libavformat: Set the default for the max_delay option to -1
[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/mathematics.h"
26 #include "libavutil/opt.h"
27 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
28 #include "avformat.h"
29 #include "internal.h"
30 #include "mpegts.h"
31 #include "adts.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;
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 }, 0x1000, 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     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
99     { "pes_payload_size", "Minimum PES packet payload in bytes",
100       offsetof(MpegTSWrite, pes_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT, {DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
101     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
102       offsetof(MpegTSWrite, reemit_pat_pmt), AV_OPT_TYPE_INT, {0}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
103     { NULL },
104 };
105
106 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
107     .class_name     = "MPEGTS muxer",
108     .item_name      = av_default_item_name,
109     .option         = options,
110     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
111 };
112
113 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
114 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
115 {
116     unsigned int crc;
117     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
118     const unsigned char *buf_ptr;
119     unsigned char *q;
120     int first, b, len1, left;
121
122     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
123     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
124     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
125     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
126     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
127
128     /* send each packet */
129     buf_ptr = buf;
130     while (len > 0) {
131         first = (buf == buf_ptr);
132         q = packet;
133         *q++ = 0x47;
134         b = (s->pid >> 8);
135         if (first)
136             b |= 0x40;
137         *q++ = b;
138         *q++ = s->pid;
139         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
140         *q++ = 0x10 | s->cc;
141         if (first)
142             *q++ = 0; /* 0 offset */
143         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
144         if (len1 > len)
145             len1 = len;
146         memcpy(q, buf_ptr, len1);
147         q += len1;
148         /* add known padding data */
149         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
150         if (left > 0)
151             memset(q, 0xff, left);
152
153         s->write_packet(s, packet);
154
155         buf_ptr += len1;
156         len -= len1;
157     }
158 }
159
160 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
161 {
162     uint8_t *q;
163     q = *q_ptr;
164     *q++ = val >> 8;
165     *q++ = val;
166     *q_ptr = q;
167 }
168
169 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
170                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
171                           uint8_t *buf, int len)
172 {
173     uint8_t section[1024], *q;
174     unsigned int tot_len;
175     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
176     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
177
178     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
179     /* check if not too big */
180     if (tot_len > 1024)
181         return -1;
182
183     q = section;
184     *q++ = tid;
185     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
186     put16(&q, id);
187     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
188     *q++ = sec_num;
189     *q++ = last_sec_num;
190     memcpy(q, buf, len);
191
192     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
193     return 0;
194 }
195
196 /*********************************************/
197 /* mpegts writer */
198
199 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "Libav"
200 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
201
202 /* we retransmit the SI info at this rate */
203 #define SDT_RETRANS_TIME 500
204 #define PAT_RETRANS_TIME 100
205 #define PCR_RETRANS_TIME 20
206
207 typedef struct MpegTSWriteStream {
208     struct MpegTSService *service;
209     int pid; /* stream associated pid */
210     int cc;
211     int payload_size;
212     int first_pts_check; ///< first pts check needed
213     int64_t payload_pts;
214     int64_t payload_dts;
215     int payload_flags;
216     uint8_t *payload;
217     ADTSContext *adts;
218 } MpegTSWriteStream;
219
220 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
221 {
222     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
223     MpegTSService *service;
224     uint8_t data[1012], *q;
225     int i;
226
227     q = data;
228     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
229         service = ts->services[i];
230         put16(&q, service->sid);
231         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
232     }
233     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
234                           data, q - data);
235 }
236
237 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
238 {
239     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
240     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
241     int val, stream_type, i;
242
243     q = data;
244     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
245
246     program_info_length_ptr = q;
247     q += 2; /* patched after */
248
249     /* put program info here */
250
251     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
252     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
253     program_info_length_ptr[1] = val;
254
255     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
256         AVStream *st = s->streams[i];
257         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
258         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
259         switch(st->codec->codec_id) {
260         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
261         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
262             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
263             break;
264         case CODEC_ID_MPEG4:
265             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
266             break;
267         case CODEC_ID_H264:
268             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
269             break;
270         case CODEC_ID_DIRAC:
271             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
272             break;
273         case CODEC_ID_MP2:
274         case CODEC_ID_MP3:
275             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
276             break;
277         case CODEC_ID_AAC:
278             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
279             break;
280         case CODEC_ID_AAC_LATM:
281             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
282             break;
283         case CODEC_ID_AC3:
284             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
285             break;
286         default:
287             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
288             break;
289         }
290         *q++ = stream_type;
291         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
292         desc_length_ptr = q;
293         q += 2; /* patched after */
294
295         /* write optional descriptors here */
296         switch(st->codec->codec_type) {
297         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
298             if (lang) {
299                 char *p;
300                 char *next = lang->value;
301                 uint8_t *len_ptr;
302
303                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
304                 len_ptr = q++;
305                 *len_ptr = 0;
306
307                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
308                     next = strchr(p, ',');
