mpegts: Fix memory leaks and related crashes in mpegs_write_header()
[ffmpeg.git] / libavformat / mpegtsenc.c
1 /*
2  * MPEG2 transport stream (aka DVB) muxer
3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/bswap.h"
23 #include "libavutil/crc.h"
24 #include "libavutil/dict.h"
25 #include "libavutil/intreadwrite.h"
26 #include "libavutil/mathematics.h"
27 #include "libavutil/opt.h"
28
29 #include "libavcodec/internal.h"
30
31 #include "avformat.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "mpegts.h"
34
35 #define PCR_TIME_BASE 27000000
36
37 /* write DVB SI sections */
38
39 /*********************************************/
40 /* mpegts section writer */
41
42 typedef struct MpegTSSection {
43     int pid;
44     int cc;
45     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
46     void *opaque;
47 } MpegTSSection;
48
49 typedef struct MpegTSService {
50     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
51     int sid;           /* service ID */
52     char *name;
53     char *provider_name;
54     int pcr_pid;
55     int pcr_packet_count;
56     int pcr_packet_period;
57 } MpegTSService;
58
59 typedef struct MpegTSWrite {
60     const AVClass *av_class;
61     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
62     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
63     MpegTSService **services;
64     int sdt_packet_count;
65     int sdt_packet_period;
66     int pat_packet_count;
67     int pat_packet_period;
68     int nb_services;
69     int onid;
70     int tsid;
71     int64_t first_pcr;
72     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
73     int pes_payload_size;
74
75     int transport_stream_id;
76     int original_network_id;
77     int service_id;
78
79     int pmt_start_pid;
80     int start_pid;
81
82     int reemit_pat_pmt; // backward compatibility
83
84     int pcr_period;
85 #define MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT  0x01
86 #define MPEGTS_FLAG_AAC_LATM        0x02
87     int flags;
88 } MpegTSWrite;
89
90 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
91 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ  16
92 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
93
94 /* The section length is 12 bits. The first 2 are set to 0, the remaining
95  * 10 bits should not exceed 1021. */
96 #define SECTION_LENGTH 1020
97
98 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
99 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
100 {
101     unsigned int crc;
102     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
103     const unsigned char *buf_ptr;
104     unsigned char *q;
105     int first, b, len1, left;
106
107     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE),
108                             -1, buf, len - 4));
109
110     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
111     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
112     buf[len - 2] = (crc >>  8) & 0xff;
113     buf[len - 1] =  crc        & 0xff;
114
115     /* send each packet */
116     buf_ptr = buf;
117     while (len > 0) {
118         first = buf == buf_ptr;
119         q     = packet;
120         *q++  = 0x47;
121         b     = s->pid >> 8;
122         if (first)
123             b |= 0x40;
124         *q++  = b;
125         *q++  = s->pid;
126         s->cc = s->cc + 1 & 0xf;
127         *q++  = 0x10 | s->cc;
128         if (first)
129             *q++ = 0; /* 0 offset */
130         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
131         if (len1 > len)
132             len1 = len;
133         memcpy(q, buf_ptr, len1);
134         q += len1;
135         /* add known padding data */
136         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
137         if (left > 0)
138             memset(q, 0xff, left);
139
140         s->write_packet(s, packet);
141
142         buf_ptr += len1;
143         len     -= len1;
144     }
145 }
146
147 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
148 {
149     uint8_t *q;
150     q      = *q_ptr;
151     *q++   = val >> 8;
152     *q++   = val;
153     *q_ptr = q;
154 }
155
156 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
157                                  int version, int sec_num, int last_sec_num,
158                                  uint8_t *buf, int len)
159 {
160     uint8_t section[1024], *q;
161     unsigned int tot_len;
162     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
163     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
164
165     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
166     /* check if not too big */
167     if (tot_len > 1024)
168         return -1;
169
170     q    = section;
171     *q++ = tid;
172     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
173     put16(&q, id);
174     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
175     *q++ = sec_num;
176     *q++ = last_sec_num;
177     memcpy(q, buf, len);
178
179     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
180     return 0;
181 }
182
183 /*********************************************/
184 /* mpegts writer */
185
186 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "Libav"
187 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
188
189 /* we retransmit the SI info at this rate */
190 #define SDT_RETRANS_TIME 500
191 #define PAT_RETRANS_TIME 100
192 #define PCR_RETRANS_TIME 20
193
194 typedef struct MpegTSWriteStream {
195     struct MpegTSService *service;
196     int pid; /* stream associated pid */
197     int cc;
198     int payload_size;
199     int first_pts_check; ///< first pts check needed
200     int64_t payload_pts;
201     int64_t payload_dts;
202     int payload_flags;
203     uint8_t *payload;
204     AVFormatContext *amux;
205     AVRational user_tb;
206 } MpegTSWriteStream;
207
208 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
209 {
210     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
211     MpegTSService *service;
212     uint8_t data[SECTION_LENGTH], *q;
213     int i;
214
215     q = data;
216     for (i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
217         service = ts->services[i];
218         put16(&q, service->sid);
219         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
220     }
221     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
