mpegtsenc: Add support to mux s302 stream
[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
82     int reemit_pat_pmt;
83 } MpegTSWrite;
84
85 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
86 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
87 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
88
89 static const AVOption options[] = {
90     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
91       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
92     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
93       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
94     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
95       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
96     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
97       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x0010, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
98     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
99       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
100     {"mpegts_m2ts_mode", "Enable m2ts mode.",
101         offsetof(MpegTSWrite, m2ts_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },
102         -1,1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
103     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
104     { "pes_payload_size", "Minimum PES packet payload in bytes",
105       offsetof(MpegTSWrite, pes_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT, {DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
106     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
107       offsetof(MpegTSWrite, reemit_pat_pmt), AV_OPT_TYPE_INT, {0}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
108     { NULL },
109 };
110
111 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
112     .class_name     = "MPEGTS muxer",
113     .item_name      = av_default_item_name,
114     .option         = options,
115     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
116 };
117
118 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
119 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
120 {
121     unsigned int crc;
122     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
123     const unsigned char *buf_ptr;
124     unsigned char *q;
125     int first, b, len1, left;
126
127     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
128     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
129     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
130     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
131     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
132
133     /* send each packet */
134     buf_ptr = buf;
135     while (len > 0) {
136         first = (buf == buf_ptr);
137         q = packet;
138         *q++ = 0x47;
139         b = (s->pid >> 8);
140         if (first)
141             b |= 0x40;
142         *q++ = b;
143         *q++ = s->pid;
144         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
145         *q++ = 0x10 | s->cc;
146         if (first)
147             *q++ = 0; /* 0 offset */
148         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
149         if (len1 > len)
150             len1 = len;
151         memcpy(q, buf_ptr, len1);
152         q += len1;
153         /* add known padding data */
154         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
155         if (left > 0)
156             memset(q, 0xff, left);
157
158         s->write_packet(s, packet);
159
160         buf_ptr += len1;
161         len -= len1;
162     }
163 }
164
165 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
166 {
167     uint8_t *q;
168     q = *q_ptr;
169     *q++ = val >> 8;
170     *q++ = val;
171     *q_ptr = q;
172 }
173
174 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
175                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
176                           uint8_t *buf, int len)
177 {
178     uint8_t section[1024], *q;
179     unsigned int tot_len;
180     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
181     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
182
183     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
184     /* check if not too big */
185     if (tot_len > 1024)
186         return AVERROR_INVALIDDATA;
187
188     q = section;
189     *q++ = tid;
190     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
191     put16(&q, id);
192     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
193     *q++ = sec_num;
194     *q++ = last_sec_num;
195     memcpy(q, buf, len);
196
197     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
198     return 0;
199 }
200
201 /*********************************************/
202 /* mpegts writer */
203
204 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
205 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
206
207 /* we retransmit the SI info at this rate */
208 #define SDT_RETRANS_TIME 500
209 #define PAT_RETRANS_TIME 100
210 #define PCR_RETRANS_TIME 20
211
212 typedef struct MpegTSWriteStream {
213     struct MpegTSService *service;
214     int pid; /* stream associated pid */
215     int cc;
216     int payload_size;
217     int first_pts_check; ///< first pts check needed
218     int prev_payload_key;
219     int64_t payload_pts;
220     int64_t payload_dts;
221     int payload_flags;
222     uint8_t *payload;
223     ADTSContext *adts;
224 } MpegTSWriteStream;
225
226 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
227 {
228     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
229     MpegTSService *service;
230     uint8_t data[1012], *q;
231     int i;
232
233     q = data;
234     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
235         service = ts->services[i];
236         put16(&q, service->sid);
237         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
238     }
239     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
240                           data, q - data);
241 }
242
243 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
244 {
245     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
246     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
247     int val, stream_type, i;
248
249     q = data;
250     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
251
252     program_info_length_ptr = q;
253     q += 2; /* patched after */
254
255     /* put program info here */
256
257     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
258     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
259     program_info_length_ptr[1] = val;
260
261     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
262         AVStream *st = s->streams[i];
263         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
264         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
265         switch(st->codec->codec_id) {
266         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
267         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
268             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
269             break;
270         case CODEC_ID_MPEG4:
271             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
272             break;
273         case CODEC_ID_H264:
274             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
275             break;
276         case CODEC_ID_DIRAC:
277             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
278             break;
279         case CODEC_ID_MP2:
280         case CODEC_ID_MP3:
281             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
282             break;
283         case CODEC_ID_AAC:
284             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
285             break;
286         case CODEC_ID_AAC_LATM:
287             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
288             break;
289         case CODEC_ID_AC3:
290             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
291             break;
292         default:
293             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
294             break;
295         }
296         *q++ = stream_type;
297         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
298         desc_length_ptr = q;
299         q += 2; /* patched after */
300
301         /* write optional descriptors here */
302         switch(st->codec->codec_type) {
303         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
304             if(st->codec->codec_id==CODEC_ID_EAC3){
305                 *q++=0x7a; // EAC3 descriptor see A038 DVB SI
306                 *q++=1; // 1 byte, all flags sets to 0
307                 *q++=0; // omit all fields...
