Modified to generate PAT/PMT for video keyframes
[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/dict.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "libavutil/opt.h"
27 #include "libavutil/avassert.h"
28 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
29 #include "avformat.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "mpegts.h"
32 #include "adts.h"
33
34 #define PCR_TIME_BASE 27000000
35
36 /* write DVB SI sections */
37
38 /*********************************************/
39 /* mpegts section writer */
40
41 typedef struct MpegTSSection {
42     int pid;
43     int cc;
44     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
45     void *opaque;
46 } MpegTSSection;
47
48 typedef struct MpegTSService {
49     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
50     int sid;           /* service ID */
51     char *name;
52     char *provider_name;
53     int pcr_pid;
54     int pcr_packet_count;
55     int pcr_packet_period;
56 } MpegTSService;
57
58 typedef struct MpegTSWrite {
59     const AVClass *av_class;
60     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
61     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
62     MpegTSService **services;
63     int sdt_packet_count;
64     int sdt_packet_period;
65     int pat_packet_count;
66     int pat_packet_period;
67     int nb_services;
68     int onid;
69     int tsid;
70     int64_t first_pcr;
71     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
72     int pes_payload_size;
73
74     int transport_stream_id;
75     int original_network_id;
76     int service_id;
77
78     int pmt_start_pid;
79     int start_pid;
80     int m2ts_mode;
81 } MpegTSWrite;
82
83 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
84 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
85 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
86
87 static const AVOption options[] = {
88     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
89       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
90     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
91       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
92     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
93       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
94     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
95       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x0010, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
96     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
97       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
98     {"mpegts_m2ts_mode", "Enable m2ts mode.",
99         offsetof(MpegTSWrite, m2ts_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },
100         -1,1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
101     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
102     { "pes_payload_size", "Minimum PES packet payload in bytes",
103       offsetof(MpegTSWrite, pes_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT, {DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
104     { NULL },
105 };
106
107 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
108     .class_name     = "MPEGTS muxer",
109     .item_name      = av_default_item_name,
110     .option         = options,
111     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
112 };
113
114 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
115 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
116 {
117     unsigned int crc;
118     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
119     const unsigned char *buf_ptr;
120     unsigned char *q;
121     int first, b, len1, left;
122
123     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
124     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
125     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
126     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
127     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
128
129     /* send each packet */
130     buf_ptr = buf;
131     while (len > 0) {
132         first = (buf == buf_ptr);
133         q = packet;
134         *q++ = 0x47;
135         b = (s->pid >> 8);
136         if (first)
137             b |= 0x40;
138         *q++ = b;
139         *q++ = s->pid;
140         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
141         *q++ = 0x10 | s->cc;
142         if (first)
143             *q++ = 0; /* 0 offset */
144         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
145         if (len1 > len)
146             len1 = len;
147         memcpy(q, buf_ptr, len1);
148         q += len1;
149         /* add known padding data */
150         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
151         if (left > 0)
152             memset(q, 0xff, left);
153
154         s->write_packet(s, packet);
155
156         buf_ptr += len1;
157         len -= len1;
158     }
159 }
160
161 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
162 {
163     uint8_t *q;
164     q = *q_ptr;
165     *q++ = val >> 8;
166     *q++ = val;
167     *q_ptr = q;
168 }
169
170 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
171                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
172                           uint8_t *buf, int len)
173 {
174     uint8_t section[1024], *q;
175     unsigned int tot_len;
176     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
177     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
178
179     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
180     /* check if not too big */
181     if (tot_len > 1024)
182         return AVERROR_INVALIDDATA;
183
184     q = section;
185     *q++ = tid;
186     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
187     put16(&q, id);
188     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
189     *q++ = sec_num;
190     *q++ = last_sec_num;
191     memcpy(q, buf, len);
192
193     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
194     return 0;
195 }
196
197 /*********************************************/
198 /* mpegts writer */
199
200 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
201 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
202
203 /* we retransmit the SI info at this rate */
204 #define SDT_RETRANS_TIME 500
205 #define PAT_RETRANS_TIME 100
206 #define PCR_RETRANS_TIME 20
207
208 typedef struct MpegTSWriteStream {
209     struct MpegTSService *service;
210     int pid; /* stream associated pid */
211     int cc;
212     int payload_size;
213     int first_pts_check; ///< first pts check needed
214     int prev_payload_key;
215     int64_t payload_pts;
216     int64_t payload_dts;
217     int payload_flags;
218     uint8_t *payload;
219     ADTSContext *adts;
220 } MpegTSWriteStream;
221
222 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
223 {
224     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
225     MpegTSService *service;
226     uint8_t data[1012], *q;
227     int i;
228
229     q = data;
230     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
231         service = ts->services[i];
232         put16(&q, service->sid);
233         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
234     }
235     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
236                           data, q - data);
237 }
238
239 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
240 {
241     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
242     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
243     int val, stream_type, i;
244
245     q = data;
246     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
247
248     program_info_length_ptr = q;
249     q += 2; /* patched after */
250
251     /* put program info here */
252
253     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
254     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
255     program_info_length_ptr[1] = val;
256