222                           data, q - data);
223 }
224
225 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
226 {
227     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
228     uint8_t data[SECTION_LENGTH], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
229     int val, stream_type, i;
230
231     q = data;
232     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
233
234     program_info_length_ptr = q;
235     q += 2; /* patched after */
236
237     /* put program info here */
238
239     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
240     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
241     program_info_length_ptr[1] = val;
242
243     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
244         AVStream *st = s->streams[i];
245         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
246         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL, 0);
247         switch (st->codec->codec_id) {
248         case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
249         case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
250             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
251             break;
252         case AV_CODEC_ID_MPEG4:
253             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
254             break;
255         case AV_CODEC_ID_H264:
256             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
257             break;
258         case AV_CODEC_ID_HEVC:
259             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_HEVC;
260             break;
261         case AV_CODEC_ID_CAVS:
262             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_CAVS;
263             break;
264         case AV_CODEC_ID_DIRAC:
265             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
266             break;
267         case AV_CODEC_ID_MP2:
268         case AV_CODEC_ID_MP3:
269             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
270             break;
271         case AV_CODEC_ID_AAC:
272             stream_type = (ts->flags & MPEGTS_FLAG_AAC_LATM)
273                           ? STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM
274                           : STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
275             break;
276         case AV_CODEC_ID_AAC_LATM:
277             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
278             break;
279         case AV_CODEC_ID_AC3:
280             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
281             break;
282         default:
283             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
284             break;
285         }
286         *q++ = stream_type;
287         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
288         desc_length_ptr = q;
289         q += 2; /* patched after */
290
291         /* write optional descriptors here */
292         switch (st->codec->codec_type) {
293         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
294             if (lang) {
295                 char *p;
296                 char *next = lang->value;
297                 uint8_t *len_ptr;
298
299                 *q++     = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
300                 len_ptr  = q++;
301                 *len_ptr = 0;
302
303                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
304                     next = strchr(p, ',');
305                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
306                         continue; /* not a 3-letter code */
307
308                     *q++ = *p++;
309                     *q++ = *p++;
310                     *q++ = *p++;
311
312                     if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
313                         *q++ = 0x01;
314                     else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
315                         *q++ = 0x02;
316                     else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
317                         *q++ = 0x03;
318                     else
319                         *q++ = 0; /* undefined type */
320
321                     *len_ptr += 4;
322                 }
323
324                 if (*len_ptr == 0)
325                     q -= 2; /* no language codes were written */
326             }
327             break;
328         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
329         {
330             const char *language;
331             language = lang && strlen(lang->value) == 3 ? lang->value : "eng";
332             *q++ = 0x59;
333             *q++ = 8;
334             *q++ = language[0];
335             *q++ = language[1];
336             *q++ = language[2];
337             *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
338             if (st->codec->extradata_size == 4) {
339                 memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
340                 q += 4;
341             } else {
342                 put16(&q, 1);     /* page id */
343                 put16(&q, 1);     /* ancillary page id */
344             }
345         }
346         break;
347         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
348             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
349                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
350                 *q++ = 4;
351                 *q++ = 'd';
352                 *q++ = 'r';
353                 *q++ = 'a';
354                 *q++ = 'c';
355             }
356             break;
357         }
358
359         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
360         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
361         desc_length_ptr[1] = val;
362     }
363     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
364                           data, q - data);
365 }
366
367 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
368 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
369 {
370     uint8_t *q;
371     int len;
372
373     q = *q_ptr;
374     if (!str)
375         len = 0;
376     else
377         len = strlen(str);
378     *q++ = len;
379     memcpy(q, str, len);
380     q     += len;
381     *q_ptr = q;
382 }
383