309                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
310                         continue; /* not a 3-letter code */
311
312                     *q++ = *p++;
313                     *q++ = *p++;
314                     *q++ = *p++;
315
316                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
317                     *q++ = 0x01;
318                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
319                     *q++ = 0x02;
320                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
321                     *q++ = 0x03;
322                 else
323                     *q++ = 0; /* undefined type */
324
325                     *len_ptr += 4;
326                 }
327
328                 if (*len_ptr == 0)
329                     q -= 2; /* no language codes were written */
330             }
331             break;
332         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
333             {
334                 const char *language;
335                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
336                 *q++ = 0x59;
337                 *q++ = 8;
338                 *q++ = language[0];
339                 *q++ = language[1];
340                 *q++ = language[2];
341                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
342                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
343                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
344                     q += 4;
345                 } else {
346                     put16(&q, 1); /* page id */
347                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
348                 }
349             }
350             break;
351         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
352             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
353                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
354                 *q++ = 4;
355                 *q++ = 'd';
356                 *q++ = 'r';
357                 *q++ = 'a';
358                 *q++ = 'c';
359             }
360             break;
361         }
362
363         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
364         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
365         desc_length_ptr[1] = val;
366     }
367     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
368                           data, q - data);
369 }
370
371 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
372 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
373 {
374     uint8_t *q;
375     int len;
376
377     q = *q_ptr;
378     if (!str)
379         len = 0;
380     else
381         len = strlen(str);
382     *q++ = len;
383     memcpy(q, str, len);
384     q += len;
385     *q_ptr = q;
386 }
387
388 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
389 {
390     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
391     MpegTSService *service;
392     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
393     int i, running_status, free_ca_mode, val;
394
395     q = data;
396     put16(&q, ts->onid);
397     *q++ = 0xff;
398     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
399         service = ts->services[i];
400         put16(&q, service->sid);
401         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
402         desc_list_len_ptr = q;
403         q += 2;
404         running_status = 4; /* running */
405         free_ca_mode = 0;
406
407         /* write only one descriptor for the service name and provider */
408         *q++ = 0x48;
409         desc_len_ptr = q;
410         q++;
411         *q++ = 0x01; /* digital television service */
412         putstr8(&q, service->provider_name);
413         putstr8(&q, service->name);
414         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
415
416         /* fill descriptor length */
417         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
418             (q - desc_list_len_ptr - 2);
419         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
420         desc_list_len_ptr[1] = val;
421     }
422     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
423                           data, q - data);
424 }
425
426 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
427                                          int sid,
428                                          const char *provider_name,
429                                          const char *name)
430 {
431     MpegTSService *service;
432
433     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
434     if (!service)
435         return NULL;
436     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
437     service->sid = sid;
438     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
439     service->name = av_strdup(name);
440     service->pcr_pid = 0x1fff;
441     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
442     return service;
443 }
444
445 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
446 {
447     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
448     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
449 }
450
451 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
452 {
453     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
454     MpegTSWriteStream *ts_st;
455     MpegTSService *service;
456     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
457     AVDictionaryEntry *title, *provider;
458     int i, j;
459     const char *service_name;
460     const char *provider_name;
461     int *pids;
462
463     if (s->max_delay < 0) /* Not set by the caller */
464         s->max_delay = 0;
465
466     // round up to a whole number of TS packets
467     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
468
469     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
470     ts->onid = ts->original_network_id;
471     /* allocate a single DVB service */
472     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
473     if (!title)
474         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
475     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
476     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
477     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
478     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
479     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
480     service->pmt.opaque = s;
481     service->pmt.cc = 15;
482
483     ts->pat.pid = PAT_PID;
484     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
485     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
486     ts->pat.opaque = s;
487
488     ts->sdt.pid = SDT_PID;
489     ts->sdt.cc = 15;
490     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
491     ts->sdt.opaque = s;
492
493     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
494     if (!pids)
495         return AVERROR(ENOMEM);
496
497     /* assign pids to each stream */
498     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
499         st = s->streams[i];
500         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
501         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
502         if (!ts_st)
503             goto fail;
504         st->priv_data = ts_st;
505         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
506         if (!ts_st->payload)
507             goto fail;
508         ts_st->service = service;
509         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
510          * this range are assigned a calculated pid. */
511         if (st->id < 16) {
512             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
513         } else if (st->id < 0x1FFF) {
514             ts_st->pid = st->id;
515         } else {
516             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
517             goto fail;
518         }
519         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
520             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
