Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[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 -1;
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     int64_t payload_pts;
215     int64_t payload_dts;
216     int payload_flags;
217     uint8_t *payload;
218     ADTSContext *adts;
219 } MpegTSWriteStream;
220
221 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
222 {
223     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
224     MpegTSService *service;
225     uint8_t data[1012], *q;
226     int i;
227
228     q = data;
229     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
230         service = ts->services[i];
231         put16(&q, service->sid);
232         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
233     }
234     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
235                           data, q - data);
236 }
237
238 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
239 {
240     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
241     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
242     int val, stream_type, i;
243
244     q = data;
245     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
246
247     program_info_length_ptr = q;
248     q += 2; /* patched after */
249
250     /* put program info here */
251
252     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
253     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
254     program_info_length_ptr[1] = val;
255
256     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
257         AVStream *st = s->streams[i];
258         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
259         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
260         switch(st->codec->codec_id) {
261         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
262         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
263             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
264             break;
265         case CODEC_ID_MPEG4:
266             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
267             break;
268         case CODEC_ID_H264:
269             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
270             break;
271         case CODEC_ID_DIRAC:
272             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
273             break;
274         case CODEC_ID_MP2:
275         case CODEC_ID_MP3:
276             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
277             break;
278         case CODEC_ID_AAC:
279             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
280             break;
281         case CODEC_ID_AAC_LATM:
282             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
283             break;
284         case CODEC_ID_AC3:
285             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
286             break;
287         default:
288             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
289             break;
290         }
291         *q++ = stream_type;
292         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
293         desc_length_ptr = q;
294         q += 2; /* patched after */
295
296         /* write optional descriptors here */
297         switch(st->codec->codec_type) {
298         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
299             if(st->codec->codec_id==CODEC_ID_EAC3){
300                 *q++=0x7a; // EAC3 descriptor see A038 DVB SI
301                 *q++=1; // 1 byte, all flags sets to 0
302                 *q++=0; // omit all fields...
303             }
304
305             if (lang) {
306                 char *p;
307                 char *next = lang->value;
308                 uint8_t *len_ptr;
309
310                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
311                 len_ptr = q++;
312                 *len_ptr = 0;
313
314                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
315                     next = strchr(p, ',');
316                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
317                         continue; /* not a 3-letter code */
318
319                     *q++ = *p++;
320                     *q++ = *p++;
321                     *q++ = *p++;
322
323                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
324                     *q++ = 0x01;
325                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
326                     *q++ = 0x02;
327                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
328                     *q++ = 0x03;
329                 else
330                     *q++ = 0; /* undefined type */
331
332                     *len_ptr += 4;
333                 }
334
335                 if (*len_ptr == 0)
336                     q -= 2; /* no language codes were written */
337             }
338             break;
339         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
340             {
341                 const char *language;
342                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
343                 *q++ = 0x59;
344                 *q++ = 8;
345                 *q++ = language[0];
346                 *q++ = language[1];
347                 *q++ = language[2];
348                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
349                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
350                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
351                     q += 4;
352                 } else {
353                     put16(&q, 1); /* page id */
354                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
355                 }
356             }
357             break;
358         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
359             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
360                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
361                 *q++ = 4;
362                 *q++ = 'd';
363                 *q++ = 'r';
364                 *q++ = 'a';
365                 *q++ = 'c';
366             }
367             break;
368         }
369
370         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
371         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
372         desc_length_ptr[1] = val;
373     }
374     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
375                           data, q - data);
376 }
377
378 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
379 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
380 {
381     uint8_t *q;
382     int len;
383
384     q = *q_ptr;
385     if (!str)
386         len = 0;
387     else
388         len = strlen(str);
389     *q++ = len;
390     memcpy(q, str, len);
391     q += len;
392     *q_ptr = q;
393 }
394
395 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
396 {
397     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
