mpegtsenc: use AVFormatContext for AAC packetization
[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
32 #define PCR_TIME_BASE 27000000
33
34 /* write DVB SI sections */
35
36 /*********************************************/
37 /* mpegts section writer */
38
39 typedef struct MpegTSSection {
40     int pid;
41     int cc;
42     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
43     void *opaque;
44 } MpegTSSection;
45
46 typedef struct MpegTSService {
47     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
48     int sid;           /* service ID */
49     char *name;
50     char *provider_name;
51     int pcr_pid;
52     int pcr_packet_count;
53     int pcr_packet_period;
54 } MpegTSService;
55
56 typedef struct MpegTSWrite {
57     const AVClass *av_class;
58     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
59     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
60     MpegTSService **services;
61     int sdt_packet_count;
62     int sdt_packet_period;
63     int pat_packet_count;
64     int pat_packet_period;
65     int nb_services;
66     int onid;
67     int tsid;
68     int64_t first_pcr;
69     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
70     int pes_payload_size;
71
72     int transport_stream_id;
73     int original_network_id;
74     int service_id;
75
76     int pmt_start_pid;
77     int start_pid;
78
79     int reemit_pat_pmt;
80 } MpegTSWrite;
81
82 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
83 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
84 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
85
86 static const AVOption options[] = {
87     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
88       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
89     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
90       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
91     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
92       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
93     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
94       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
95     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
96       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
97     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
98     { "pes_payload_size", "Minimum PES packet payload in bytes",
99       offsetof(MpegTSWrite, pes_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT, {DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
100     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
101       offsetof(MpegTSWrite, reemit_pat_pmt), AV_OPT_TYPE_INT, {0}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
102     { NULL },
103 };
104
105 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
106     .class_name     = "MPEGTS muxer",
107     .item_name      = av_default_item_name,
108     .option         = options,
109     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
110 };
111
112 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
113 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
114 {
115     unsigned int crc;
116     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
117     const unsigned char *buf_ptr;
118     unsigned char *q;
119     int first, b, len1, left;
120
121     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
122     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
123     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
124     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
125     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
126
127     /* send each packet */
128     buf_ptr = buf;
129     while (len > 0) {
130         first = (buf == buf_ptr);
131         q = packet;
132         *q++ = 0x47;
133         b = (s->pid >> 8);
134         if (first)
135             b |= 0x40;
136         *q++ = b;
137         *q++ = s->pid;
138         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
139         *q++ = 0x10 | s->cc;
140         if (first)
141             *q++ = 0; /* 0 offset */
142         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
143         if (len1 > len)
144             len1 = len;
145         memcpy(q, buf_ptr, len1);
146         q += len1;
147         /* add known padding data */
148         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
149         if (left > 0)
150             memset(q, 0xff, left);
151
152         s->write_packet(s, packet);
153
154         buf_ptr += len1;
155         len -= len1;
156     }
157 }
158
159 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
160 {
161     uint8_t *q;
162     q = *q_ptr;
163     *q++ = val >> 8;
164     *q++ = val;
165     *q_ptr = q;
166 }
167
168 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
169                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
170                           uint8_t *buf, int len)
171 {
172     uint8_t section[1024], *q;
173     unsigned int tot_len;
174     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
175     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
176
177     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
178     /* check if not too big */
179     if (tot_len > 1024)
180         return -1;
181
182     q = section;
183     *q++ = tid;
184     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
185     put16(&q, id);
186     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
187     *q++ = sec_num;
188     *q++ = last_sec_num;
189     memcpy(q, buf, len);
190
191     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
192     return 0;
193 }
194
195 /*********************************************/
196 /* mpegts writer */
197
198 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "Libav"
199 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
200
201 /* we retransmit the SI info at this rate */
202 #define SDT_RETRANS_TIME 500
203 #define PAT_RETRANS_TIME 100
204 #define PCR_RETRANS_TIME 20
205
206 typedef struct MpegTSWriteStream {
207     struct MpegTSService *service;
208     int pid; /* stream associated pid */
209     int cc;
210     int payload_size;
211     int first_pts_check; ///< first pts check needed
212     int64_t payload_pts;
213     int64_t payload_dts;
214     int payload_flags;
215     uint8_t *payload;
216
217     uint8_t *adata;
218     int adata_pos;
219     int adata_size;
220     AVFormatContext *amux;
221 } MpegTSWriteStream;
222
223 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
224 {
225     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
226     MpegTSService *service;
227     uint8_t data[1012], *q;
228     int i;
229
230     q = data;
231     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
232         service = ts->services[i];
233         put16(&q, service->sid);
234         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
235     }