521             goto fail;
522         }
523         for (j = 0; j < i; j++)
524             if (pids[j] == ts_st->pid) {
525                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
526                 goto fail;
527             }
528         pids[i] = ts_st->pid;
529         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
530         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
531         ts_st->first_pts_check = 1;
532         ts_st->cc = 15;
533         /* update PCR pid by using the first video stream */
534         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
535             service->pcr_pid == 0x1fff) {
536             service->pcr_pid = ts_st->pid;
537             pcr_st = st;
538         }
539         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
540             st->codec->extradata_size > 0) {
541             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
542             if (!ts_st->adts)
543                 goto fail;
544             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
545                                          st->codec->extradata_size) < 0)
546                 goto fail;
547         }
548     }
549
550     av_free(pids);
551
552     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
553     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
554         pcr_st = s->streams[0];
555         ts_st = pcr_st->priv_data;
556         service->pcr_pid = ts_st->pid;
557     }
558
559     if (ts->mux_rate > 1) {
560         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
561             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
562         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
563             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
564         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
565             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
566
567         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
568     } else {
569         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
570         ts->sdt_packet_period = 200;
571         ts->pat_packet_period = 40;
572         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
573             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
574                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
575                 service->pcr_packet_period =
576                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
577             } else {
578                 service->pcr_packet_period =
579                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
580             }
581         } else {
582             // max delta PCR 0.1s
583             service->pcr_packet_period =
584                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
585         }
586     }
587
588     // output a PCR as soon as possible
589     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
590     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
591     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
592
593     if (ts->mux_rate == 1)
594         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
595     else
596         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
597     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
598            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
599            service->pcr_packet_period,
600            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
601
602     avio_flush(s->pb);
603
604     return 0;
605
606  fail:
607     av_free(pids);
608     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
609         MpegTSWriteStream *ts_st;
610         st = s->streams[i];
611         ts_st = st->priv_data;
612         if (ts_st) {
613             av_freep(&ts_st->payload);
614             av_freep(&ts_st->adts);
615         }
616         av_freep(&st->priv_data);
617     }
618     return -1;
619 }
620
621 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
622 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
623 {
624     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
625     int i;
626
627     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
628         ts->sdt_packet_count = 0;
629         mpegts_write_sdt(s);
630     }
631     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
632         ts->pat_packet_count = 0;
633         mpegts_write_pat(s);
634         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
635             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
636         }
637     }
638 }
639
640 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
641 {
642     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
643            ts->first_pcr;
644 }
645
646 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
647 {
648     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
649
650     *buf++ = pcr_high >> 25;
651     *buf++ = pcr_high >> 17;
652     *buf++ = pcr_high >> 9;
653     *buf++ = pcr_high >> 1;
654     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
655     *buf++ = pcr_low;
656
657     return 6;
658 }
659
660 /* Write a single null transport stream packet */
661 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
662 {
663     uint8_t *q;
664     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
665
666     q = buf;
667     *q++ = 0x47;
668     *q++ = 0x00 | 0x1f;
669     *q++ = 0xff;
670     *q++ = 0x10;
671     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
672     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
673 }
674
675 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
676 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
677 {
678     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
679     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
680     uint8_t *q;
681     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
682
683     q = buf;
684     *q++ = 0x47;
685     *q++ = ts_st->pid >> 8;
686     *q++ = ts_st->pid;
687     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
688     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
689     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
690     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
691
692     /* PCR coded into 6 bytes */
693     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
694
695     /* stuffing bytes */
696     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
697     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
698 }
699
700 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
701 {
702     int val;
703
704     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
705     *q++ = val;
706     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
707     *q++ = val >> 8;
708     *q++ = val;
709     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
710     *q++ = val >> 8;
711     *q++ = val;
712 }
713
714 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
715 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
716 {
717     // expect at least one flag to set
718     assert(flag);
719
720     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
721         // no AF yet, set adaptation field flag
722         pkt[3] |= 0x20;
723         // 1 byte length, no flags
724         pkt[4] = 1;
725         pkt[5] = 0;
726     }
727     pkt[5] |= flag;
728 }
729
730 /* Extend the adaptation field by size bytes */
731 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
732 {
733     // expect already existing adaptation field
734     assert(pkt[3] & 0x20);
735     pkt[4] += size;
736 }
737
738 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
739 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
740 {
741     if (pkt[3] & 0x20)
742         return pkt + 5 + pkt[4];
743     else
744         return pkt + 4;
745 }
746
747 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
748  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
749  * to exactly fill the last ts packet.