398     MpegTSService *service;
399     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
400     int i, running_status, free_ca_mode, val;
401
402     q = data;
403     put16(&q, ts->onid);
404     *q++ = 0xff;
405     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
406         service = ts->services[i];
407         put16(&q, service->sid);
408         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
409         desc_list_len_ptr = q;
410         q += 2;
411         running_status = 4; /* running */
412         free_ca_mode = 0;
413
414         /* write only one descriptor for the service name and provider */
415         *q++ = 0x48;
416         desc_len_ptr = q;
417         q++;
418         *q++ = 0x01; /* digital television service */
419         putstr8(&q, service->provider_name);
420         putstr8(&q, service->name);
421         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
422
423         /* fill descriptor length */
424         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
425             (q - desc_list_len_ptr - 2);
426         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
427         desc_list_len_ptr[1] = val;
428     }
429     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
430                           data, q - data);
431 }
432
433 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
434                                          int sid,
435                                          const char *provider_name,
436                                          const char *name)
437 {
438     MpegTSService *service;
439
440     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
441     if (!service)
442         return NULL;
443     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
444     service->sid = sid;
445     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
446     service->name = av_strdup(name);
447     service->pcr_pid = 0x1fff;
448     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
449     return service;
450 }
451
452 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
453 {
454     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
455            ts->first_pcr;
456 }
457
458 static void mpegts_prefix_m2ts_header(AVFormatContext *s)
459 {
460     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
461     if (ts->m2ts_mode) {
462         int64_t pcr = get_pcr(s->priv_data, s->pb);
463         uint32_t tp_extra_header = pcr % 0x3fffffff;
464         tp_extra_header = AV_RB32(&tp_extra_header);
465         avio_write(s->pb, (unsigned char *) &tp_extra_header,
466                 sizeof(tp_extra_header));
467     }
468 }
469
470 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
471 {
472     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
473     mpegts_prefix_m2ts_header(ctx);
474     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
475 }
476
477 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
478 {
479     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
480     MpegTSWriteStream *ts_st;
481     MpegTSService *service;
482     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
483     AVDictionaryEntry *title, *provider;
484     int i, j;
485     const char *service_name;
486     const char *provider_name;
487     int *pids;
488
489     // round up to a whole number of TS packets
490     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
491
492     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
493     ts->onid = ts->original_network_id;
494     /* allocate a single DVB service */
495     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
496     if (!title)
497         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
498     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
499     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
500     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
501     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
502     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
503     service->pmt.opaque = s;
504     service->pmt.cc = 15;
505
506     ts->pat.pid = PAT_PID;
507     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
508     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
509     ts->pat.opaque = s;
510
511     ts->sdt.pid = SDT_PID;
512     ts->sdt.cc = 15;
513     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
514     ts->sdt.opaque = s;
515
516     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
517     if (!pids)
518         return AVERROR(ENOMEM);
519
520     /* assign pids to each stream */
521     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
522         st = s->streams[i];
523         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
524         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
525         if (!ts_st)
526             goto fail;
527         st->priv_data = ts_st;
528         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
529         if (!ts_st->payload)
530             goto fail;
531         ts_st->service = service;
532         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
533          * this range are assigned a calculated pid. */
534         if (st->id < 16) {
535             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
536         } else if (st->id < 0x1FFF) {
537             ts_st->pid = st->id;
538         } else {
539             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
540             goto fail;
541         }
542         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
543             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
544             goto fail;
545         }
546         for (j = 0; j < i; j++)
547             if (pids[j] == ts_st->pid) {
548                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
549                 goto fail;
550             }
551         pids[i] = ts_st->pid;
552         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
553         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
554         ts_st->first_pts_check = 1;
555         ts_st->cc = 15;
556         /* update PCR pid by using the first video stream */
557         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
558             service->pcr_pid == 0x1fff) {
559             service->pcr_pid = ts_st->pid;
560             pcr_st = st;
561         }
562         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
563             st->codec->extradata_size > 0) {
564             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
565             if (!ts_st->adts)
566                 goto fail;
567             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
568                                          st->codec->extradata_size) < 0)
569                 goto fail;
570         }
571     }
572
573     av_free(pids);
574
575     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
576     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