236     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
237                           data, q - data);
238 }
239
240 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
241 {
242     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
243     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
244     int val, stream_type, i;
245
246     q = data;
247     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
248
249     program_info_length_ptr = q;
250     q += 2; /* patched after */
251
252     /* put program info here */
253
254     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
255     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
256     program_info_length_ptr[1] = val;
257
258     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
259         AVStream *st = s->streams[i];
260         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
261         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
262         switch(st->codec->codec_id) {
263         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
264         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
265             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
266             break;
267         case CODEC_ID_MPEG4:
268             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
269             break;
270         case CODEC_ID_H264:
271             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
272             break;
273         case CODEC_ID_DIRAC:
274             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
275             break;
276         case CODEC_ID_MP2:
277         case CODEC_ID_MP3:
278             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
279             break;
280         case CODEC_ID_AAC:
281             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
282             break;
283         case CODEC_ID_AAC_LATM:
284             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
285             break;
286         case CODEC_ID_AC3:
287             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
288             break;
289         default:
290             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
291             break;
292         }
293         *q++ = stream_type;
294         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
295         desc_length_ptr = q;
296         q += 2; /* patched after */
297
298         /* write optional descriptors here */
299         switch(st->codec->codec_type) {
300         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
301             if (lang) {
302                 char *p;
303                 char *next = lang->value;
304                 uint8_t *len_ptr;
305
306                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
307                 len_ptr = q++;
308                 *len_ptr = 0;
309
310                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
311                     next = strchr(p, ',');
312                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
313                         continue; /* not a 3-letter code */
314
315                     *q++ = *p++;
316                     *q++ = *p++;
317                     *q++ = *p++;
318
319                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
320                     *q++ = 0x01;
321                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
322                     *q++ = 0x02;
323                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
324                     *q++ = 0x03;
325                 else
326                     *q++ = 0; /* undefined type */
327
328                     *len_ptr += 4;
329                 }
330
331                 if (*len_ptr == 0)
332                     q -= 2; /* no language codes were written */
333             }
334             break;
335         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
336             {
337                 const char *language;
338                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
339                 *q++ = 0x59;
340                 *q++ = 8;
341                 *q++ = language[0];
342                 *q++ = language[1];
343                 *q++ = language[2];
344                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
345                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
346                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
347                     q += 4;
348                 } else {
349                     put16(&q, 1); /* page id */
350                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
351                 }
352             }
353             break;
354         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
355             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
356                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
357                 *q++ = 4;
358                 *q++ = 'd';
359                 *q++ = 'r';
360                 *q++ = 'a';
361                 *q++ = 'c';
362             }
363             break;
364         }
365
366         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
367         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
368         desc_length_ptr[1] = val;
369     }
370     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
371                           data, q - data);
372 }
373
374 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
375 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
376 {
377     uint8_t *q;
378     int len;
379
380     q = *q_ptr;
381     if (!str)
382         len = 0;
383     else
384         len = strlen(str);
385     *q++ = len;
386     memcpy(q, str, len);
387     q += len;
388     *q_ptr = q;
389 }
390
391 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
392 {
393     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
394     MpegTSService *service;
395     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
396     int i, running_status, free_ca_mode, val;
397
398     q = data;
399     put16(&q, ts->onid);
400     *q++ = 0xff;
401     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
402         service = ts->services[i];
403         put16(&q, service->sid);
404         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
405         desc_list_len_ptr = q;
406         q += 2;
407         running_status = 4; /* running */
408         free_ca_mode = 0;
409
410         /* write only one descriptor for the service name and provider */
411         *q++ = 0x48;
412         desc_len_ptr = q;
413         q++;
414         *q++ = 0x01; /* digital television service */
415         putstr8(&q, service->provider_name);
416         putstr8(&q, service->name);
417         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
418
419         /* fill descriptor length */