308             }
309             if(st->codec->codec_id==CODEC_ID_S302M){
310                 *q++ = 0x05; /* MPEG-2 registration descriptor*/
311                 *q++ = 4;
312                 *q++ = 'B';
313                 *q++ = 'S';
314                 *q++ = 'S';
315                 *q++ = 'D';
316             }
317
318             if (lang) {
319                 char *p;
320                 char *next = lang->value;
321                 uint8_t *len_ptr;
322
323                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
324                 len_ptr = q++;
325                 *len_ptr = 0;
326
327                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
328                     next = strchr(p, ',');
329                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
330                         continue; /* not a 3-letter code */
331
332                     *q++ = *p++;
333                     *q++ = *p++;
334                     *q++ = *p++;
335
336                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
337                     *q++ = 0x01;
338                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
339                     *q++ = 0x02;
340                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
341                     *q++ = 0x03;
342                 else
343                     *q++ = 0; /* undefined type */
344
345                     *len_ptr += 4;
346                 }
347
348                 if (*len_ptr == 0)
349                     q -= 2; /* no language codes were written */
350             }
351             break;
352         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
353             {
354                 const char *language;
355                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
356                 *q++ = 0x59;
357                 *q++ = 8;
358                 *q++ = language[0];
359                 *q++ = language[1];
360                 *q++ = language[2];
361                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
362                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
363                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
364                     q += 4;
365                 } else {
366                     put16(&q, 1); /* page id */
367                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
368                 }
369             }
370             break;
371         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
372             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
373                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
374                 *q++ = 4;
375                 *q++ = 'd';
376                 *q++ = 'r';
377                 *q++ = 'a';
378                 *q++ = 'c';
379             }
380             break;
381         }
382
383         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
384         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
385         desc_length_ptr[1] = val;
386     }
387     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
388                           data, q - data);
389 }
390
391 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
392 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
393 {
394     uint8_t *q;
395     int len;
396
397     q = *q_ptr;
398     if (!str)
399         len = 0;
400     else
401         len = strlen(str);
402     *q++ = len;
403     memcpy(q, str, len);
404     q += len;
405     *q_ptr = q;
406 }
407
408 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
409 {
410     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
411     MpegTSService *service;
412     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
413     int i, running_status, free_ca_mode, val;
414
415     q = data;
416     put16(&q, ts->onid);
417     *q++ = 0xff;
418     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
419         service = ts->services[i];
420         put16(&q, service->sid);
421         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
422         desc_list_len_ptr = q;
423         q += 2;
424         running_status = 4; /* running */
425         free_ca_mode = 0;
426
427         /* write only one descriptor for the service name and provider */
428         *q++ = 0x48;
429         desc_len_ptr = q;
430         q++;
431         *q++ = 0x01; /* digital television service */
432         putstr8(&q, service->provider_name);
433         putstr8(&q, service->name);
434         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
435
436         /* fill descriptor length */
437         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
438             (q - desc_list_len_ptr - 2);
439         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
440         desc_list_len_ptr[1] = val;
441     }
442     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
443                           data, q - data);
444 }
445
446 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
447                                          int sid,
448                                          const char *provider_name,
449                                          const char *name)
450 {
451     MpegTSService *service;
452
453     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
454     if (!service)
455         return NULL;
456     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
457     service->sid = sid;
458     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
459     service->name = av_strdup(name);
460     service->pcr_pid = 0x1fff;
461     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
462     return service;
463 }
464
465 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
466 {
467     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
468            ts->first_pcr;
469 }
470
471 static void mpegts_prefix_m2ts_header(AVFormatContext *s)
472 {
473     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
474     if (ts->m2ts_mode) {
475         int64_t pcr = get_pcr(s->priv_data, s->pb);
476         uint32_t tp_extra_header = pcr % 0x3fffffff;
477         tp_extra_header = AV_RB32(&tp_extra_header);
478         avio_write(s->pb, (unsigned char *) &tp_extra_header,
479                 sizeof(tp_extra_header));
480     }
481 }
482
483 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
484 {
485     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
486     mpegts_prefix_m2ts_header(ctx);
487     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
488 }
489
490 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
491 {
492     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
493     MpegTSWriteStream *ts_st;
494     MpegTSService *service;
495     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
496     AVDictionaryEntry *title, *provider;
497     int i, j;
498     const char *service_name;
499     const char *provider_name;
500     int *pids;
501
502     if (s->max_delay < 0) /* Not set by the caller */
503         s->max_delay = 0;
504
505     // round up to a whole number of TS packets
506     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
507
508     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
509     ts->onid = ts->original_network_id;
510     /* allocate a single DVB service */
511     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
512     if (!title)
513         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
514     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
515     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
516     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
517     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
518     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
519     service->pmt.opaque = s;
520     service->pmt.cc = 15;
521
522     ts->pat.pid = PAT_PID;
523     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
524     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
525     ts->pat.opaque = s;
526
527     ts->sdt.pid = SDT_PID;