577         pcr_st = s->streams[0];
578         ts_st = pcr_st->priv_data;
579         service->pcr_pid = ts_st->pid;
580     }
581
582 #if FF_API_MUXRATE
583     if (s->mux_rate)
584         ts->mux_rate = s->mux_rate;
585 #endif
586
587     if (ts->mux_rate > 1) {
588         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
589             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
590         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
591             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
592         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
593             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
594
595         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
596     } else {
597         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
598         ts->sdt_packet_period = 200;
599         ts->pat_packet_period = 40;
600         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
601             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
602                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
603                 service->pcr_packet_period =
604                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
605             } else {
606                 service->pcr_packet_period =
607                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
608             }
609         } else {
610             // max delta PCR 0.1s
611             service->pcr_packet_period =
612                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
613         }
614     }
615
616     // output a PCR as soon as possible
617     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
618     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
619     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
620
621     if (ts->mux_rate == 1)
622         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
623     else
624         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
625     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
626            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
627            service->pcr_packet_period,
628            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
629
630     if (ts->m2ts_mode == -1) {
631         if (av_match_ext(s->filename, "m2ts")) {
632             ts->m2ts_mode = 1;
633         } else {
634             ts->m2ts_mode = 0;
635         }
636     }
637
638     avio_flush(s->pb);
639
640     return 0;
641
642  fail:
643     av_free(pids);
644     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
645         MpegTSWriteStream *ts_st;
646         st = s->streams[i];
647         ts_st = st->priv_data;
648         if (ts_st) {
649             av_freep(&ts_st->payload);
650             av_freep(&ts_st->adts);
651         }
652         av_freep(&st->priv_data);
653     }
654     return -1;
655 }
656
657 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
658 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
659 {
660     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
661     int i;
662
663     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
664         ts->sdt_packet_count = 0;
665         mpegts_write_sdt(s);
666     }
667     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
668         ts->pat_packet_count = 0;
669         mpegts_write_pat(s);
670         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
671             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
672         }
673     }
674 }
675
676 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
677 {
678     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
679
680     *buf++ = pcr_high >> 25;
681     *buf++ = pcr_high >> 17;
682     *buf++ = pcr_high >> 9;
683     *buf++ = pcr_high >> 1;
684     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
685     *buf++ = pcr_low;
686
687     return 6;
688 }
689
690 /* Write a single null transport stream packet */
691 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
692 {
693     uint8_t *q;
694     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
695
696     q = buf;
697     *q++ = 0x47;
698     *q++ = 0x00 | 0x1f;
699     *q++ = 0xff;
700     *q++ = 0x10;
701     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
702     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
703     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
704 }
705
706 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
707 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
708 {
709     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
710     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
711     uint8_t *q;
712     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
713
714     q = buf;
715     *q++ = 0x47;
716     *q++ = ts_st->pid >> 8;
717     *q++ = ts_st->pid;
718     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
719     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
720     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
721     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
722
723     /* PCR coded into 6 bytes */
724     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
725
726     /* stuffing bytes */
727     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
728     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
729     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
730 }
731
732 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
733 {
734     int val;
735
736     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
737     *q++ = val;
738     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
739     *q++ = val >> 8;
740     *q++ = val;
741     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
742     *q++ = val >> 8;
743     *q++ = val;
744 }
745
746 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
747 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
748 {
749     // expect at least one flag to set
750     assert(flag);
751
752     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
753         // no AF yet, set adaptation field flag
754         pkt[3] |= 0x20;
755         // 1 byte length, no flags
756         pkt[4] = 1;
757         pkt[5] = 0;
758     }
759     pkt[5] |= flag;
760 }
761
762 /* Extend the adaptation field by size bytes */
763 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
764 {
765     // expect already existing adaptation field
766     assert(pkt[3] & 0x20);
767     pkt[4] += size;
768 }
769
770 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
771 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
772 {
773     if (pkt[3] & 0x20)
774         return pkt + 5 + pkt[4];
775     else
776         return pkt + 4;
777 }
778
779 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
780  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
781  * to exactly fill the last ts packet.