420         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
421             (q - desc_list_len_ptr - 2);
422         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
423         desc_list_len_ptr[1] = val;
424     }
425     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
426                           data, q - data);
427 }
428
429 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
430                                          int sid,
431                                          const char *provider_name,
432                                          const char *name)
433 {
434     MpegTSService *service;
435
436     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
437     if (!service)
438         return NULL;
439     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
440     service->sid = sid;
441     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
442     service->name = av_strdup(name);
443     service->pcr_pid = 0x1fff;
444     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
445     return service;
446 }
447
448 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
449 {
450     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
451     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
452 }
453
454 /* Write callback for audio packetizer */
455 static int mpegts_audio_write(void *opaque, uint8_t *buf, int size)
456 {
457     MpegTSWriteStream *ts_st = (MpegTSWriteStream *)opaque;
458     if (ts_st->adata_pos + size > ts_st->adata_size)
459         return AVERROR(EIO);
460
461     memcpy(ts_st->adata + ts_st->adata_pos, buf, size);
462     ts_st->adata_pos += size;
463
464     return 0;
465 }
466
467 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
468 {
469     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
470     MpegTSWriteStream *ts_st;
471     MpegTSService *service;
472     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
473     AVDictionaryEntry *title, *provider;
474     int i, j;
475     const char *service_name;
476     const char *provider_name;
477     int *pids;
478     int ret;
479
480     if (s->max_delay < 0) /* Not set by the caller */
481         s->max_delay = 0;
482
483     // round up to a whole number of TS packets
484     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
485
486     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
487     ts->onid = ts->original_network_id;
488     /* allocate a single DVB service */
489     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
490     if (!title)
491         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
492     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
493     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
494     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
495     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
496     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
497     service->pmt.opaque = s;
498     service->pmt.cc = 15;
499
500     ts->pat.pid = PAT_PID;
501     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
502     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
503     ts->pat.opaque = s;
504
505     ts->sdt.pid = SDT_PID;
506     ts->sdt.cc = 15;
507     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
508     ts->sdt.opaque = s;
509
510     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
511     if (!pids)
512         return AVERROR(ENOMEM);
513
514     /* assign pids to each stream */
515     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
516         st = s->streams[i];
517         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
518         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
519         if (!ts_st) {
520             ret = AVERROR(ENOMEM);
521             goto fail;
522         }
523         st->priv_data = ts_st;
524         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
525         if (!ts_st->payload) {
526             ret = AVERROR(ENOMEM);
527             goto fail;
528         }
529         ts_st->service = service;
530         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
531          * this range are assigned a calculated pid. */
532         if (st->id < 16) {
533             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
534         } else if (st->id < 0x1FFF) {
535             ts_st->pid = st->id;
536         } else {
537             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
538             ret = AVERROR(EINVAL);
539             goto fail;
540         }
541         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
542             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
543             ret = AVERROR(EINVAL);
544             goto fail;
545         }
546         for (j = 0; j < i; j++)
547             if (pids[j] == ts_st->pid) {
548                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
549                 ret = AVERROR(EINVAL);
550                 goto fail;
551             }
552         pids[i] = ts_st->pid;
553         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
554         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
555         ts_st->first_pts_check = 1;
556         ts_st->cc = 15;
557         /* update PCR pid by using the first video stream */
558         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
559             service->pcr_pid == 0x1fff) {
560             service->pcr_pid = ts_st->pid;
561             pcr_st = st;
562         }
563         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
564             st->codec->extradata_size > 0)
565         {
566             AVStream *ast;
567             uint8_t *buffer;
568             int buffer_size = 32768;
569             ts_st->amux = avformat_alloc_context();
570             if (!ts_st->amux) {
571                 ret = AVERROR(ENOMEM);
572                 goto fail;
573             }
574             buffer = av_malloc(buffer_size);
575             if (!buffer) {
576                 ret = AVERROR(ENOMEM);
577                 goto fail;
578             }
579             ts_st->amux->pb = avio_alloc_context(buffer, buffer_size, AVIO_FLAG_WRITE,
580                                                  ts_st, NULL, mpegts_audio_write, NULL);
581             if (!ts_st->amux->pb) {
582                 av_free(buffer);
583                 ret = AVERROR(ENOMEM);
584                 goto fail;
585             }
586             ts_st->amux->oformat = av_guess_format("adts", NULL, NULL);
587             ast = avformat_new_stream(ts_st->amux, NULL);
588             ret = avcodec_copy_context(ast->codec, st->codec);
589             if (ret != 0)
590                 goto fail;
591             ret = avformat_write_header(ts_st->amux, NULL);
592             if (ret < 0)
593                 goto fail;
594         }
595     }
596
597     av_free(pids);
598
599     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
