yuv4mpeg: split the demuxer and muxer into separate files
[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 #include "libavcodec/internal.h"
29 #include "avformat.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "mpegts.h"
32
33 #define PCR_TIME_BASE 27000000
34
35 /* write DVB SI sections */
36
37 /*********************************************/
38 /* mpegts section writer */
39
40 typedef struct MpegTSSection {
41     int pid;
42     int cc;
43     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
44     void *opaque;
45 } MpegTSSection;
46
47 typedef struct MpegTSService {
48     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
49     int sid;           /* service ID */
50     char *name;
51     char *provider_name;
52     int pcr_pid;
53     int pcr_packet_count;
54     int pcr_packet_period;
55 } MpegTSService;
56
57 typedef struct MpegTSWrite {
58     const AVClass *av_class;
59     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
60     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
61     MpegTSService **services;
62     int sdt_packet_count;
63     int sdt_packet_period;
64     int pat_packet_count;
65     int pat_packet_period;
66     int nb_services;
67     int onid;
68     int tsid;
69     int64_t first_pcr;
70     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
71     int pes_payload_size;
72
73     int transport_stream_id;
74     int original_network_id;
75     int service_id;
76
77     int pmt_start_pid;
78     int start_pid;
79
80     int reemit_pat_pmt; // backward compatibility
81
82 #define MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT  0x01
83 #define MPEGTS_FLAG_AAC_LATM        0x02
84     int flags;
85 } MpegTSWrite;
86
87 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
88 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
89 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
90
91 static const AVOption options[] = {
92     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
93       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
94     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
95       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
96     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
97       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
98     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
99       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x1000 }, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
100     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
101       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
102     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
103     { "pes_payload_size", "Minimum PES packet payload in bytes",
104       offsetof(MpegTSWrite, pes_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
105     { "mpegts_flags", "MPEG-TS muxing flags", offsetof(MpegTSWrite, flags), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64 = 0}, 0, INT_MAX,
106       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags" },
107     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
108       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT}, 0, INT_MAX,
109       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags"},
110     { "latm", "Use LATM packetization for AAC",
111       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MPEGTS_FLAG_AAC_LATM}, 0, INT_MAX,
112       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags"},
113     // backward compatibility
114     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
115       offsetof(MpegTSWrite, reemit_pat_pmt), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
116     { NULL },
117 };
118
119 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
120     .class_name     = "MPEGTS muxer",
121     .item_name      = av_default_item_name,
122     .option         = options,
123     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
124 };
125
126 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
127 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
128 {
129     unsigned int crc;
130     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
131     const unsigned char *buf_ptr;
132     unsigned char *q;
133     int first, b, len1, left;
134
135     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
136     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
137     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
138     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
139     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
140
141     /* send each packet */
142     buf_ptr = buf;
143     while (len > 0) {
144         first = (buf == buf_ptr);
145         q = packet;
146         *q++ = 0x47;
147         b = (s->pid >> 8);
148         if (first)
149             b |= 0x40;
150         *q++ = b;
151         *q++ = s->pid;
152         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
153         *q++ = 0x10 | s->cc;
154         if (first)
155             *q++ = 0; /* 0 offset */
156         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
157         if (len1 > len)
158             len1 = len;
159         memcpy(q, buf_ptr, len1);
160         q += len1;
161         /* add known padding data */
162         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
163         if (left > 0)
164             memset(q, 0xff, left);
165
166         s->write_packet(s, packet);
167
168         buf_ptr += len1;
169         len -= len1;
170     }
171 }
172
173 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
174 {
175     uint8_t *q;
176     q = *q_ptr;
177     *q++ = val >> 8;
178     *q++ = val;
179     *q_ptr = q;
180 }
181
182 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
183                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
184                           uint8_t *buf, int len)
185 {
186     uint8_t section[1024], *q;
187     unsigned int tot_len;
188     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
189     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
190
191     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
192     /* check if not too big */
193     if (tot_len > 1024)
194         return -1;
195
196     q = section;
197     *q++ = tid;
198     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
199     put16(&q, id);
200     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
201     *q++ = sec_num;
202     *q++ = last_sec_num;
203     memcpy(q, buf, len);
204
205     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
206     return 0;
207 }
208
209 /*********************************************/
210 /* mpegts writer */
211
212 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "Libav"
213 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
214
215 /* we retransmit the SI info at this rate */
216 #define SDT_RETRANS_TIME 500
217 #define PAT_RETRANS_TIME 100
218 #define PCR_RETRANS_TIME 20
219
220 typedef struct MpegTSWriteStream {