384 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
385 {
386     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
387     MpegTSService *service;
388     uint8_t data[SECTION_LENGTH], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
389     int i, running_status, free_ca_mode, val;
390
391     q = data;
392     put16(&q, ts->onid);
393     *q++ = 0xff;
394     for (i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
395         service = ts->services[i];
396         put16(&q, service->sid);
397         *q++              = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
398         desc_list_len_ptr = q;
399         q                += 2;
400         running_status    = 4; /* running */
401         free_ca_mode      = 0;
402
403         /* write only one descriptor for the service name and provider */
404         *q++         = 0x48;
405         desc_len_ptr = q;
406         q++;
407         *q++         = 0x01; /* digital television service */
408         putstr8(&q, service->provider_name);
409         putstr8(&q, service->name);
410         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
411
412         /* fill descriptor length */
413         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
414               (q - desc_list_len_ptr - 2);
415         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
416         desc_list_len_ptr[1] = val;
417     }
418     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
419                           data, q - data);
420 }
421
422 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts, int sid,
423                                          const char *provider_name,
424                                          const char *name)
425 {
426     MpegTSService *service;
427
428     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
429     if (!service)
430         return NULL;
431     service->pmt.pid       = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
432     service->sid           = sid;
433     service->pcr_pid       = 0x1fff;
434     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
435     service->name          = av_strdup(name);
436     if (!service->provider_name || !service->name) {
437         free(service->provider_name);
438         free(service->name);
439         free(service);
440         return NULL;
441     }
442     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
443     return service;
444 }
445
446 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
447 {
448     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
449     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
450 }
451
452 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
453 {
454     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
455     MpegTSWriteStream *ts_st;
456     MpegTSService *service;
457     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
458     AVDictionaryEntry *title, *provider;
459     int i, j;
460     const char *service_name;
461     const char *provider_name;
462     int *pids;
463     int ret;
464
465     if (s->max_delay < 0) /* Not set by the caller */
466         s->max_delay = 0;
467
468     // round up to a whole number of TS packets
469     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
470
471     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
472     ts->onid = ts->original_network_id;
473     /* allocate a single DVB service */
474     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
475     if (!title)
476         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
477     service_name  = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
478     provider      = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
479     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
480     service       = mpegts_add_service(ts, ts->service_id,
481                                        provider_name, service_name);
482
483     if (!service)
484         return AVERROR(ENOMEM);
485
486     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
487     service->pmt.opaque       = s;
488     service->pmt.cc           = 15;
489
490     ts->pat.pid          = PAT_PID;
491     /* Initialize at 15 so that it wraps and is equal to 0 for the
492      * first packet we write. */
493     ts->pat.cc           = 15;
494     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
495     ts->pat.opaque       = s;
496
497     ts->sdt.pid          = SDT_PID;
498     ts->sdt.cc           = 15;
499     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
500     ts->sdt.opaque       = s;
501
502     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
503     if (!pids) {
504         av_free(service);
505         return AVERROR(ENOMEM);
506     }
507
508     /* assign pids to each stream */
509     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
510         st = s->streams[i];
511
512         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
513         if (!ts_st) {
514             ret = AVERROR(ENOMEM);
515             goto fail;
516         }
517         st->priv_data = ts_st;
518
519         ts_st->user_tb = st->time_base;
520         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
521
522         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
523         if (!ts_st->payload) {
524             ret = AVERROR(ENOMEM);
525             goto fail;
526         }
527         ts_st->service = service;
528         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
529          * this range are assigned a calculated pid. */
530         if (st->id < 16) {
531             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
532         } else if (st->id < 0x1FFF) {
533             ts_st->pid = st->id;
534         } else {
535             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
536                    "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
537             ret = AVERROR(EINVAL);
538             goto fail;
539         }
540         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
541             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
542             ret = AVERROR(EINVAL);
543             goto fail;
544         }
545         for (j = 0; j < i; j++) {
546             if (pids[j] == ts_st->pid) {