600     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
601         pcr_st = s->streams[0];
602         ts_st = pcr_st->priv_data;
603         service->pcr_pid = ts_st->pid;
604     }
605
606     if (ts->mux_rate > 1) {
607         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
608             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
609         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
610             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
611         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
612             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
613
614         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
615     } else {
616         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
617         ts->sdt_packet_period = 200;
618         ts->pat_packet_period = 40;
619         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
620             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
621                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
622                 service->pcr_packet_period =
623                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
624             } else {
625                 service->pcr_packet_period =
626                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
627             }
628         } else {
629             // max delta PCR 0.1s
630             service->pcr_packet_period =
631                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
632         }
633     }
634
635     // output a PCR as soon as possible
636     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
637     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
638     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
639
640     if (ts->mux_rate == 1)
641         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
642     else
643         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
644     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
645            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
646            service->pcr_packet_period,
647            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
648
649     avio_flush(s->pb);
650
651     return 0;
652
653  fail:
654     av_free(pids);
655     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
656         MpegTSWriteStream *ts_st;
657         st = s->streams[i];
658         ts_st = st->priv_data;
659         if (ts_st) {
660             av_freep(&ts_st->payload);
661             if (ts_st->amux) {
662                 av_free(ts_st->amux->pb->buffer);
663                 av_free(ts_st->amux->pb);
664                 avformat_free_context(ts_st->amux);
665             }
666         }
667         av_freep(&st->priv_data);
668     }
669     return ret;
670 }
671
672 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
673 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
674 {
675     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
676     int i;
677
678     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
679         ts->sdt_packet_count = 0;
680         mpegts_write_sdt(s);
681     }
682     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
683         ts->pat_packet_count = 0;
684         mpegts_write_pat(s);
685         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
686             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
687         }
688     }
689 }
690
691 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
692 {
693     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
694            ts->first_pcr;
695 }
696
697 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
698 {
699     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
700
701     *buf++ = pcr_high >> 25;
702     *buf++ = pcr_high >> 17;
703     *buf++ = pcr_high >> 9;
704     *buf++ = pcr_high >> 1;
705     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
706     *buf++ = pcr_low;
707
708     return 6;
709 }
710
711 /* Write a single null transport stream packet */
712 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
713 {
714     uint8_t *q;
715     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
716
717     q = buf;
718     *q++ = 0x47;
719     *q++ = 0x00 | 0x1f;
720     *q++ = 0xff;
721     *q++ = 0x10;
722     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
723     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
724 }
725
726 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
727 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
728 {
729     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
730     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
731     uint8_t *q;
732     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
733
734     q = buf;
735     *q++ = 0x47;
736     *q++ = ts_st->pid >> 8;
737     *q++ = ts_st->pid;
738     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
739     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
740     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
741     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
742
743     /* PCR coded into 6 bytes */
744     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
745
746     /* stuffing bytes */
747     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
748     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
749 }
750
751 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
752 {
753     int val;
754
755     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
756     *q++ = val;
757     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
758     *q++ = val >> 8;
759     *q++ = val;
760     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
761     *q++ = val >> 8;
762     *q++ = val;
763 }
764
765 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
766 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
767 {
768     // expect at least one flag to set
769     assert(flag);
770
771     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
772         // no AF yet, set adaptation field flag
773         pkt[3] |= 0x20;
774         // 1 byte length, no flags
775         pkt[4] = 1;
776         pkt[5] = 0;
777     }
778     pkt[5] |= flag;
779 }
780
781 /* Extend the adaptation field by size bytes */
782 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
783 {
784     // expect already existing adaptation field
785     assert(pkt[3] & 0x20);
786     pkt[4] += size;
787 }
788
789 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
790 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
791 {
792     if (pkt[3] & 0x20)
793         return pkt + 5 + pkt[4];
794     else
795         return pkt + 4;
796 }
797
798 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
799  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
800  * to exactly fill the last ts packet.
