0;
863             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
864                        (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MP2 ||
865                         st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MP3 ||
866                         st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC)) {
867                 *q++ = 0xc0;
868             } else {
869                 *q++ = 0xbd;
870                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
871                     private_code = 0x20;
872             }
873             header_len = 0;
874             flags      = 0;
875             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
876                 header_len += 5;
877                 flags      |= 0x80;
878             }
879             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
880                 header_len += 5;
881                 flags      |= 0x40;
882             }
883             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
884                 st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
885                 /* set PES_extension_flag */
886                 pes_extension = 1;
887                 flags        |= 0x01;
888
889                 /* One byte for PES2 extension flag +
890                  * one byte for extension length +
891                  * one byte for extension id */
892                 header_len += 3;
893             }
894             len = payload_size + header_len + 3;
895             if (private_code != 0)
896                 len++;
897             if (len > 0xffff)
898                 len = 0;
899             *q++ = len >> 8;
900             *q++ = len;
901             val  = 0x80;
902             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
903             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
904                 val |= 0x04;
905             *q++ = val;
906             *q++ = flags;
907             *q++ = header_len;
908             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
909                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
910                 q += 5;
911             }
912             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
913                 write_pts(q, 1, dts);
914                 q += 5;
915             }
916             if (pes_extension && st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
917                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
918                 *q++  = flags;
919                 *q++  = 0x80 | 0x01; /* marker bit + extension length */
920                 /* Set the stream ID extension flag bit to 0 and
921                  * write the extended stream ID. */
922                 *q++ = 0x00 | 0x60;
923             }
924             if (private_code != 0)
925                 *q++ = private_code;
926             is_start = 0;
927         }
928         /* header size */
929         header_len = q - buf;
930         /* data len */
931         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
932         if (len > payload_size)
933             len = payload_size;
934         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
935         if (stuffing_len > 0) {
936             /* add stuffing with AFC */
937             if (buf[3] & 0x20) {
938                 /* stuffing already present: increase its size */
939                 afc_len = buf[4] + 1;
940                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
941                         buf + 4 + afc_len,
942                         header_len - (4 + afc_len));
943                 buf[4] += stuffing_len;
944                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
945             } else {
946                 /* add stuffing */
947                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
948                 buf[3] |= 0x20;
949                 buf[4]  = stuffing_len - 1;
950                 if (stuffing_len >= 2) {
951                     buf[5] = 0x00;
952                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
953                 }
954             }
955         }
956         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
957         payload      += len;
958         payload_size -= len;
959         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
960     }
961     avio_flush(s->pb);
962 }
963
964 static int mpegts_write_packet_internal(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
965 {
966     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
967     int size = pkt->size;
968     uint8_t *buf = pkt->data;
969     uint8_t *data = NULL;
970     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
971     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
972     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE) * 2;
973     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
974
975     if (ts->reemit_pat_pmt) {
976         av_log(s, AV_LOG_WARNING,
977                "resend_headers option is deprecated, use -mpegts_flags resend_headers\n");
978         ts->reemit_pat_pmt = 0;
979         ts->flags         |= MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT;
980     }
981
982     if (ts->flags & MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT) {
983         ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period - 1;
984         ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period - 1;
985         ts->flags           &= ~MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT;
986     }
987
988     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
989         pts = pkt->pts + delay;
990     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
991         dts = pkt->dts + delay;
992
993     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
994         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
995         return AVERROR(EINVAL);
996     }
997     ts_st->first_pts_check = 0;
998
999     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1000         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p + size;
1001         uint32_t state = -1;
1002
1003         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
1004             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
1005                    "no startcode found, use -bsf h264_mp4toannexb\n");
1006             return AVERROR(EINVAL);
1007         }
1008
1009         do {
1010             p = avpriv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1011             av_dlog(s, "nal %d\n", state & 0x1f);
1012         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
1013                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
1014
1015         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
1016             data = av_malloc(pkt->size + 6);
1017             if (!data)
1018                 return AVERROR(ENOMEM);
1019             memcpy(data + 6, pkt->data, pkt->size);
1020             AV_WB32(data, 0x00000001);
1021             data[4] = 0x09;
1022             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1023             buf     = data;
1024             size    = pkt->size + 6;
1025         }
1026     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC) {
1027         if (pkt->size < 2) {
1028             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC packet too short\n");
1029             return AVERROR(EINVAL);
1030         }
1031         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1032             int ret;
1033             AVPacket pkt2;
1034
1035             if (!ts_st->amux) {