257     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
258         AVStream *st = s->streams[i];
259         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
260         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
261         switch(st->codec->codec_id) {
262         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
263         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
264             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
265             break;
266         case CODEC_ID_MPEG4:
267             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
268             break;
269         case CODEC_ID_H264:
270             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
271             break;
272         case CODEC_ID_DIRAC:
273             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
274             break;
275         case CODEC_ID_MP2:
276         case CODEC_ID_MP3:
277             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
278             break;
279         case CODEC_ID_AAC:
280             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
281             break;
282         case CODEC_ID_AAC_LATM:
283             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
284             break;
285         case CODEC_ID_AC3:
286             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
287             break;
288         default:
289             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
290             break;
291         }
292         *q++ = stream_type;
293         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
294         desc_length_ptr = q;
295         q += 2; /* patched after */
296
297         /* write optional descriptors here */
298         switch(st->codec->codec_type) {
299         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
300             if(st->codec->codec_id==CODEC_ID_EAC3){
301                 *q++=0x7a; // EAC3 descriptor see A038 DVB SI
302                 *q++=1; // 1 byte, all flags sets to 0
303                 *q++=0; // omit all fields...
304             }
305
306             if (lang) {
307                 char *p;
308                 char *next = lang->value;
309                 uint8_t *len_ptr;
310
311                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
312                 len_ptr = q++;
313                 *len_ptr = 0;
314
315                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
316                     next = strchr(p, ',');
317                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
318                         continue; /* not a 3-letter code */
319
320                     *q++ = *p++;
321                     *q++ = *p++;
322                     *q++ = *p++;
323
324                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
325                     *q++ = 0x01;
326                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
327                     *q++ = 0x02;
328                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
329                     *q++ = 0x03;
330                 else
331                     *q++ = 0; /* undefined type */
332
333                     *len_ptr += 4;
334                 }
335
336                 if (*len_ptr == 0)
337                     q -= 2; /* no language codes were written */
338             }
339             break;
340         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
341             {
342                 const char *language;
343                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
344                 *q++ = 0x59;
345                 *q++ = 8;
346                 *q++ = language[0];
347                 *q++ = language[1];
348                 *q++ = language[2];
349                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
350                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
351                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
352                     q += 4;
353                 } else {
354                     put16(&q, 1); /* page id */
355                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
356                 }
357             }
358             break;
359         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
360             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
361                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
362                 *q++ = 4;
363                 *q++ = 'd';
364                 *q++ = 'r';
365                 *q++ = 'a';
366                 *q++ = 'c';
367             }
368             break;
369         }
370
371         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
372         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
373         desc_length_ptr[1] = val;
374     }
375     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
376                           data, q - data);
377 }
378
379 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
380 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
381 {
382     uint8_t *q;
383     int len;
384
385     q = *q_ptr;
386     if (!str)
387         len = 0;
388     else
389         len = strlen(str);
390     *q++ = len;
391     memcpy(q, str, len);
392     q += len;
393     *q_ptr = q;
394 }
395
396 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
397 {
398     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
399     MpegTSService *service;
400     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
401     int i, running_status, free_ca_mode, val;
402
403     q = data;
404     put16(&q, ts->onid);
405     *q++ = 0xff;
406     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
407         service = ts->services[i];
408         put16(&q, service->sid);
409         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
410         desc_list_len_ptr = q;
411         q += 2;
412         running_status = 4; /* running */
413         free_ca_mode = 0;
414
415         /* write only one descriptor for the service name and provider */
416         *q++ = 0x48;
417         desc_len_ptr = q;
418         q++;
419         *q++ = 0x01; /* digital television service */
420         putstr8(&q, service->provider_name);
421         putstr8(&q, service->name);
422         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
423
424         /* fill descriptor length */
425         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
426             (q - desc_list_len_ptr - 2);
427         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
428         desc_list_len_ptr[1] = val;
429     }
430     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
431                           data, q - data);
432 }
433
434 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
435                                          int sid,
436                                          const char *provider_name,
437                                          const char *name)
438 {
439     MpegTSService *service;
440
441     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
442     if (!service)
443         return NULL;
444     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
445     service->sid = sid;
446     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
447     service->name = av_strdup(name);
448     service->pcr_pid = 0x1fff;
449     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
450     return service;
451 }
452
453 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
454 {
455     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
456            ts->first_pcr;
457 }
458
459 static void mpegts_prefix_m2ts_header(AVFormatContext *s)
460 {
461     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
462     if (ts->m2ts_mode) {
463         int64_t pcr = get_pcr(s->priv_data, s->pb);
464         uint32_t tp_extra_header = pcr % 0x3fffffff;
465         tp_extra_header = AV_RB32(&tp_extra_header);