801  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
802  */
803 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
804                              const uint8_t *payload, int payload_size,
805                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
806 {
807     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
808     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
809     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
810     uint8_t *q;
811     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
812     int afc_len, stuffing_len;
813     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
814     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
815
816     is_start = 1;
817     while (payload_size > 0) {
818         retransmit_si_info(s);
819
820         write_pcr = 0;
821         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
822             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
823                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
824             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
825                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
826                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
827                 write_pcr = 1;
828             }
829         }
830
831         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
832             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
833             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
834             if (write_pcr)
835                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
836             else
837                 mpegts_insert_null_packet(s);
838             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
839         }
840
841         /* prepare packet header */
842         q = buf;
843         *q++ = 0x47;
844         val = (ts_st->pid >> 8);
845         if (is_start)
846             val |= 0x40;
847         *q++ = val;
848         *q++ = ts_st->pid;
849         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
850         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
851         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
852             // set Random Access for key frames
853             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
854                 write_pcr = 1;
855             set_af_flag(buf, 0x40);
856             q = get_ts_payload_start(buf);
857         }
858         if (write_pcr) {
859             set_af_flag(buf, 0x10);
860             q = get_ts_payload_start(buf);
861             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
862             if (ts->mux_rate > 1)
863                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
864             else
865                 pcr = (dts - delay)*300;
866             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
867                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
868             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
869             q = get_ts_payload_start(buf);
870         }
871         if (is_start) {
872             int pes_extension = 0;
873             /* write PES header */
874             *q++ = 0x00;
875             *q++ = 0x00;
876             *q++ = 0x01;
877             private_code = 0;
878             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
879                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
880                     *q++ = 0xfd;
881                 } else
882                     *q++ = 0xe0;
883             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
884                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
885                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
886                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
887                 *q++ = 0xc0;
888             } else {
889                 *q++ = 0xbd;
890                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
891                     private_code = 0x20;
892                 }
893             }
894             header_len = 0;
895             flags = 0;
896             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
897                 header_len += 5;
898                 flags |= 0x80;
899             }
900             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
901                 header_len += 5;
902                 flags |= 0x40;
903             }
904             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
905                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
906                 /* set PES_extension_flag */
907                 pes_extension = 1;
908                 flags |= 0x01;
909
910                 /*
911                 * One byte for PES2 extension flag +
912                 * one byte for extension length +
913                 * one byte for extension id
914                 */
915                 header_len += 3;
916             }
917             len = payload_size + header_len + 3;
918             if (private_code != 0)
919                 len++;
920             if (len > 0xffff)
921                 len = 0;
922             *q++ = len >> 8;
923             *q++ = len;
924             val = 0x80;
925             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
926             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
927                 val |= 0x04;
928             *q++ = val;
929             *q++ = flags;
930             *q++ = header_len;
931             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
932                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
933                 q += 5;
934             }
935             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
936                 write_pts(q, 1, dts);
937                 q += 5;
938             }
939             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
940                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
941                 *q++ = flags;
942                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
943                 /*
944                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
945                 * write the extended stream id
946                 */
947                 *q++ = 0x00 | 0x60;
948             }
949             if (private_code != 0)
950                 *q++ = private_code;
951             is_start = 0;
952         }
953         /* header size */
954         header_len = q - buf;
955         /* data len */
956         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
957         if (len > payload_size)
958             len = payload_size;
959         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
960         if (stuffing_len > 0) {
961             /* add stuffing with AFC */
962             if (buf[3] & 0x20) {
963                 /* stuffing already present: increase its size */
964                 afc_len = buf[4] + 1;
965                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
966                         buf + 4 + afc_len,
967                         header_len - (4 + afc_len));
968                 buf[4] += stuffing_len;
969                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
970             } else {
971                 /* add stuffing */
972                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
973                 buf[3] |= 0x20;
974                 buf[4] = stuffing_len - 1;
975                 if (stuffing_len >= 2) {
976                     buf[5] = 0x00;
977                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
978                 }
979             }
980         }
981         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
982         payload += len;
983         payload_size -= len;