221     struct MpegTSService *service;
222     int pid; /* stream associated pid */
223     int cc;
224     int payload_size;
225     int first_pts_check; ///< first pts check needed
226     int64_t payload_pts;
227     int64_t payload_dts;
228     int payload_flags;
229     uint8_t *payload;
230     AVFormatContext *amux;
231 } MpegTSWriteStream;
232
233 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
234 {
235     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
236     MpegTSService *service;
237     uint8_t data[1012], *q;
238     int i;
239
240     q = data;
241     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
242         service = ts->services[i];
243         put16(&q, service->sid);
244         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
245     }
246     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
247                           data, q - data);
248 }
249
250 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
251 {
252     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
253     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
254     int val, stream_type, i;
255
256     q = data;
257     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
258
259     program_info_length_ptr = q;
260     q += 2; /* patched after */
261
262     /* put program info here */
263
264     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
265     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
266     program_info_length_ptr[1] = val;
267
268     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
269         AVStream *st = s->streams[i];
270         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
271         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
272         switch(st->codec->codec_id) {
273         case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
274         case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
275             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
276             break;
277         case AV_CODEC_ID_MPEG4:
278             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
279             break;
280         case AV_CODEC_ID_H264:
281             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
282             break;
283         case AV_CODEC_ID_CAVS:
284             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_CAVS;
285             break;
286         case AV_CODEC_ID_DIRAC:
287             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
288             break;
289         case AV_CODEC_ID_MP2:
290         case AV_CODEC_ID_MP3:
291             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
292             break;
293         case AV_CODEC_ID_AAC:
294             stream_type = (ts->flags & MPEGTS_FLAG_AAC_LATM) ? STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM : STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
295             break;
296         case AV_CODEC_ID_AAC_LATM:
297             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
298             break;
299         case AV_CODEC_ID_AC3:
300             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
301             break;
302         default:
303             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
304             break;
305         }
306         *q++ = stream_type;
307         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
308         desc_length_ptr = q;
309         q += 2; /* patched after */
310
311         /* write optional descriptors here */
312         switch(st->codec->codec_type) {
313         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
314             if (lang) {
315                 char *p;
316                 char *next = lang->value;
317                 uint8_t *len_ptr;
318
319                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
320                 len_ptr = q++;
321                 *len_ptr = 0;
322
323                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
324                     next = strchr(p, ',');
325                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
326                         continue; /* not a 3-letter code */
327
328                     *q++ = *p++;
329                     *q++ = *p++;
330                     *q++ = *p++;
331
332                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
333                     *q++ = 0x01;
334                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
335                     *q++ = 0x02;
336                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
337                     *q++ = 0x03;
338                 else
339                     *q++ = 0; /* undefined type */
340
341                     *len_ptr += 4;
342                 }
343
344                 if (*len_ptr == 0)
345                     q -= 2; /* no language codes were written */
346             }
347             break;
348         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
349             {
350                 const char *language;
351                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
352                 *q++ = 0x59;
353                 *q++ = 8;
354                 *q++ = language[0];
355                 *q++ = language[1];
356                 *q++ = language[2];
357                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
358                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
359                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
360                     q += 4;
361                 } else {
362                     put16(&q, 1); /* page id */
363                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
364                 }
365             }
366             break;
367         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
368             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
369                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
370                 *q++ = 4;
371                 *q++ = 'd';
372                 *q++ = 'r';
373                 *q++ = 'a';
374                 *q++ = 'c';
375             }
376             break;
377         }
378
379         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
380         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
381         desc_length_ptr[1] = val;
382     }
383     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
384                           data, q - data);
385 }
386
387 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
388 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
389 {
390     uint8_t *q;
391     int len;
392
393     q = *q_ptr;
394     if (!str)
395         len = 0;
396     else
397         len = strlen(str);
398     *q++ = len;
399     memcpy(q, str, len);
400     q += len;
401     *q_ptr = q;
402 }
403
404 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
405 {
406     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