782  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
783  */
784 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
785                              const uint8_t *payload, int payload_size,
786                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
787 {
788     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
789     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
790     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
791     uint8_t *q;
792     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
793     int afc_len, stuffing_len;
794     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
795     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
796
797     is_start = 1;
798     while (payload_size > 0) {
799         retransmit_si_info(s);
800
801         write_pcr = 0;
802         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
803             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
804                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
805             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
806                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
807                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
808                 write_pcr = 1;
809             }
810         }
811
812         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
813             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
814             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
815             if (write_pcr)
816                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
817             else
818                 mpegts_insert_null_packet(s);
819             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
820         }
821
822         /* prepare packet header */
823         q = buf;
824         *q++ = 0x47;
825         val = (ts_st->pid >> 8);
826         if (is_start)
827             val |= 0x40;
828         *q++ = val;
829         *q++ = ts_st->pid;
830         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
831         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
832         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
833             // set Random Access for key frames
834             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
835                 write_pcr = 1;
836             set_af_flag(buf, 0x40);
837             q = get_ts_payload_start(buf);
838         }
839         if (write_pcr) {
840             set_af_flag(buf, 0x10);
841             q = get_ts_payload_start(buf);
842             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
843             if (ts->mux_rate > 1)
844                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
845             else
846                 pcr = (dts - delay)*300;
847             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
848                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
849             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
850             q = get_ts_payload_start(buf);
851         }
852         if (is_start) {
853             int pes_extension = 0;
854             /* write PES header */
855             *q++ = 0x00;
856             *q++ = 0x00;
857             *q++ = 0x01;
858             private_code = 0;
859             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
860                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
861                     *q++ = 0xfd;
862                 } else
863                     *q++ = 0xe0;
864             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
865                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
866                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
867                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
868                 *q++ = 0xc0;
869             } else {
870                 *q++ = 0xbd;
871                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
872                     private_code = 0x20;
873                 }
874             }
875             header_len = 0;
876             flags = 0;
877             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
878                 header_len += 5;
879                 flags |= 0x80;
880             }
881             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
882                 header_len += 5;
883                 flags |= 0x40;
884             }
885             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
886                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
887                 /* set PES_extension_flag */
888                 pes_extension = 1;
889                 flags |= 0x01;
890
891                 /*
892                 * One byte for PES2 extension flag +
893                 * one byte for extension length +
894                 * one byte for extension id
895                 */
896                 header_len += 3;
897             }
898             len = payload_size + header_len + 3;
899             if (private_code != 0)
900                 len++;
901             if (len > 0xffff)
902                 len = 0;
903             *q++ = len >> 8;
904             *q++ = len;
905             val = 0x80;
906             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
907             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
908                 val |= 0x04;
909             *q++ = val;
910             *q++ = flags;
911             *q++ = header_len;
912             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
913                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
914                 q += 5;
915             }
916             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
917                 write_pts(q, 1, dts);
918                 q += 5;
919             }
920             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
921                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
922                 *q++ = flags;
923                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
924                 /*
925                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
926                 * write the extended stream id
927                 */
928                 *q++ = 0x00 | 0x60;
929             }
930             if (private_code != 0)
931                 *q++ = private_code;
932             is_start = 0;
933         }
934         /* header size */
935         header_len = q - buf;
936         /* data len */
937         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
938         if (len > payload_size)
939             len = payload_size;
940         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
941         if (stuffing_len > 0) {
942             /* add stuffing with AFC */
943             if (buf[3] & 0x20) {
944                 /* stuffing already present: increase its size */
945                 afc_len = buf[4] + 1;
946                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
947                         buf + 4 + afc_len,