466         avio_write(s->pb, (unsigned char *) &tp_extra_header,
467                 sizeof(tp_extra_header));
468     }
469 }
470
471 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
472 {
473     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
474     mpegts_prefix_m2ts_header(ctx);
475     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
476 }
477
478 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
479 {
480     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
481     MpegTSWriteStream *ts_st;
482     MpegTSService *service;
483     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
484     AVDictionaryEntry *title, *provider;
485     int i, j;
486     const char *service_name;
487     const char *provider_name;
488     int *pids;
489
490     // round up to a whole number of TS packets
491     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
492
493     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
494     ts->onid = ts->original_network_id;
495     /* allocate a single DVB service */
496     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
497     if (!title)
498         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
499     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
500     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
501     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
502     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
503     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
504     service->pmt.opaque = s;
505     service->pmt.cc = 15;
506
507     ts->pat.pid = PAT_PID;
508     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
509     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
510     ts->pat.opaque = s;
511
512     ts->sdt.pid = SDT_PID;
513     ts->sdt.cc = 15;
514     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
515     ts->sdt.opaque = s;
516
517     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
518     if (!pids)
519         return AVERROR(ENOMEM);
520
521     /* assign pids to each stream */
522     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
523         st = s->streams[i];
524         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
525         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
526         if (!ts_st)
527             goto fail;
528         st->priv_data = ts_st;
529         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
530         if (!ts_st->payload)
531             goto fail;
532         ts_st->service = service;
533         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
534          * this range are assigned a calculated pid. */
535         if (st->id < 16) {
536             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
537         } else if (st->id < 0x1FFF) {
538             ts_st->pid = st->id;
539         } else {
540             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
541             goto fail;
542         }
543         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
544             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
545             goto fail;
546         }
547         for (j = 0; j < i; j++)
548             if (pids[j] == ts_st->pid) {
549                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
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 == CODEC_ID_AAC &&
564             st->codec->extradata_size > 0) {
565             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
566             if (!ts_st->adts)
567                 goto fail;
568             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
569                                          st->codec->extradata_size) < 0)
570                 goto fail;
571         }
572     }
573
574     av_free(pids);
575
576     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
577     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
578         pcr_st = s->streams[0];
579         ts_st = pcr_st->priv_data;
580         service->pcr_pid = ts_st->pid;
581     }
582
583     if (ts->mux_rate > 1) {
584         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
585             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
586         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
587             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
588         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
589             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
590
591         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
592     } else {
593         /* Arbitrary values, PAT/PMT will also be written on video key frames */
594         ts->sdt_packet_period = 200;
595         ts->pat_packet_period = 40;
596         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
597             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
598                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
599                 service->pcr_packet_period =
600                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
601             } else {
602                 service->pcr_packet_period =
603                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
604             }
605         } else {
606             // max delta PCR 0.1s
607             service->pcr_packet_period =
608                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
609         }
610     }
611
612     // output a PCR as soon as possible
613     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
614     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
615     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
616
617     if (ts->mux_rate == 1)
618         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
619     else
620         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
621     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
622            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
623            service->pcr_packet_period,
624            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
625
626     if (ts->m2ts_mode == -1) {
627         if (av_match_ext(s->filename, "m2ts")) {
628             ts->m2ts_mode = 1;
629         } else {
630             ts->m2ts_mode = 0;
631         }
632     }
633
634     avio_flush(s->pb);
635
636     return 0;
637
638  fail:
639     av_free(pids);
640     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
641         MpegTSWriteStream *ts_st;
642         st = s->streams[i];
643         ts_st = st->priv_data;
644         if (ts_st) {
645             av_freep(&ts_st->payload);
646             av_freep(&ts_st->adts);
647         }
648         av_freep(&st->priv_data);
649     }
650     return AVERROR(EINVAL);
651 }
652
653 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
654 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s, int force_pat)
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 || force_pat) {
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
672 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
673 {
674     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
675
676     *buf++ = pcr_high >> 25;
677     *buf++ = pcr_high >> 17;
678     *buf++ = pcr_high >> 9;
679     *buf++ = pcr_high >> 1;
680     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
681     *buf++ = pcr_low;
682
683     return 6;
684 }
685
686 /* Write a single null transport stream packet */
687 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
688 {
689     uint8_t *q;
690     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
691
692     q = buf;
693     *q++ = 0x47;
694     *q++ = 0x00 | 0x1f;
695     *q++ = 0xff;
696     *q++ = 0x10;
697     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
698     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
699     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
700 }
701
702 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