750  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
751  */
752 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
753                              const uint8_t *payload, int payload_size,
754                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
755 {
756     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
757     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
758     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
759     uint8_t *q;
760     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
761     int afc_len, stuffing_len;
762     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
763     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
764
765     is_start = 1;
766     while (payload_size > 0) {
767         retransmit_si_info(s);
768
769         write_pcr = 0;
770         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
771             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
772                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
773             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
774                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
775                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
776                 write_pcr = 1;
777             }
778         }
779
780         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
781             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
782             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
783             if (write_pcr)
784                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
785             else
786                 mpegts_insert_null_packet(s);
787             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
788         }
789
790         /* prepare packet header */
791         q = buf;
792         *q++ = 0x47;
793         val = (ts_st->pid >> 8);
794         if (is_start)
795             val |= 0x40;
796         *q++ = val;
797         *q++ = ts_st->pid;
798         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
799         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
800         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
801             // set Random Access for key frames
802             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
803                 write_pcr = 1;
804             set_af_flag(buf, 0x40);
805             q = get_ts_payload_start(buf);
806         }
807         if (write_pcr) {
808             set_af_flag(buf, 0x10);
809             q = get_ts_payload_start(buf);
810             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
811             if (ts->mux_rate > 1)
812                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
813             else
814                 pcr = (dts - delay)*300;
815             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
816                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
817             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
818             q = get_ts_payload_start(buf);
819         }
820         if (is_start) {
821             int pes_extension = 0;
822             /* write PES header */
823             *q++ = 0x00;
824             *q++ = 0x00;
825             *q++ = 0x01;
826             private_code = 0;
827             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
828                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
829                     *q++ = 0xfd;
830                 } else
831                     *q++ = 0xe0;
832             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
833                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
834                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
835                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
836                 *q++ = 0xc0;
837             } else {
838                 *q++ = 0xbd;
839                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
840                     private_code = 0x20;
841                 }
842             }
843             header_len = 0;
844             flags = 0;
845             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
846                 header_len += 5;
847                 flags |= 0x80;
848             }
849             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
850                 header_len += 5;
851                 flags |= 0x40;
852             }
853             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
854                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
855                 /* set PES_extension_flag */
856                 pes_extension = 1;
857                 flags |= 0x01;
858
859                 /*
860                 * One byte for PES2 extension flag +
861                 * one byte for extension length +
862                 * one byte for extension id
863                 */
864                 header_len += 3;
865             }
866             len = payload_size + header_len + 3;
867             if (private_code != 0)
868                 len++;
869             if (len > 0xffff)
870                 len = 0;
871             *q++ = len >> 8;
872             *q++ = len;
873             val = 0x80;
874             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
875             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
876                 val |= 0x04;
877             *q++ = val;
878             *q++ = flags;
879             *q++ = header_len;
880             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
881                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
882                 q += 5;
883             }
884             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
885                 write_pts(q, 1, dts);
886                 q += 5;
887             }
888             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
889                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
890                 *q++ = flags;
891                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
892                 /*
893                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
894                 * write the extended stream id
895                 */
896                 *q++ = 0x00 | 0x60;
897             }
898             if (private_code != 0)
899                 *q++ = private_code;
900             is_start = 0;
901         }
902         /* header size */
903         header_len = q - buf;
904         /* data len */
905         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
906         if (len > payload_size)
907             len = payload_size;
908         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
909         if (stuffing_len > 0) {
910             /* add stuffing with AFC */
911             if (buf[3] & 0x20) {
912                 /* stuffing already present: increase its size */
913                 afc_len = buf[4] + 1;
914                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
915                         buf + 4 + afc_len,
916                         header_len - (4 + afc_len));
917                 buf[4] += stuffing_len;
918                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
919             } else {
920                 /* add stuffing */