948                         header_len - (4 + afc_len));
949                 buf[4] += stuffing_len;
950                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
951             } else {
952                 /* add stuffing */
953                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
954                 buf[3] |= 0x20;
955                 buf[4] = stuffing_len - 1;
956                 if (stuffing_len >= 2) {
957                     buf[5] = 0x00;
958                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
959                 }
960             }
961         }
962         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
963         payload += len;
964         payload_size -= len;
965         mpegts_prefix_m2ts_header(s);
966         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
967     }
968     avio_flush(s->pb);
969 }
970
971 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
972 {
973     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
974     int size = pkt->size;
975     uint8_t *buf= pkt->data;
976     uint8_t *data= NULL;
977     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
978     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
979     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
980     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
981
982     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
983         pts = pkt->pts + delay;
984     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
985         dts = pkt->dts + delay;
986
987     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
988         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
989         return -1;
990     }
991     ts_st->first_pts_check = 0;
992
993     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
994         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
995         uint32_t state = -1;
996
997         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
998             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
999                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
1000             return -1;
1001         }
1002
1003         do {
1004             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1005             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
1006         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
1007                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
1008
1009         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
1010             data = av_malloc(pkt->size+6);
1011             if (!data)
1012                 return -1;
1013             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
1014             AV_WB32(data, 0x00000001);
1015             data[4] = 0x09;
1016             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1017             buf  = data;
1018             size = pkt->size+6;
1019         }
1020     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
1021         if (pkt->size < 2)
1022             return -1;
1023         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1024             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
1025             int new_size, err;
1026             if (!adts) {
1027                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
1028                        "and extradata missing\n");
1029                 return -1;
1030             }
1031             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1032             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1033                 return -1;
1034             data = av_malloc(new_size);
1035             if (!data)
1036                 return AVERROR(ENOMEM);
1037             err = ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size,
1038                                              adts->pce_size);
1039             if (err < 0) {
1040                 av_free(data);
1041                 return err;
1042             }
1043             if (adts->pce_size) {
1044                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1045                 adts->pce_size = 0;
1046             }
1047             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1048             buf = data;
1049             size = new_size;
1050         }
1051     }
1052
1053     if (ts_st->payload_size && ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1054         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1055                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1056                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1057         ts_st->payload_size = 0;
1058     }
1059
1060     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO || size > ts->pes_payload_size) {
1061         av_assert0(!ts_st->payload_size);
1062         // for video and subtitle, write a single pes packet
1063         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1064         av_free(data);
1065         return 0;
1066     }
1067
1068     if (!ts_st->payload_size) {
1069         ts_st->payload_pts = pts;
1070         ts_st->payload_dts = dts;
1071         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1072     }
1073
1074     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1075     ts_st->payload_size += size;
1076
1077     av_free(data);
1078
1079     return 0;
1080 }
1081
1082 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1083 {
1084     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1085     MpegTSWriteStream *ts_st;
1086     MpegTSService *service;
1087     AVStream *st;
1088     int i;
1089
1090     /* flush current packets */
1091     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1092         st = s->streams[i];
1093         ts_st = st->priv_data;
1094         if (ts_st->payload_size > 0) {
1095             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1096                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1097                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1098         }
1099         av_freep(&ts_st->payload);
1100         av_freep(&ts_st->adts);
1101     }
1102     avio_flush(s->pb);
1103
1104     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1105         service = ts->services[i];
1106         av_freep(&service->provider_name);
1107         av_freep(&service->name);
1108         av_free(service);
1109     }
1110     av_free(ts->services);
1111
1112     return 0;
1113 }
1114
1115 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1116     .name              = "mpegts",
1117     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1118     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1119     .extensions        = "ts,m2t,m2ts,mts",
1120     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1121     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1122     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1123     .write_header      = mpegts_write_header,
1124     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1125     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1126     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1127 };