547                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
548                 ret = AVERROR(EINVAL);
549                 goto fail;
550             }
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             AVStream *ast;
566             ts_st->amux = avformat_alloc_context();
567             if (!ts_st->amux) {
568                 ret = AVERROR(ENOMEM);
569                 goto fail;
570             }
571             ts_st->amux->oformat =
572                 av_guess_format((ts->flags & MPEGTS_FLAG_AAC_LATM) ? "latm" : "adts",
573                                 NULL, NULL);
574             if (!ts_st->amux->oformat) {
575                 ret = AVERROR(EINVAL);
576                 goto fail;
577             }
578             if (!(ast = avformat_new_stream(ts_st->amux, NULL))) {
579                 ret = AVERROR(ENOMEM);
580                 goto fail;
581             }
582             ret = avcodec_copy_context(ast->codec, st->codec);
583             if (ret != 0)
584                 goto fail;
585             ret = avformat_write_header(ts_st->amux, NULL);
586             if (ret < 0)
587                 goto fail;
588         }
589     }
590
591     av_free(pids);
592
593     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
594     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
595         pcr_st           = s->streams[0];
596         ts_st            = pcr_st->priv_data;
597         service->pcr_pid = ts_st->pid;
598     } else
599         ts_st = pcr_st->priv_data;
600
601     if (ts->mux_rate > 1) {
602         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * ts->pcr_period) /
603                                      (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
604         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
605                                      (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
606         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
607                                      (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
608
609         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
610     } else {
611         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
612         ts->sdt_packet_period = 200;
613         ts->pat_packet_period = 40;
614         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
615             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
616                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
617                 service->pcr_packet_period =
618                     pcr_st->codec->sample_rate / (10 * 512);
619             } else {
620                 service->pcr_packet_period =
621                     pcr_st->codec->sample_rate / (10 * pcr_st->codec->frame_size);
622             }
623         } else {
624             // max delta PCR 0.1s
625             // TODO: should be avg_frame_rate
626             service->pcr_packet_period =
627                 ts_st->user_tb.den / (10 * ts_st->user_tb.num);
628         }
629     }
630
631     // output a PCR as soon as possible
632     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
633     ts->pat_packet_count      = ts->pat_packet_period - 1;
634     ts->sdt_packet_count      = ts->sdt_packet_period - 1;
635
636     if (ts->mux_rate == 1)
637         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "muxrate VBR, ");
638     else
639         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
640     av_log(s, AV_LOG_VERBOSE,
641            "pcr every %d pkts, sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
642            service->pcr_packet_period,
643            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
644
645     avio_flush(s->pb);
646
647     return 0;
648
649 fail:
650     av_free(service);
651     av_free(pids);
652     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
653         st    = s->streams[i];
654         ts_st = st->priv_data;
655         if (ts_st) {
656             av_freep(&ts_st->payload);
657             if (ts_st->amux) {
658                 avformat_free_context(ts_st->amux);
659                 ts_st->amux = NULL;
660             }
661         }
662         av_freep(&st->priv_data);
663     }
664     return ret;
665 }
666
667 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
668 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
669 {
670     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
671     int i;
672
673     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
674         ts->sdt_packet_count = 0;
675         mpegts_write_sdt(s);
676     }
677     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
678         ts->pat_packet_count = 0;
679         mpegts_write_pat(s);
680         for (i = 0; i < ts->nb_services; i++)
681             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
682     }
683 }
684
685 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
686 {
687     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
688            ts->first_pcr;
689 }
690
691 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
692 {
693     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
694
695     *buf++ = pcr_high >> 25;
696     *buf++ = pcr_high >> 17;
697     *buf++ = pcr_high >>  9;
698     *buf++ = pcr_high >>  1;
699     *buf++ = pcr_high <<  7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
700     *buf++ = pcr_low;
701
702     return 6;
703 }
704
705 /* Write a single null transport stream packet */
706 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
707 {
708     uint8_t *q;
709     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
710
711     q    = buf;
712     *q++ = 0x47;
713     *q++ = 0x00 | 0x1f;
714     *q++ = 0xff;
715     *q++ = 0x10;
716     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
717     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
718 }
719
720 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
721 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
722 {
723     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
724     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
725     uint8_t *q;
726     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
727
728     q    = buf;
729     *q++ = 0x47;
730     *q++ = ts_st->pid >> 8;