703 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
704 {
705     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
706     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
707     uint8_t *q;
708     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
709
710     q = buf;
711     *q++ = 0x47;
712     *q++ = ts_st->pid >> 8;
713     *q++ = ts_st->pid;
714     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
715     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
716     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
717     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
718
719     /* PCR coded into 6 bytes */
720     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
721
722     /* stuffing bytes */
723     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
724     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
725     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
726 }
727
728 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
729 {
730     int val;
731
732     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
733     *q++ = val;
734     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
735     *q++ = val >> 8;
736     *q++ = val;
737     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
738     *q++ = val >> 8;
739     *q++ = val;
740 }
741
742 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
743 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
744 {
745     // expect at least one flag to set
746     assert(flag);
747
748     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
749         // no AF yet, set adaptation field flag
750         pkt[3] |= 0x20;
751         // 1 byte length, no flags
752         pkt[4] = 1;
753         pkt[5] = 0;
754     }
755     pkt[5] |= flag;
756 }
757
758 /* Extend the adaptation field by size bytes */
759 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
760 {
761     // expect already existing adaptation field
762     assert(pkt[3] & 0x20);
763     pkt[4] += size;
764 }
765
766 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
767 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
768 {
769     if (pkt[3] & 0x20)
770         return pkt + 5 + pkt[4];
771     else
772         return pkt + 4;
773 }
774
775 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
776  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
777  * to exactly fill the last ts packet.
778  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
779  */
780 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
781                              const uint8_t *payload, int payload_size,
782                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
783 {
784     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
785     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
786     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
787     uint8_t *q;
788     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
789     int afc_len, stuffing_len;
790     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
791     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
792     int force_pat = st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && key && !ts_st->prev_payload_key;
793
794     is_start = 1;
795     while (payload_size > 0) {
796         retransmit_si_info(s, force_pat);
797         force_pat = 0;
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             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
818         }
819
820         /* prepare packet header */
821         q = buf;
822         *q++ = 0x47;
823         val = (ts_st->pid >> 8);
824         if (is_start)
825             val |= 0x40;
826         *q++ = val;
827         *q++ = ts_st->pid;
828         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
829         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
830         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
831             // set Random Access for key frames
832             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
833                 write_pcr = 1;
834             set_af_flag(buf, 0x40);
835             q = get_ts_payload_start(buf);
836         }
837         if (write_pcr) {
838             set_af_flag(buf, 0x10);
839             q = get_ts_payload_start(buf);
840             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
841             if (ts->mux_rate > 1)
842                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
843             else
844                 pcr = (dts - delay)*300;
845             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
846                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
847             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
848             q = get_ts_payload_start(buf);
849         }
850         if (is_start) {
851             int pes_extension = 0;
852             /* write PES header */
853             *q++ = 0x00;
854             *q++ = 0x00;
855             *q++ = 0x01;
856             private_code = 0;
857             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
858                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
859                     *q++ = 0xfd;
860                 } else
861                     *q++ = 0xe0;
862             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
863                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
864                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
865                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
866                 *q++ = 0xc0;
867             } else {
868                 *q++ = 0xbd;
869                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
870                     private_code = 0x20;
871                 }
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 == CODEC_ID_DIRAC) {
885                 /* set PES_extension_flag */
886                 pes_extension = 1;
887                 flags |= 0x01;
888
889                 /*
890                 * One byte for PES2 extension flag +
891                 * one byte for extension length +
892                 * one byte for extension id
893                 */
894                 header_len += 3;
895             }
896             len = payload_size + header_len + 3;
897             if (private_code != 0)
898                 len++;
899             if (len > 0xffff)
900                 len = 0;
901             *q++ = len >> 8;
902             *q++ = len;
903             val = 0x80;
904             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
905             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
906                 val |= 0x04;
907             *q++ = val;
908             *q++ = flags;
909             *q++ = header_len;
910             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
911                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
912                 q += 5;
913             }
914             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
915                 write_pts(q, 1, dts);
916                 q += 5;
917             }
918             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
919                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
920                 *q++ = flags;
921                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
922                 /*
923                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
924                 * write the extended stream id
925                 */
926                 *q++ = 0x00 | 0x60;
927             }
928             if (private_code != 0)
929                 *q++ = private_code;
930             is_start = 0;
931         }
932         /* header size */
933         header_len = q - buf;
934         /* data len */
935         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