407     MpegTSService *service;
408     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
409     int i, running_status, free_ca_mode, val;
410
411     q = data;
412     put16(&q, ts->onid);
413     *q++ = 0xff;
414     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
415         service = ts->services[i];
416         put16(&q, service->sid);
417         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
418         desc_list_len_ptr = q;
419         q += 2;
420         running_status = 4; /* running */
421         free_ca_mode = 0;
422
423         /* write only one descriptor for the service name and provider */
424         *q++ = 0x48;
425         desc_len_ptr = q;
426         q++;
427         *q++ = 0x01; /* digital television service */
428         putstr8(&q, service->provider_name);
429         putstr8(&q, service->name);
430         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
431
432         /* fill descriptor length */
433         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
434             (q - desc_list_len_ptr - 2);
435         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
436         desc_list_len_ptr[1] = val;
437     }
438     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
439                           data, q - data);
440 }
441
442 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
443                                          int sid,
444                                          const char *provider_name,
445                                          const char *name)
446 {
447     MpegTSService *service;
448
449     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
450     if (!service)
451         return NULL;
452     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
453     service->sid = sid;
454     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
455     service->name = av_strdup(name);
456     service->pcr_pid = 0x1fff;
457     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
458     return service;
459 }
460
461 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
462 {
463     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
464     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
465 }
466
467 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
468 {
469     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
470     MpegTSWriteStream *ts_st;
471     MpegTSService *service;
472     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
473     AVDictionaryEntry *title, *provider;
474     int i, j;
475     const char *service_name;
476     const char *provider_name;
477     int *pids;
478     int ret;
479
480     if (s->max_delay < 0) /* Not set by the caller */
481         s->max_delay = 0;
482
483     // round up to a whole number of TS packets
484     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
485
486     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
487     ts->onid = ts->original_network_id;
488     /* allocate a single DVB service */
489     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
490     if (!title)
491         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
492     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
493     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
494     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
495     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
496     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
497     service->pmt.opaque = s;
498     service->pmt.cc = 15;
499
500     ts->pat.pid = PAT_PID;
501     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
502     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
503     ts->pat.opaque = s;
504
505     ts->sdt.pid = SDT_PID;
506     ts->sdt.cc = 15;
507     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
508     ts->sdt.opaque = s;
509
510     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
511     if (!pids)
512         return AVERROR(ENOMEM);
513
514     /* assign pids to each stream */
515     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
516         st = s->streams[i];
517         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
518         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
519         if (!ts_st) {
520             ret = AVERROR(ENOMEM);
521             goto fail;
522         }
523         st->priv_data = ts_st;
524         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
525         if (!ts_st->payload) {
526             ret = AVERROR(ENOMEM);
527             goto fail;
528         }
529         ts_st->service = service;
530         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
531          * this range are assigned a calculated pid. */
532         if (st->id < 16) {
533             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
534         } else if (st->id < 0x1FFF) {
535             ts_st->pid = st->id;
536         } else {
537             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
538             ret = AVERROR(EINVAL);
539             goto fail;
540         }
541         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
542             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
543             ret = AVERROR(EINVAL);
544             goto fail;
545         }
546         for (j = 0; j < i; j++)
547             if (pids[j] == ts_st->pid) {
548                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
549                 ret = AVERROR(EINVAL);
550                 goto fail;
551             }
552         pids[i] = ts_st->pid;
553         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
554         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
555         ts_st->first_pts_check = 1;
556         ts_st->cc = 15;
557         /* update PCR pid by using the first video stream */
558         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
559             service->pcr_pid == 0x1fff) {
560             service->pcr_pid = ts_st->pid;
561             pcr_st = st;
562         }
563         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC &&
564             st->codec->extradata_size > 0)
565         {
566             AVStream *ast;
567             ts_st->amux = avformat_alloc_context();
568             if (!ts_st->amux) {
569                 ret = AVERROR(ENOMEM);
570                 goto fail;
571             }
572             ts_st->amux->oformat = av_guess_format((ts->flags & MPEGTS_FLAG_AAC_LATM) ? "latm" : "adts", NULL, NULL);
573             if (!ts_st->amux->oformat) {
574                 ret = AVERROR(EINVAL);
575                 goto fail;
576             }
577             ast = avformat_new_stream(ts_st->amux, NULL);
578             ret = avcodec_copy_context(ast->codec, st->codec);
579             if (ret != 0)
580                 goto fail;
581             ret = avformat_write_header(ts_st->amux, NULL);
582             if (ret < 0)
583                 goto fail;
584         }
