avio: rename ByteIOContext to AVIOContext.
[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 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 #include "libavutil/bswap.h"
23 #include "libavutil/crc.h"
24 #include "libavutil/opt.h"
25 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
26 #include "avformat.h"
27 #include "internal.h"
28 #include "mpegts.h"
29 #include "adts.h"
30
31 #define PCR_TIME_BASE 27000000
32
33 /* write DVB SI sections */
34
35 /*********************************************/
36 /* mpegts section writer */
37
38 typedef struct MpegTSSection {
39     int pid;
40     int cc;
41     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
42     void *opaque;
43 } MpegTSSection;
44
45 typedef struct MpegTSService {
46     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
47     int sid;           /* service ID */
48     char *name;
49     char *provider_name;
50     int pcr_pid;
51     int pcr_packet_count;
52     int pcr_packet_period;
53 } MpegTSService;
54
55 typedef struct MpegTSWrite {
56     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
57     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
58     MpegTSService **services;
59     int sdt_packet_count;
60     int sdt_packet_period;
61     int pat_packet_count;
62     int pat_packet_period;
63     int nb_services;
64     int onid;
65     int tsid;
66     int64_t first_pcr;
67     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
68
69     int transport_stream_id;
70     int original_network_id;
71     int service_id;
72
73     int pmt_start_pid;
74     int start_pid;
75 } MpegTSWrite;
76
77 static const AVOption options[] = {
78     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
79       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), FF_OPT_TYPE_INT, 0x0001, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
80     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
81       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), FF_OPT_TYPE_INT, 0x0001, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
82     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
83       offsetof(MpegTSWrite, service_id), FF_OPT_TYPE_INT, 0x0001, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
84     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
85       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), FF_OPT_TYPE_INT, 0x1000, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
86     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
87       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), FF_OPT_TYPE_INT, 0x0100, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
88     { NULL },
89 };
90
91 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
92     "MPEGTS muxer",
93     av_default_item_name,
94     options,
95     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
96 };
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), -1, buf, len - 4));
108     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
109     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
110     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
111     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
112
113     /* send each packet */
114     buf_ptr = buf;
115     while (len > 0) {
116         first = (buf == buf_ptr);
117         q = packet;
118         *q++ = 0x47;
119         b = (s->pid >> 8);
120         if (first)
121             b |= 0x40;
122         *q++ = b;
123         *q++ = s->pid;
124         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
125         *q++ = 0x10 | s->cc;
126         if (first)
127             *q++ = 0; /* 0 offset */
128         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
129         if (len1 > len)
130             len1 = len;
131         memcpy(q, buf_ptr, len1);
132         q += len1;
133         /* add known padding data */
134         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
135         if (left > 0)
136             memset(q, 0xff, left);
137
138         s->write_packet(s, packet);
139
140         buf_ptr += len1;
141         len -= len1;
142     }
143 }
144
145 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
146 {
147     uint8_t *q;
148     q = *q_ptr;
149     *q++ = val >> 8;
150     *q++ = val;
151     *q_ptr = q;
152 }
153
154 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
155                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
156                           uint8_t *buf, int len)
157 {
158     uint8_t section[1024], *q;
159     unsigned int tot_len;
160     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
161     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
162
163     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
164     /* check if not too big */
165     if (tot_len > 1024)
166         return -1;
167
168     q = section;
169     *q++ = tid;
170     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
171     put16(&q, id);
172     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
173     *q++ = sec_num;
174     *q++ = last_sec_num;
175     memcpy(q, buf, len);
176
177     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
178     return 0;
179 }
180
181 /*********************************************/
182 /* mpegts writer */
183
184 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
185 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
186
187 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
188 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
189 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
190
191 /* we retransmit the SI info at this rate */
192 #define SDT_RETRANS_TIME 500
193 #define PAT_RETRANS_TIME 100
194 #define PCR_RETRANS_TIME 20
195
196 typedef struct MpegTSWriteStream {
197     struct MpegTSService *service;
198     int pid; /* stream associated pid */
199     int cc;
200     int payload_index;
201     int first_pts_check; ///< first pts check needed
202     int64_t payload_pts;
203     int64_t payload_dts;
204     uint8_t payload[DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE];
205     ADTSContext *adts;
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[1012], *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[1012], *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         AVMetadataTag *lang = av_metadata_get(st->metadata, "language", NULL,0);
247         switch(st->codec->codec_id) {
248         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
249         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
250             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
251             break;
252         case CODEC_ID_MPEG4:
253             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
254             break;
255         case CODEC_ID_H264:
256             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
257             break;
258         case CODEC_ID_DIRAC:
259             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
260             break;
261         case CODEC_ID_MP2:
262         case CODEC_ID_MP3:
263             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
264             break;
265         case CODEC_ID_AAC:
266             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
267             break;
268         case CODEC_ID_AAC_LATM:
269             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
270             break;
271         case CODEC_ID_AC3:
272             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