731     *q++ = ts_st->pid;
732     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
733     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
734     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
735     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
736
737     /* PCR coded into 6 bytes */
738     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
739
740     /* stuffing bytes */
741     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
742     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
743 }
744
745 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
746 {
747     int val;
748
749     val  = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
750     *q++ = val;
751     val  = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
752     *q++ = val >> 8;
753     *q++ = val;
754     val  = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
755     *q++ = val >> 8;
756     *q++ = val;
757 }
758
759 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
760 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
761 {
762     // expect at least one flag to set
763     assert(flag);
764
765     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
766         // no AF yet, set adaptation field flag
767         pkt[3] |= 0x20;
768         // 1 byte length, no flags
769         pkt[4] = 1;
770         pkt[5] = 0;
771     }
772     pkt[5] |= flag;
773 }
774
775 /* Extend the adaptation field by size bytes */
776 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
777 {
778     // expect already existing adaptation field
779     assert(pkt[3] & 0x20);
780     pkt[4] += size;
781 }
782
783 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
784 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
785 {
786     if (pkt[3] & 0x20)
787         return pkt + 5 + pkt[4];
788     else
789         return pkt + 4;
790 }
791
792 /* Add a PES header to the front of the payload, and segment into an integer
793  * number of TS packets. The final TS packet is padded using an oversized
794  * adaptation header to exactly fill the last TS packet.
795  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload. */
796 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
797                              const uint8_t *payload, int payload_size,
798                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
799 {
800     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
801     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
802     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
803     uint8_t *q;
804     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
805     int afc_len, stuffing_len;
806     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
807     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
808
809     is_start = 1;
810     while (payload_size > 0) {
811         retransmit_si_info(s);
812
813         write_pcr = 0;
814         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
815             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
816                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
817             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
818                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
819                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
820                 write_pcr = 1;
821             }
822         }
823
824         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
825             (dts - get_pcr(ts, s->pb) / 300) > delay) {
826             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
827             if (write_pcr)
828                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
829             else
830                 mpegts_insert_null_packet(s);
831             /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
832             continue;
833         }
834
835         /* prepare packet header */
836         q    = buf;
837         *q++ = 0x47;
838         val  = ts_st->pid >> 8;
839         if (is_start)
840             val |= 0x40;
841         *q++      = val;
842         *q++      = ts_st->pid;
843         ts_st->cc = ts_st->cc + 1 & 0xf;
844         *q++      = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
845         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
846             // set Random Access for key frames
847             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
848                 write_pcr = 1;
849             set_af_flag(buf, 0x40);
850             q = get_ts_payload_start(buf);
851         }
852         if (write_pcr) {
853             set_af_flag(buf, 0x10);
854             q = get_ts_payload_start(buf);
855             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
856             if (ts->mux_rate > 1)
857                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
858             else
859                 pcr = (dts - delay) * 300;
860             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
861                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
862             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
863             q = get_ts_payload_start(buf);
864         }
865         if (is_start) {
866             int pes_extension = 0;
867             /* write PES header */
868             *q++ = 0x00;
869             *q++ = 0x00;
870             *q++ = 0x01;
871             private_code = 0;
872             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
873                 if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC)
874                     *q++ = 0xfd;
875                 else
876                     *q++ = 0xe0;
877             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
878                        (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MP2 ||
879                         st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MP3 ||
880                         st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC)) {
881                 *q++ = 0xc0;
882             } else {
883                 *q++ = 0xbd;
884                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
885                     private_code = 0x20;
886             }