984         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
985     }
986     avio_flush(s->pb);
987 }
988
989 static int mpegts_write_packet_internal(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
990 {
991     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
992     int size = pkt->size;
993     uint8_t *buf= pkt->data;
994     uint8_t *data= NULL;
995     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
996     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
997     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
998     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
999
1000     if (ts->reemit_pat_pmt) {
1001         ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period - 1;
1002         ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period - 1;
1003         ts->reemit_pat_pmt = 0;
1004     }
1005
1006     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
1007         pts = pkt->pts + delay;
1008     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
1009         dts = pkt->dts + delay;
1010
1011     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
1012         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
1013         return AVERROR(EINVAL);
1014     }
1015     ts_st->first_pts_check = 0;
1016
1017     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
1018         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
1019         uint32_t state = -1;
1020
1021         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
1022             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
1023                    "no startcode found, use -bsf h264_mp4toannexb\n");
1024             return AVERROR(EINVAL);
1025         }
1026
1027         do {
1028             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1029             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
1030         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
1031                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
1032
1033         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
1034             data = av_malloc(pkt->size+6);
1035             if (!data)
1036                 return AVERROR(ENOMEM);
1037             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
1038             AV_WB32(data, 0x00000001);
1039             data[4] = 0x09;
1040             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1041             buf  = data;
1042             size = pkt->size+6;
1043         }
1044     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
1045         if (pkt->size < 2) {
1046             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC packet too short\n");
1047             return AVERROR(EINVAL);
1048         }
1049         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1050             int ret;
1051             AVPacket pkt2;
1052
1053             if (!ts_st->amux) {
1054                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC bitstream not in ADTS format "
1055                        "and extradata missing\n");
1056                 return AVERROR(EINVAL);
1057             }
1058
1059             av_init_packet(&pkt2);
1060             pkt2.data = pkt->data;
1061             pkt2.size = pkt->size;
1062             ts_st->adata_size = 1024 + pkt->size;
1063             ts_st->adata = data = av_malloc(ts_st->adata_size);
1064             ts_st->adata_pos = 0;
1065             if (!data)
1066                 return AVERROR(ENOMEM);
1067
1068             ret = av_write_frame(ts_st->amux, &pkt2);
1069             if (ret < 0) {
1070                 av_free(data);
1071                 return ret;
1072             }
1073             avio_flush(ts_st->amux->pb);
1074             if (ts_st->amux->pb->error < 0) {
1075                 av_free(data);
1076                 return ts_st->amux->pb->error;
1077             }
1078             buf = ts_st->adata;
1079             size = ts_st->adata_pos;
1080         }
1081     }
1082
1083     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
1084         // for video and subtitle, write a single pes packet
1085         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1086         av_free(data);
1087         return 0;
1088     }
1089
1090     if (ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1091         if (ts_st->payload_size) {
1092             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1093                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1094                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1095             ts_st->payload_size = 0;
1096         }
1097         if (size > ts->pes_payload_size) {
1098             mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts,
1099                              pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1100             av_free(data);
1101             return 0;
1102         }
1103     }
1104
1105     if (!ts_st->payload_size) {
1106         ts_st->payload_pts = pts;
1107         ts_st->payload_dts = dts;
1108         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1109     }
1110
1111     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1112     ts_st->payload_size += size;
1113
1114     av_free(data);
1115
1116     return 0;
1117 }
1118
1119 static void mpegts_write_flush(AVFormatContext *s)
1120 {
1121     int i;
1122
1123     /* flush current packets */
1124     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1125         AVStream *st = s->streams[i];
1126         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1127         if (ts_st->payload_size > 0) {
1128             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1129                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1130                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1131             ts_st->payload_size = 0;
1132         }
1133     }
1134     avio_flush(s->pb);
1135 }
1136
1137 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
1138 {
1139     if (!pkt) {
1140         mpegts_write_flush(s);
1141         return 1;
1142     } else {
1143         return mpegts_write_packet_internal(s, pkt);
1144     }
1145 }
1146
1147 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1148 {
1149     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1150     MpegTSService *service;
1151     int i;
1152
1153     mpegts_write_flush(s);
1154
1155     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1156         AVStream *st = s->streams[i];
1157         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1158         av_freep(&ts_st->payload);
1159         if (ts_st->amux) {
1160             av_free(ts_st->amux->pb->buffer);
1161             av_free(ts_st->amux->pb);
1162             avformat_free_context(ts_st->amux);
1163         }
1164     }
1165
1166     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1167         service = ts->services[i];
1168         av_freep(&service->provider_name);
1169         av_freep(&service->name);
1170         av_free(service);
1171     }
1172     av_free(ts->services);
1173
1174     return 0;
1175 }
1176
1177 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1178     .name              = "mpegts",
1179     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1180     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1181     .extensions        = "ts,m2t",
1182     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1183     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1184     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1185     .write_header      = mpegts_write_header,
1186     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1187     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1188     .flags             = AVFMT_ALLOW_FLUSH,
1189     .priv_class        = &mpegts_muxer_class,
1190 };