585     }
586
587     av_free(pids);
588
589     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
590     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
591         pcr_st = s->streams[0];
592         ts_st = pcr_st->priv_data;
593         service->pcr_pid = ts_st->pid;
594     }
595
596     if (ts->mux_rate > 1) {
597         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
598             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
599         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
600             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
601         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
602             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
603
604         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
605     } else {
606         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
607         ts->sdt_packet_period = 200;
608         ts->pat_packet_period = 40;
609         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
610             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
611                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
612                 service->pcr_packet_period =
613                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
614             } else {
615                 service->pcr_packet_period =
616                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
617             }
618         } else {
619             // max delta PCR 0.1s
620             service->pcr_packet_period =
621                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
622         }
623     }
624
625     // output a PCR as soon as possible
626     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
627     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
628     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
629
630     if (ts->mux_rate == 1)
631         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "muxrate VBR, ");
632     else
633         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
634     av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "pcr every %d pkts, "
635            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
636            service->pcr_packet_period,
637            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
638
639     avio_flush(s->pb);
640
641     return 0;
642
643  fail:
644     av_free(pids);
645     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
646         MpegTSWriteStream *ts_st;
647         st = s->streams[i];
648         ts_st = st->priv_data;
649         if (ts_st) {
650             av_freep(&ts_st->payload);
651             if (ts_st->amux) {
652                 avformat_free_context(ts_st->amux);
653                 ts_st->amux = NULL;
654             }
655         }
656         av_freep(&st->priv_data);
657     }
658     return ret;
659 }
660
661 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
662 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
663 {
664     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
665     int i;
666
667     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
668         ts->sdt_packet_count = 0;
669         mpegts_write_sdt(s);
670     }
671     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
672         ts->pat_packet_count = 0;
673         mpegts_write_pat(s);
674         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
675             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
676         }
677     }
678 }
679
680 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
681 {
682     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
683            ts->first_pcr;
684 }
685
686 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
687 {
688     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
689
690     *buf++ = pcr_high >> 25;
691     *buf++ = pcr_high >> 17;
692     *buf++ = pcr_high >> 9;
693     *buf++ = pcr_high >> 1;
694     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
695     *buf++ = pcr_low;
696
697     return 6;
698 }
699
700 /* Write a single null transport stream packet */
701 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
702 {
703     uint8_t *q;
704     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
705
706     q = buf;
707     *q++ = 0x47;
708     *q++ = 0x00 | 0x1f;
709     *q++ = 0xff;
710     *q++ = 0x10;
711     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
712     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
713 }
714
715 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
716 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
717 {
718     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
719     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
720     uint8_t *q;
721     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
722
723     q = buf;
724     *q++ = 0x47;
725     *q++ = ts_st->pid >> 8;
726     *q++ = ts_st->pid;
727     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
728     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
729     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
730     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
731
732     /* PCR coded into 6 bytes */
733     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
734
735     /* stuffing bytes */
736     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
737     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
738 }
739
740 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
741 {
742     int val;
743
744     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
745     *q++ = val;
746     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
747     *q++ = val >> 8;
748     *q++ = val;
749     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
750     *q++ = val >> 8;
751     *q++ = val;
752 }
753
754 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
755 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
756 {
757     // expect at least one flag to set
758     assert(flag);
759
760     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
761         // no AF yet, set adaptation field flag
762         pkt[3] |= 0x20;
763         // 1 byte length, no flags
764         pkt[4] = 1;
765         pkt[5] = 0;
766     }
767     pkt[5] |= flag;
768 }
769
770 /* Extend the adaptation field by size bytes */
771 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
772 {
773     // expect already existing adaptation field
774     assert(pkt[3] & 0x20);
775     pkt[4] += size;
776 }
777
778 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
779 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
780 {
781     if (pkt[3] & 0x20)
782         return pkt + 5 + pkt[4];
783     else
784         return pkt + 4;
785 }
786
787 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
788  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
789  * to exactly fill the last ts packet.