921                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
922                 buf[3] |= 0x20;
923                 buf[4] = stuffing_len - 1;
924                 if (stuffing_len >= 2) {
925                     buf[5] = 0x00;
926                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
927                 }
928             }
929         }
930         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
931         payload += len;
932         payload_size -= len;
933         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
934     }
935     avio_flush(s->pb);
936 }
937
938 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
939 {
940     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
941     int size = pkt->size;
942     uint8_t *buf= pkt->data;
943     uint8_t *data= NULL;
944     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
945     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
946     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
947     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
948
949     if (ts->reemit_pat_pmt) {
950         ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period - 1;
951         ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period - 1;
952         ts->reemit_pat_pmt = 0;
953     }
954
955     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
956         pts = pkt->pts + delay;
957     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
958         dts = pkt->dts + delay;
959
960     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
961         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
962         return -1;
963     }
964     ts_st->first_pts_check = 0;
965
966     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
967         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
968         uint32_t state = -1;
969
970         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
971             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
972                    "no startcode found, use -bsf h264_mp4toannexb\n");
973             return -1;
974         }
975
976         do {
977             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
978             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
979         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
980                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
981
982         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
983             data = av_malloc(pkt->size+6);
984             if (!data)
985                 return -1;
986             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
987             AV_WB32(data, 0x00000001);
988             data[4] = 0x09;
989             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
990             buf  = data;
991             size = pkt->size+6;
992         }
993     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
994         if (pkt->size < 2)
995             return -1;
996         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
997             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
998             int new_size, err;
999             if (!adts) {
1000                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
1001                        "and extradata missing\n");
1002                 return -1;
1003             }
1004             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1005             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1006                 return -1;
1007             data = av_malloc(new_size);
1008             if (!data)
1009                 return AVERROR(ENOMEM);
1010             err = ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size,
1011                                              adts->pce_size);
1012             if (err < 0) {
1013                 av_free(data);
1014                 return err;
1015             }
1016             if (adts->pce_size) {
1017                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1018                 adts->pce_size = 0;
1019             }
1020             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1021             buf = data;
1022             size = new_size;
1023         }
1024     }
1025
1026     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
1027         // for video and subtitle, write a single pes packet
1028         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1029         av_free(data);
1030         return 0;
1031     }
1032
1033     if (ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1034         if (ts_st->payload_size) {
1035             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1036                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1037                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1038             ts_st->payload_size = 0;
1039         }
1040         if (size > ts->pes_payload_size) {
1041             mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts,
1042                              pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1043             av_free(data);
1044             return 0;
1045         }
1046     }
1047
1048     if (!ts_st->payload_size) {
1049         ts_st->payload_pts = pts;
1050         ts_st->payload_dts = dts;
1051         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1052     }
1053
1054     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1055     ts_st->payload_size += size;
1056
1057     av_free(data);
1058
1059     return 0;
1060 }
1061
1062 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1063 {
1064     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1065     MpegTSWriteStream *ts_st;
1066     MpegTSService *service;
1067     AVStream *st;
1068     int i;
1069
1070     /* flush current packets */
1071     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1072         st = s->streams[i];
1073         ts_st = st->priv_data;
1074         if (ts_st->payload_size > 0) {
1075             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1076                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1077                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1078         }
1079         av_freep(&ts_st->payload);
1080         av_freep(&ts_st->adts);
1081     }
1082     avio_flush(s->pb);
1083
1084     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1085         service = ts->services[i];
1086         av_freep(&service->provider_name);
1087         av_freep(&service->name);
1088         av_free(service);
1089     }
1090     av_free(ts->services);
1091
1092     return 0;
1093 }
1094
1095 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1096     .name              = "mpegts",
1097     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1098     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1099     .extensions        = "ts,m2t",
1100     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1101     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1102     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1103     .write_header      = mpegts_write_header,
1104     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1105     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1106     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1107 };