273             break;
274         default:
275             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
276             break;
277         }
278         *q++ = stream_type;
279         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
280         desc_length_ptr = q;
281         q += 2; /* patched after */
282
283         /* write optional descriptors here */
284         switch(st->codec->codec_type) {
285         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
286             if (lang && strlen(lang->value) == 3) {
287                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
288                 *q++ = 4;
289                 *q++ = lang->value[0];
290                 *q++ = lang->value[1];
291                 *q++ = lang->value[2];
292                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
293                     *q++ = 0x01;
294                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
295                     *q++ = 0x02;
296                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
297                     *q++ = 0x03;
298                 else
299                     *q++ = 0; /* undefined type */
300             }
301             break;
302         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
303             {
304                 const char *language;
305                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
306                 *q++ = 0x59;
307                 *q++ = 8;
308                 *q++ = language[0];
309                 *q++ = language[1];
310                 *q++ = language[2];
311                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
312                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
313                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
314                     q += 4;
315                 } else {
316                     put16(&q, 1); /* page id */
317                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
318                 }
319             }
320             break;
321         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
322             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
323                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
324                 *q++ = 4;
325                 *q++ = 'd';
326                 *q++ = 'r';
327                 *q++ = 'a';
328                 *q++ = 'c';
329             }
330             break;
331         }
332
333         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
334         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
335         desc_length_ptr[1] = val;
336     }
337     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
338                           data, q - data);
339 }
340
341 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
342 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
343 {
344     uint8_t *q;
345     int len;
346
347     q = *q_ptr;
348     if (!str)
349         len = 0;
350     else
351         len = strlen(str);
352     *q++ = len;
353     memcpy(q, str, len);
354     q += len;
355     *q_ptr = q;
356 }
357
358 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
359 {
360     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
361     MpegTSService *service;
362     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
363     int i, running_status, free_ca_mode, val;
364
365     q = data;
366     put16(&q, ts->onid);
367     *q++ = 0xff;
368     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
369         service = ts->services[i];
370         put16(&q, service->sid);
371         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
372         desc_list_len_ptr = q;
373         q += 2;
374         running_status = 4; /* running */
375         free_ca_mode = 0;
376
377         /* write only one descriptor for the service name and provider */
378         *q++ = 0x48;
379         desc_len_ptr = q;
380         q++;
381         *q++ = 0x01; /* digital television service */
382         putstr8(&q, service->provider_name);
383         putstr8(&q, service->name);
384         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
385
386         /* fill descriptor length */
387         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
388             (q - desc_list_len_ptr - 2);
389         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
390         desc_list_len_ptr[1] = val;
391     }
392     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
393                           data, q - data);
394 }
395
396 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
397                                          int sid,
398                                          const char *provider_name,
399                                          const char *name)
400 {
401     MpegTSService *service;
402
403     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
404     if (!service)
405         return NULL;
406     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services - 1;
407     service->sid = sid;
408     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
409     service->name = av_strdup(name);
410     service->pcr_pid = 0x1fff;
411     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
412     return service;
413 }
414
415 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
416 {
417     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
418     put_buffer(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
419 }
420
421 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
422 {
423     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
424     MpegTSWriteStream *ts_st;
425     MpegTSService *service;
426     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
427     AVMetadataTag *title, *provider;
428     int i, j;
429     const char *service_name;
430     const char *provider_name;
431     int *pids;
432
433     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
434     ts->onid = ts->original_network_id;
435     /* allocate a single DVB service */
436     title = av_metadata_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
437     if (!title)
438         title = av_metadata_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
439     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
440     provider = av_metadata_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
441     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
442     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
443     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
444     service->pmt.opaque = s;
445     service->pmt.cc = 15;
446
447     ts->pat.pid = PAT_PID;
448     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
449     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
450     ts->pat.opaque = s;
451
452     ts->sdt.pid = SDT_PID;
453     ts->sdt.cc = 15;
454     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
455     ts->sdt.opaque = s;
456
457     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
458     if (!pids)
459         return AVERROR(ENOMEM);
460
461     /* assign pids to each stream */
462     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
463         st = s->streams[i];
464         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
465         if (!ts_st)
466             goto fail;
467         st->priv_data = ts_st;
468         ts_st->service = service;
469         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