887             header_len = 0;
888             flags      = 0;
889             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
890                 header_len += 5;
891                 flags      |= 0x80;
892             }
893             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
894                 header_len += 5;
895                 flags      |= 0x40;
896             }
897             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
898                 st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
899                 /* set PES_extension_flag */
900                 pes_extension = 1;
901                 flags        |= 0x01;
902
903                 /* One byte for PES2 extension flag +
904                  * one byte for extension length +
905                  * one byte for extension id */
906                 header_len += 3;
907             }
908             len = payload_size + header_len + 3;
909             if (private_code != 0)
910                 len++;
911             if (len > 0xffff)
912                 len = 0;
913             *q++ = len >> 8;
914             *q++ = len;
915             val  = 0x80;
916             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
917             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
918                 val |= 0x04;
919             *q++ = val;
920             *q++ = flags;
921             *q++ = header_len;
922             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
923                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
924                 q += 5;
925             }
926             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
927                 write_pts(q, 1, dts);
928                 q += 5;
929             }
930             if (pes_extension && st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
931                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
932                 *q++  = flags;
933                 *q++  = 0x80 | 0x01; /* marker bit + extension length */
934                 /* Set the stream ID extension flag bit to 0 and
935                  * write the extended stream ID. */
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,
991                "resend_headers option is deprecated, use -mpegts_flags resend_headers\n");
992         ts->reemit_pat_pmt = 0;
993         ts->flags         |= MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT;
994     }
995
996     if (ts->flags & MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT) {
997         ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period - 1;
998         ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period - 1;
999         ts->flags           &= ~MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT;
1000     }
1001
1002     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
1003         pts = pkt->pts + delay;
1004     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
1005         dts = pkt->dts + delay;
1006
1007     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
1008         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
1009         return AVERROR(EINVAL);
1010     }
1011     ts_st->first_pts_check = 0;
1012
1013     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1014         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p + size;
1015         uint32_t state = -1;
1016
1017         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
1018             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
1019                    "no startcode found, use -bsf h264_mp4toannexb\n");
1020             return AVERROR(EINVAL);
1021         }
1022
1023         do {
1024             p = avpriv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1025             av_dlog(s, "nal %d\n", state & 0x1f);
1026         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
1027                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
1028
1029         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
1030             data = av_malloc(pkt->size + 6);
1031             if (!data)
1032                 return AVERROR(ENOMEM);
1033             memcpy(data + 6, pkt->data, pkt->size);
1034             AV_WB32(data, 0x00000001);
1035             data[4] = 0x09;
1036             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1037             buf     = data;
1038             size    = pkt->size + 6;
1039         }
1040     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC) {
1041         if (pkt->size < 2) {
1042             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC packet too short\n");
1043             return AVERROR(EINVAL);
1044         }
1045         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1046             int ret;
1047             AVPacket pkt2;
1048
1049             if (!ts_st->amux) {
1050                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC bitstream not in ADTS format "
1051                                         "and extradata missing\n");
1052                 return AVERROR(EINVAL);
1053             }
1054
1055             av_init_packet(&pkt2);
1056             pkt2.data = pkt->data;
1057             pkt2.size = pkt->size;
1058
1059             ret = avio_open_dyn_buf(&ts_st->amux->pb);
1060             if (ret < 0)
1061                 return AVERROR(ENOMEM);
1062
1063             ret = av_write_frame(ts_st->amux, &pkt2);
1064             if (ret < 0) {
1065                 avio_close_dyn_buf(ts_st->amux->pb, &data);
1066                 ts_st->amux->pb = NULL;
1067                 av_free(data);
1068                 return ret;
1069             }
1070             size            = avio_close_dyn_buf(ts_st->amux->pb, &data);
1071             ts_st->amux->pb = NULL;
1072             buf             = data;
1073         }
1074     }
1075
1076     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
1077         // for video and subtitle, write a single pes packet
1078         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts,
1079                          pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1080         av_free(data);
1081         return 0;
1082     }
1083
1084     if (ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1085         if (ts_st->payload_size) {