1036                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC bitstream not in ADTS format "
1037                                         "and extradata missing\n");
1038                 return AVERROR(EINVAL);
1039             }
1040
1041             av_init_packet(&pkt2);
1042             pkt2.data = pkt->data;
1043             pkt2.size = pkt->size;
1044
1045             ret = avio_open_dyn_buf(&ts_st->amux->pb);
1046             if (ret < 0)
1047                 return AVERROR(ENOMEM);
1048
1049             ret = av_write_frame(ts_st->amux, &pkt2);
1050             if (ret < 0) {
1051                 avio_close_dyn_buf(ts_st->amux->pb, &data);
1052                 ts_st->amux->pb = NULL;
1053                 av_free(data);
1054                 return ret;
1055             }
1056             size            = avio_close_dyn_buf(ts_st->amux->pb, &data);
1057             ts_st->amux->pb = NULL;
1058             buf             = data;
1059         }
1060     }
1061
1062     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
1063         // for video and subtitle, write a single pes packet
1064         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts,
1065                          pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1066         av_free(data);
1067         return 0;
1068     }
1069
1070     if (ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1071         if (ts_st->payload_size) {
1072             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1073                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1074                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1075             ts_st->payload_size = 0;
1076         }
1077         if (size > ts->pes_payload_size) {
1078             mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts,
1079                              pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1080             av_free(data);
1081             return 0;
1082         }
1083     }
1084
1085     if (!ts_st->payload_size) {
1086         ts_st->payload_pts   = pts;
1087         ts_st->payload_dts   = dts;
1088         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1089     }
1090
1091     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1092     ts_st->payload_size += size;
1093
1094     av_free(data);
1095
1096     return 0;
1097 }
1098
1099 static void mpegts_write_flush(AVFormatContext *s)
1100 {
1101     int i;
1102
1103     /* flush current packets */
1104     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1105         AVStream *st = s->streams[i];
1106         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1107         if (ts_st->payload_size > 0) {
1108             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1109                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1110                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1111             ts_st->payload_size = 0;
1112         }
1113     }
1114     avio_flush(s->pb);
1115 }
1116
1117 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
1118 {
1119     if (!pkt) {
1120         mpegts_write_flush(s);
1121         return 1;
1122     } else {
1123         return mpegts_write_packet_internal(s, pkt);
1124     }
1125 }
1126
1127 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1128 {
1129     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1130     MpegTSService *service;
1131     int i;
1132
1133     mpegts_write_flush(s);
1134
1135     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1136         AVStream *st = s->streams[i];
1137         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1138         av_freep(&ts_st->payload);
1139         if (ts_st->amux) {
1140             avformat_free_context(ts_st->amux);
1141             ts_st->amux = NULL;
1142         }
1143     }
1144
1145     for (i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1146         service = ts->services[i];
1147         av_freep(&service->provider_name);
1148         av_freep(&service->name);
1149         av_free(service);
1150     }
1151     av_free(ts->services);
1152
1153     return 0;
1154 }
1155
1156 static const AVOption options[] = {
1157     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
1158       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT,
1159       { .i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1160     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
1161       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT,
1162       { .i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1163     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
1164       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT,
1165       { .i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1166     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
1167       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT,
1168       { .i64 = 0x1000 }, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1169     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
1170       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT,
1171       { .i64 = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1172     { "muxrate", NULL,
1173       offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT,
1174       { .i64 = 1 }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1175     { "pes_payload_size", "Minimum PES packet payload in bytes",
1176       offsetof(MpegTSWrite, pes_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT,
1177       { .i64 = DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1178     { "mpegts_flags", "MPEG-TS muxing flags",
1179       offsetof(MpegTSWrite, flags), AV_OPT_TYPE_FLAGS, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX,
1180       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags" },
1181     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
1182       0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT }, 0, INT_MAX,
1183       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags" },
1184     { "latm", "Use LATM packetization for AAC",
1185       0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MPEGTS_FLAG_AAC_LATM }, 0, INT_MAX,
1186       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags" },
1187     // backward compatibility
1188     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
1189       offsetof(MpegTSWrite, reemit_pat_pmt), AV_OPT_TYPE_INT,
1190       { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1191     { "pcr_period", "PCR retransmission time",
1192       offsetof(MpegTSWrite, pcr_period), AV_OPT_TYPE_INT,
1193       { .i64 = PCR_RETRANS_TIME }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1194     { NULL },
1195 };
1196
1197 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
1198     .class_name = "MPEGTS muxer",
1199     .item_name  = av_default_item_name,
1200     .option     = options,
1201     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1202 };
1203
1204 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1205     .name           = "mpegts",
1206     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-TS (MPEG-2 Transport Stream)"),
1207     .mime_type      = "video/x-mpegts",
1208     .extensions     = "ts,m2t",
1209     .priv_data_size = sizeof(MpegTSWrite),
1210     .audio_codec    = AV_CODEC_ID_MP2,
1211     .video_codec    = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1212     .write_header   = mpegts_write_header,
1213     .write_packet   = mpegts_write_packet,
1214     .write_trailer  = mpegts_write_end,
1215     .flags          = AVFMT_ALLOW_FLUSH,
1216     .priv_class     = &mpegts_muxer_class,
1217 };