470          * this range are assigned a calculated pid. */
471         if (st->id < 16) {
472             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
473         } else if (st->id < 0x1FFF) {
474             ts_st->pid = st->id;
475         } else {
476             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
477             goto fail;
478         }
479         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
480             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
481             goto fail;
482         }
483         for (j = 0; j < i; j++)
484             if (pids[j] == ts_st->pid) {
485                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
486                 goto fail;
487             }
488         pids[i] = ts_st->pid;
489         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
490         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
491         ts_st->first_pts_check = 1;
492         ts_st->cc = 15;
493         /* update PCR pid by using the first video stream */
494         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
495             service->pcr_pid == 0x1fff) {
496             service->pcr_pid = ts_st->pid;
497             pcr_st = st;
498         }
499         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
500             st->codec->extradata_size > 0) {
501             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
502             if (!ts_st->adts)
503                 return AVERROR(ENOMEM);
504             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
505                                          st->codec->extradata_size) < 0)
506                 return -1;
507         }
508     }
509
510     av_free(pids);
511
512     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
513     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
514         pcr_st = s->streams[0];
515         ts_st = pcr_st->priv_data;
516         service->pcr_pid = ts_st->pid;
517     }
518
519     ts->mux_rate = s->mux_rate ? s->mux_rate : 1;
520
521     if (ts->mux_rate > 1) {
522         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
523             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
524         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
525             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
526         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
527             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
528
529         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
530     } else {
531         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
532         ts->sdt_packet_period = 200;
533         ts->pat_packet_period = 40;
534         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
535             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
536                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
537                 service->pcr_packet_period =
538                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
539             } else {
540                 service->pcr_packet_period =
541                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
542             }
543         } else {
544             // max delta PCR 0.1s
545             service->pcr_packet_period =
546                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
547         }
548     }
549
550     // output a PCR as soon as possible
551     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
552     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
553     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
554
555     if (ts->mux_rate == 1)
556         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
557     else
558         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
559     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
560            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
561            service->pcr_packet_period,
562            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
563
564     put_flush_packet(s->pb);
565
566     return 0;
567
568  fail:
569     av_free(pids);
570     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
571         st = s->streams[i];
572         av_free(st->priv_data);
573     }
574     return -1;
575 }
576
577 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
578 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
579 {
580     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
581     int i;
582
583     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
584         ts->sdt_packet_count = 0;
585         mpegts_write_sdt(s);
586     }
587     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
588         ts->pat_packet_count = 0;
589         mpegts_write_pat(s);
590         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
591             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
592         }
593     }
594 }
595
596 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
597 {
598     return av_rescale(url_ftell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
599            ts->first_pcr;
600 }
601
602 static uint8_t* write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
603 {
604     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
605
606     *buf++ = pcr_high >> 25;
607     *buf++ = pcr_high >> 17;
608     *buf++ = pcr_high >> 9;
609     *buf++ = pcr_high >> 1;
610     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
611     *buf++ = pcr_low;
612
613     return buf;
614 }
615
616 /* Write a single null transport stream packet */
617 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
618 {
619     uint8_t *q;
620     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
621
622     q = buf;
623     *q++ = 0x47;
624     *q++ = 0x00 | 0x1f;
625     *q++ = 0xff;
626     *q++ = 0x10;
627     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
628     put_buffer(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
629 }
630
631 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
632 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
633 {
634     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
635     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
636     uint8_t *q;
637     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
638
639     q = buf;
640     *q++ = 0x47;
641     *q++ = ts_st->pid >> 8;
642     *q++ = ts_st->pid;
643     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
644     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
645     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
646     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
647
648     /* PCR coded into 6 bytes */
649     q = write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
650
651     /* stuffing bytes */
652     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
653     put_buffer(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
654 }
655
656 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
657 {
658     int val;
659
660     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
661     *q++ = val;
662     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
663     *q++ = val >> 8;
664     *q++ = val;
665     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
666     *q++ = val >> 8;
667     *q++ = val;
668 }
669
670 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
671  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
672  * to exactly fill the last ts packet.