936         if (len > payload_size)
937             len = payload_size;
938         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
939         if (stuffing_len > 0) {
940             /* add stuffing with AFC */
941             if (buf[3] & 0x20) {
942                 /* stuffing already present: increase its size */
943                 afc_len = buf[4] + 1;
944                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
945                         buf + 4 + afc_len,
946                         header_len - (4 + afc_len));
947                 buf[4] += stuffing_len;
948                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
949             } else {
950                 /* add stuffing */
951                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
952                 buf[3] |= 0x20;
953                 buf[4] = stuffing_len - 1;
954                 if (stuffing_len >= 2) {
955                     buf[5] = 0x00;
956                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
957                 }
958             }
959         }
960         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
961         payload += len;
962         payload_size -= len;
963         mpegts_prefix_m2ts_header(s);
964         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
965     }
966     avio_flush(s->pb);
967     ts_st->prev_payload_key = key;
968 }
969
970 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
971 {
972     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
973     int size = pkt->size;
974     uint8_t *buf= pkt->data;
975     uint8_t *data= NULL;
976     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
977     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
978     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
979     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
980
981     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
982         pts = pkt->pts + delay;
983     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
984         dts = pkt->dts + delay;
985
986     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
987         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
988         return AVERROR_INVALIDDATA;
989     }
990     ts_st->first_pts_check = 0;
991
992     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
993         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
994         uint32_t state = -1;
995
996         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
997             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
998                    "no startcode found, use the h264_mp4toannexb bitstream filter (-bsf h264_mp4toannexb)\n");
999             return AVERROR_INVALIDDATA;
1000         }
1001
1002         do {
1003             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1004             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
1005         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
1006                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
1007
1008         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
1009             data = av_malloc(pkt->size+6);
1010             if (!data)
1011                 return AVERROR(ENOMEM);
1012             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
1013             AV_WB32(data, 0x00000001);
1014             data[4] = 0x09;
1015             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1016             buf  = data;
1017             size = pkt->size+6;
1018         }
1019     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
1020         if (pkt->size < 2)
1021             return AVERROR_INVALIDDATA;
1022         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1023             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
1024             int new_size, err;
1025             if (!adts) {
1026                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC bitstream not in ADTS format "
1027                        "and extradata missing\n");
1028                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1029             }
1030             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1031             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1032                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1033             data = av_malloc(new_size);
1034             if (!data)
1035                 return AVERROR(ENOMEM);
1036             err = ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size,
1037                                              adts->pce_size);
1038             if (err < 0) {
1039                 av_free(data);
1040                 return err;
1041             }
1042             if (adts->pce_size) {
1043                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1044                 adts->pce_size = 0;
1045             }
1046             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1047             buf = data;
1048             size = new_size;
1049         }
1050     }
1051
1052     if (ts_st->payload_size && ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1053         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1054                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1055                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1056         ts_st->payload_size = 0;
1057     }
1058
1059     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO || size > ts->pes_payload_size) {
1060         av_assert0(!ts_st->payload_size);
1061         // for video and subtitle, write a single pes packet
1062         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1063         av_free(data);
1064         return 0;
1065     }
1066
1067     if (!ts_st->payload_size) {
1068         ts_st->payload_pts = pts;
1069         ts_st->payload_dts = dts;
1070         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1071     }
1072
1073     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1074     ts_st->payload_size += size;
1075
1076     av_free(data);
1077
1078     return 0;
1079 }
1080
1081 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1082 {
1083     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1084     MpegTSWriteStream *ts_st;
1085     MpegTSService *service;
1086     AVStream *st;
1087     int i;
1088
1089     /* flush current packets */
1090     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1091         st = s->streams[i];
1092         ts_st = st->priv_data;
1093         if (ts_st->payload_size > 0) {
1094             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1095                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1096                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1097         }
1098         av_freep(&ts_st->payload);
1099         av_freep(&ts_st->adts);
1100     }
1101     avio_flush(s->pb);
1102
1103     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1104         service = ts->services[i];
1105         av_freep(&service->provider_name);
1106         av_freep(&service->name);
1107         av_free(service);
1108     }
1109     av_free(ts->services);
1110
1111     return 0;
1112 }
1113
1114 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1115     .name              = "mpegts",
1116     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1117     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1118     .extensions        = "ts,m2t,m2ts,mts",
1119     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1120     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1121     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1122     .write_header      = mpegts_write_header,
1123     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1124     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1125     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1126 };