790  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
791  */
792 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
793                              const uint8_t *payload, int payload_size,
794                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
795 {
796     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
797     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
798     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
799     uint8_t *q;
800     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
801     int afc_len, stuffing_len;
802     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
803     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
804
805     is_start = 1;
806     while (payload_size > 0) {
807         retransmit_si_info(s);
808
809         write_pcr = 0;
810         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
811             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
812                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
813             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
814                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
815                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
816                 write_pcr = 1;
817             }
818         }
819
820         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
821             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
822             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
823             if (write_pcr)
824                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
825             else
826                 mpegts_insert_null_packet(s);
827             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
828         }
829
830         /* prepare packet header */
831         q = buf;
832         *q++ = 0x47;
833         val = (ts_st->pid >> 8);
834         if (is_start)
835             val |= 0x40;
836         *q++ = val;
837         *q++ = ts_st->pid;
838         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
839         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
840         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
841             // set Random Access for key frames
842             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
843                 write_pcr = 1;
844             set_af_flag(buf, 0x40);
845             q = get_ts_payload_start(buf);
846         }
847         if (write_pcr) {
848             set_af_flag(buf, 0x10);
849             q = get_ts_payload_start(buf);
850             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
851             if (ts->mux_rate > 1)
852                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
853             else
854                 pcr = (dts - delay)*300;
855             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
856                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
857             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
858             q = get_ts_payload_start(buf);
859         }
860         if (is_start) {
861             int pes_extension = 0;
862             /* write PES header */
863             *q++ = 0x00;
864             *q++ = 0x00;
865             *q++ = 0x01;
866             private_code = 0;
867             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
868                 if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
869                     *q++ = 0xfd;
870                 } else
871                     *q++ = 0xe0;
872             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
873                        (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MP2 ||
874                         st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MP3 ||
875                         st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC)) {
876                 *q++ = 0xc0;
877             } else {
878                 *q++ = 0xbd;
879                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
880                     private_code = 0x20;
881                 }
882             }
883             header_len = 0;
884             flags = 0;
885             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
886                 header_len += 5;
887                 flags |= 0x80;
888             }
889             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
890                 header_len += 5;
891                 flags |= 0x40;
892             }
893             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
894                 st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
895                 /* set PES_extension_flag */
896                 pes_extension = 1;
897                 flags |= 0x01;
898
899                 /*
900                 * One byte for PES2 extension flag +
901                 * one byte for extension length +
902                 * one byte for extension id
903                 */
904                 header_len += 3;
905             }
906             len = payload_size + header_len + 3;
907             if (private_code != 0)
908                 len++;
909             if (len > 0xffff)
910                 len = 0;
911             *q++ = len >> 8;
912             *q++ = len;
913             val = 0x80;
914             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
915             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
916                 val |= 0x04;
917             *q++ = val;
918             *q++ = flags;
919             *q++ = header_len;
920             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
921                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
922                 q += 5;
923             }
924             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
925                 write_pts(q, 1, dts);
926                 q += 5;
927             }
928             if (pes_extension && st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
929                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
930                 *q++ = flags;
931                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
932                 /*
933                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
934                 * write the extended stream id
935                 */
936                 *q++ = 0x00 | 0x60;
937             }
938             if (private_code != 0)
939                 *q++ = private_code;
940             is_start = 0;
941         }
942         /* header size */
943         header_len = q - buf;
944         /* data len */
945         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
946         if (len > payload_size)
947             len = payload_size;
948         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
949         if (stuffing_len > 0) {
950             /* add stuffing with AFC */
951             if (buf[3] & 0x20) {
952                 /* stuffing already present: increase its size */
953                 afc_len = buf[4] + 1;
954                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
955                         buf + 4 + afc_len,
956                         header_len - (4 + afc_len));
957                 buf[4] += stuffing_len;
958                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
959             } else {
960                 /* add stuffing */
961                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
962                 buf[3] |= 0x20;
963                 buf[4] = stuffing_len - 1;
964                 if (stuffing_len >= 2) {
965                     buf[5] = 0x00;
966                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
967                 }
968             }
969         }
970         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
971         payload += len;
972         payload_size -= len;
973         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
974     }