673  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
674  */
675 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
676                              const uint8_t *payload, int payload_size,
677                              int64_t pts, int64_t dts)
678 {
679     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
680     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
681     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
682     uint8_t *q;
683     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
684     int afc_len, stuffing_len;
685     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
686     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
687
688     is_start = 1;
689     while (payload_size > 0) {
690         retransmit_si_info(s);
691
692         write_pcr = 0;
693         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
694             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
695                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
696             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
697                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
698                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
699                 write_pcr = 1;
700             }
701         }
702
703         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
704             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
705             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
706             if (write_pcr)
707                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
708             else
709                 mpegts_insert_null_packet(s);
710             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
711         }
712
713         /* prepare packet header */
714         q = buf;
715         *q++ = 0x47;
716         val = (ts_st->pid >> 8);
717         if (is_start)
718             val |= 0x40;
719         *q++ = val;
720         *q++ = ts_st->pid;
721         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
722         *q++ = 0x10 | ts_st->cc | (write_pcr ? 0x20 : 0);
723         if (write_pcr) {
724             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
725             if (ts->mux_rate > 1)
726                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
727             else
728                 pcr = (dts - delay)*300;
729             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
730                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
731             *q++ = 7; /* AFC length */
732             *q++ = 0x10; /* flags: PCR present */
733             q = write_pcr_bits(q, pcr);
734         }
735         if (is_start) {
736             int pes_extension = 0;
737             /* write PES header */
738             *q++ = 0x00;
739             *q++ = 0x00;
740             *q++ = 0x01;
741             private_code = 0;
742             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
743                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
744                     *q++ = 0xfd;
745                 } else
746                     *q++ = 0xe0;
747             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
748                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
749                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3)) {
750                 *q++ = 0xc0;
751             } else {
752                 *q++ = 0xbd;
753                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
754                     private_code = 0x20;
755                 }
756             }
757             header_len = 0;
758             flags = 0;
759             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
760                 header_len += 5;
761                 flags |= 0x80;
762             }
763             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
764                 header_len += 5;
765                 flags |= 0x40;
766             }
767             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
768                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
769                 /* set PES_extension_flag */
770                 pes_extension = 1;
771                 flags |= 0x01;
772
773                 /*
774                 * One byte for PES2 extension flag +
775                 * one byte for extension length +
776                 * one byte for extension id
777                 */
778                 header_len += 3;
779             }
780             len = payload_size + header_len + 3;
781             if (private_code != 0)
782                 len++;
783             if (len > 0xffff)
784                 len = 0;
785             *q++ = len >> 8;
786             *q++ = len;
787             val = 0x80;
788             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
789             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
790                 val |= 0x04;
791             *q++ = val;
792             *q++ = flags;
793             *q++ = header_len;
794             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
795                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
796                 q += 5;
797             }
798             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
799                 write_pts(q, 1, dts);
800                 q += 5;
801             }
802             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
803                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
804                 *q++ = flags;
805                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
806                 /*
807                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
808                 * write the extended stream id
809                 */
810                 *q++ = 0x00 | 0x60;
811             }
812             if (private_code != 0)
813                 *q++ = private_code;
814             is_start = 0;
815         }
816         /* header size */
817         header_len = q - buf;
818         /* data len */
819         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
820         if (len > payload_size)
821             len = payload_size;
822         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
823         if (stuffing_len > 0) {
824             /* add stuffing with AFC */
825             if (buf[3] & 0x20) {
826                 /* stuffing already present: increase its size */