1086             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1087                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1088                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1089             ts_st->payload_size = 0;
1090         }
1091         if (size > ts->pes_payload_size) {
1092             mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts,
1093                              pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1094             av_free(data);
1095             return 0;
1096         }
1097     }
1098
1099     if (!ts_st->payload_size) {
1100         ts_st->payload_pts   = pts;
1101         ts_st->payload_dts   = dts;
1102         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1103     }
1104
1105     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1106     ts_st->payload_size += size;
1107
1108     av_free(data);
1109
1110     return 0;
1111 }
1112
1113 static void mpegts_write_flush(AVFormatContext *s)
1114 {
1115     int i;
1116
1117     /* flush current packets */
1118     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1119         AVStream *st = s->streams[i];
1120         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1121         if (ts_st->payload_size > 0) {
1122             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1123                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1124                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1125             ts_st->payload_size = 0;
1126         }
1127     }
1128     avio_flush(s->pb);
1129 }
1130
1131 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
1132 {
1133     if (!pkt) {
1134         mpegts_write_flush(s);
1135         return 1;
1136     } else {
1137         return mpegts_write_packet_internal(s, pkt);
1138     }
1139 }
1140
1141 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1142 {
1143     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1144     MpegTSService *service;
1145     int i;
1146
1147     mpegts_write_flush(s);
1148
1149     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1150         AVStream *st = s->streams[i];
1151         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1152         av_freep(&ts_st->payload);
1153         if (ts_st->amux) {
1154             avformat_free_context(ts_st->amux);
1155             ts_st->amux = NULL;
1156         }
1157     }
1158
1159     for (i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1160         service = ts->services[i];
1161         av_freep(&service->provider_name);
1162         av_freep(&service->name);
1163         av_free(service);
1164     }
1165     av_free(ts->services);
1166
1167     return 0;
1168 }
1169
1170 static const AVOption options[] = {
1171     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
1172       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT,
1173       { .i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1174     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
1175       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT,
1176       { .i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1177     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
1178       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT,
1179       { .i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1180     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
1181       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT,
1182       { .i64 = 0x1000 }, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1183     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
1184       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT,
1185       { .i64 = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1186     { "muxrate", NULL,
1187       offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT,
1188       { .i64 = 1 }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1189     { "pes_payload_size", "Minimum PES packet payload in bytes",
1190       offsetof(MpegTSWrite, pes_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT,
1191       { .i64 = DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1192     { "mpegts_flags", "MPEG-TS muxing flags",
1193       offsetof(MpegTSWrite, flags), AV_OPT_TYPE_FLAGS, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX,
1194       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags" },
1195     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
1196       0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT }, 0, INT_MAX,
1197       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags" },
1198     { "latm", "Use LATM packetization for AAC",
1199       0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = MPEGTS_FLAG_AAC_LATM }, 0, INT_MAX,
1200       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags" },
1201     // backward compatibility
1202     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
1203       offsetof(MpegTSWrite, reemit_pat_pmt), AV_OPT_TYPE_INT,
1204       { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1205     { "pcr_period", "PCR retransmission time",
1206       offsetof(MpegTSWrite, pcr_period), AV_OPT_TYPE_INT,
1207       { .i64 = PCR_RETRANS_TIME }, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
1208     { NULL },
1209 };
1210
1211 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
1212     .class_name = "MPEGTS muxer",
1213     .item_name  = av_default_item_name,
1214     .option     = options,
1215     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1216 };
1217
1218 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1219     .name           = "mpegts",
1220     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-TS (MPEG-2 Transport Stream)"),
1221     .mime_type      = "video/x-mpegts",
1222     .extensions     = "ts,m2t",
1223     .priv_data_size = sizeof(MpegTSWrite),
1224     .audio_codec    = AV_CODEC_ID_MP2,
1225     .video_codec    = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1226     .write_header   = mpegts_write_header,
1227     .write_packet   = mpegts_write_packet,
1228     .write_trailer  = mpegts_write_end,
1229     .flags          = AVFMT_ALLOW_FLUSH,
1230     .priv_class     = &mpegts_muxer_class,
1231 };