975     avio_flush(s->pb);
976 }
977
978 static int mpegts_write_packet_internal(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
979 {
980     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
981     int size = pkt->size;
982     uint8_t *buf= pkt->data;
983     uint8_t *data= NULL;
984     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
985     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
986     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
987     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
988
989     if (ts->reemit_pat_pmt) {
990         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "resend_headers option is deprecated, use -mpegts_flags resend_headers\n");
991         ts->reemit_pat_pmt = 0;
992         ts->flags |= MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT;
993     }
994
995     if (ts->flags & MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT) {
996         ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period - 1;
997         ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period - 1;
998         ts->flags &= ~MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT;
999     }
1000
1001     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
1002         pts = pkt->pts + delay;
1003     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
1004         dts = pkt->dts + delay;
1005
1006     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
1007         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
1008         return AVERROR(EINVAL);
1009     }
1010     ts_st->first_pts_check = 0;
1011
1012     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1013         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
1014         uint32_t state = -1;
1015
1016         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
1017             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
1018                    "no startcode found, use -bsf h264_mp4toannexb\n");
1019             return AVERROR(EINVAL);
1020         }
1021
1022         do {
1023             p = avpriv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1024             av_dlog(s, "nal %d\n", state & 0x1f);
1025         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
1026                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
1027
1028         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
1029             data = av_malloc(pkt->size+6);
1030             if (!data)
1031                 return AVERROR(ENOMEM);
1032             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
1033             AV_WB32(data, 0x00000001);
1034             data[4] = 0x09;
1035             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1036             buf  = data;
1037             size = pkt->size+6;
1038         }
1039     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC) {
1040         if (pkt->size < 2) {
1041             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC packet too short\n");
1042             return AVERROR(EINVAL);
1043         }
1044         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1045             int ret;
1046             AVPacket pkt2;
1047
1048             if (!ts_st->amux) {
1049                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC bitstream not in ADTS format "
1050                        "and extradata missing\n");
1051                 return AVERROR(EINVAL);
1052             }
1053
1054             av_init_packet(&pkt2);
1055             pkt2.data = pkt->data;
1056             pkt2.size = pkt->size;
1057             ret = avio_open_dyn_buf(&ts_st->amux->pb);
1058             if (ret < 0)
1059                 return AVERROR(ENOMEM);
1060
1061             ret = av_write_frame(ts_st->amux, &pkt2);
1062             if (ret < 0) {
1063                 avio_close_dyn_buf(ts_st->amux->pb, &data);
1064                 ts_st->amux->pb = NULL;
1065                 av_free(data);
1066                 return ret;
1067             }
1068             size = avio_close_dyn_buf(ts_st->amux->pb, &data);
1069             ts_st->amux->pb = NULL;
1070             buf = data;
1071         }
1072     }
1073
1074     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
1075         // for video and subtitle, write a single pes packet
1076         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1077         av_free(data);
1078         return 0;
1079     }
1080
1081     if (ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1082         if (ts_st->payload_size) {
1083             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1084                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1085                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1086             ts_st->payload_size = 0;
1087         }
1088         if (size > ts->pes_payload_size) {
1089             mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts,
1090                              pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1091             av_free(data);
1092             return 0;
1093         }
1094     }
1095
1096     if (!ts_st->payload_size) {
1097         ts_st->payload_pts = pts;
1098         ts_st->payload_dts = dts;
1099         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1100     }
1101
1102     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1103     ts_st->payload_size += size;
1104
1105     av_free(data);
1106
1107     return 0;
1108 }
1109
1110 static void mpegts_write_flush(AVFormatContext *s)
1111 {
1112     int i;
1113
1114     /* flush current packets */
1115     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1116         AVStream *st = s->streams[i];
1117         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1118         if (ts_st->payload_size > 0) {
1119             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1120                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1121                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1122             ts_st->payload_size = 0;
1123         }
1124     }
1125     avio_flush(s->pb);
1126 }
1127
1128 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
1129 {
1130     if (!pkt) {
1131         mpegts_write_flush(s);
1132         return 1;
1133     } else {
1134         return mpegts_write_packet_internal(s, pkt);
1135     }
1136 }
1137
1138 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1139 {
1140     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1141     MpegTSService *service;
1142     int i;
1143
1144     mpegts_write_flush(s);
1145
1146     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1147         AVStream *st = s->streams[i];
1148         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1149         av_freep(&ts_st->payload);
1150         if (ts_st->amux) {
1151             avformat_free_context(ts_st->amux);
1152             ts_st->amux = NULL;
1153         }
1154     }
1155
1156     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1157         service = ts->services[i];
1158         av_freep(&service->provider_name);
1159         av_freep(&service->name);
1160         av_free(service);
1161     }
1162     av_free(ts->services);
1163
1164     return 0;
1165 }
1166
1167 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1168     .name              = "mpegts",
1169     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-TS (MPEG-2 Transport Stream)"),
1170     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1171     .extensions        = "ts,m2t",
1172     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1173     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_MP2,
1174     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1175     .write_header      = mpegts_write_header,
1176     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1177     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1178     .flags             = AVFMT_ALLOW_FLUSH,
1179     .priv_class        = &mpegts_muxer_class,
1180 };