827                 afc_len = buf[4] + 1;
828                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
829                         buf + 4 + afc_len,
830                         header_len - (4 + afc_len));
831                 buf[4] += stuffing_len;
832                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
833             } else {
834                 /* add stuffing */
835                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
836                 buf[3] |= 0x20;
837                 buf[4] = stuffing_len - 1;
838                 if (stuffing_len >= 2) {
839                     buf[5] = 0x00;
840                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
841                 }
842             }
843         }
844         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
845         payload += len;
846         payload_size -= len;
847         put_buffer(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
848     }
849     put_flush_packet(s->pb);
850 }
851
852 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
853 {
854     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
855     int size = pkt->size;
856     uint8_t *buf= pkt->data;
857     uint8_t *data= NULL;
858     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
859     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
860     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
861
862     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
863         pts = pkt->pts + delay;
864     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
865         dts = pkt->dts + delay;
866
867     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
868         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
869         return -1;
870     }
871     ts_st->first_pts_check = 0;
872
873     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
874         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
875         uint32_t state = -1;
876
877         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
878             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "h264 bitstream malformated, "
879                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
880             return -1;
881         }
882
883         do {
884             p = ff_find_start_code(p, buf_end, &state);
885             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
886         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
887                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
888
889         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
890             data = av_malloc(pkt->size+6);
891             if (!data)
892                 return -1;
893             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
894             AV_WB32(data, 0x00000001);
895             data[4] = 0x09;
896             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
897             buf  = data;
898             size = pkt->size+6;
899         }
900     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
901         if (pkt->size < 2)
902             return -1;
903         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
904             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
905             int new_size;
906             if (!adts) {
907                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
908                        "and extradata missing\n");
909                 return -1;
910             }
911             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
912             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
913                 return -1;
914             data = av_malloc(new_size);
915             if (!data)
916                 return AVERROR(ENOMEM);
917             ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size, adts->pce_size);
918             if (adts->pce_size) {
919                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
920                 adts->pce_size = 0;
921             }
922             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
923             buf = data;
924             size = new_size;
925         }
926     }
927
928     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
929         // for video and subtitle, write a single pes packet
930         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts);
931         av_free(data);
932         return 0;
933     }
934
935     if (ts_st->payload_index + size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
936         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
937                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts);
938         ts_st->payload_index = 0;
939     }
940
941     if (!ts_st->payload_index) {
942         ts_st->payload_pts = pts;
943         ts_st->payload_dts = dts;
944     }
945
946     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_index, buf, size);
947     ts_st->payload_index += size;
948
949     av_free(data);
950
951     return 0;
952 }
953
954 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
955 {
956     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
957     MpegTSWriteStream *ts_st;
958     MpegTSService *service;
959     AVStream *st;
960     int i;
961
962     /* flush current packets */
963     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
964         st = s->streams[i];
965         ts_st = st->priv_data;
966         if (ts_st->payload_index > 0) {
967             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
968                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts);
969         }
970         av_freep(&ts_st->adts);
971     }
972     put_flush_packet(s->pb);
973
974     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
975         service = ts->services[i];
976         av_freep(&service->provider_name);
977         av_freep(&service->name);
978         av_free(service);
979     }
980     av_free(ts->services);
981
982     return 0;
983 }
984
985 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
986     "mpegts",
987     NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
988     "video/x-mpegts",
989     "ts,m2t",
990     sizeof(MpegTSWrite),
991     CODEC_ID_MP2,
992     CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
993     mpegts_write_header,
994     mpegts_write_packet,
995     mpegts_write_end,
996     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
997 };