528     ts->sdt.cc = 15;
529     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
530     ts->sdt.opaque = s;
531
532     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
533     if (!pids)
534         return AVERROR(ENOMEM);
535
536     /* assign pids to each stream */
537     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
538         st = s->streams[i];
539         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
540         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
541         if (!ts_st)
542             goto fail;
543         st->priv_data = ts_st;
544         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
545         if (!ts_st->payload)
546             goto fail;
547         ts_st->service = service;
548         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
549          * this range are assigned a calculated pid. */
550         if (st->id < 16) {
551             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
552         } else if (st->id < 0x1FFF) {
553             ts_st->pid = st->id;
554         } else {
555             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
556             goto fail;
557         }
558         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
559             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
560             goto fail;
561         }
562         for (j = 0; j < i; j++)
563             if (pids[j] == ts_st->pid) {
564                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
565                 goto fail;
566             }
567         pids[i] = ts_st->pid;
568         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
569         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
570         ts_st->first_pts_check = 1;
571         ts_st->cc = 15;
572         /* update PCR pid by using the first video stream */
573         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
574             service->pcr_pid == 0x1fff) {
575             service->pcr_pid = ts_st->pid;
576             pcr_st = st;
577         }
578         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
579             st->codec->extradata_size > 0) {
580             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
581             if (!ts_st->adts)
582                 goto fail;
583             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
584                                          st->codec->extradata_size) < 0)
585                 goto fail;
586         }
587     }
588
589     av_free(pids);
590
591     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
592     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
593         pcr_st = s->streams[0];
594         ts_st = pcr_st->priv_data;
595         service->pcr_pid = ts_st->pid;
596     }
597
598     if (ts->mux_rate > 1) {
599         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
600             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
601         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
602             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
603         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
604             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
605
606         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
607     } else {
608         /* Arbitrary values, PAT/PMT will also be written on video key frames */
609         ts->sdt_packet_period = 200;
610         ts->pat_packet_period = 40;
611         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
612             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
613                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
614                 service->pcr_packet_period =
615                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
616             } else {
617                 service->pcr_packet_period =
618                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
619             }
620         } else {
621             // max delta PCR 0.1s
622             service->pcr_packet_period =
623                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
624         }
625     }
626
627     // output a PCR as soon as possible
628     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
629     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
630     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
631
632     if (ts->mux_rate == 1)
633         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
634     else
635         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
636     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
637            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
638            service->pcr_packet_period,
639            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
640
641     if (ts->m2ts_mode == -1) {
642         if (av_match_ext(s->filename, "m2ts")) {
643             ts->m2ts_mode = 1;
644         } else {
645             ts->m2ts_mode = 0;
646         }
647     }
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             av_freep(&ts_st->adts);
662         }
663         av_freep(&st->priv_data);
664     }
665     return AVERROR(EINVAL);
666 }
667
668 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
669 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s, int force_pat)
670 {
671     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
672     int i;
673
674     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
675         ts->sdt_packet_count = 0;
676         mpegts_write_sdt(s);
677     }
678     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period || force_pat) {
679         ts->pat_packet_count = 0;
680         mpegts_write_pat(s);
681         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
682             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
683         }
684     }
685 }
686
687 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
688 {
689     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
690
691     *buf++ = pcr_high >> 25;
692     *buf++ = pcr_high >> 17;
693     *buf++ = pcr_high >> 9;
694     *buf++ = pcr_high >> 1;
695     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
696     *buf++ = pcr_low;
697
698     return 6;
699 }
700
701 /* Write a single null transport stream packet */
702 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
703 {
704     uint8_t *q;
705     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
706
707     q = buf;
708     *q++ = 0x47;
709     *q++ = 0x00 | 0x1f;
710     *q++ = 0xff;
711     *q++ = 0x10;
712     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
713     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
714     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
715 }
716
717 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
718 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
719 {
720     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
721     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
722     uint8_t *q;
723     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
724
725     q = buf;
726     *q++ = 0x47;
727     *q++ = ts_st->pid >> 8;
728     *q++ = ts_st->pid;
729     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
730     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
731     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
732     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
733
734     /* PCR coded into 6 bytes */
735     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
736
737     /* stuffing bytes */
738     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
739     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
740     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
741 }
742
743 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
744 {
745     int val;
746
747     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
748     *q++ = val;
749     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
750     *q++ = val >> 8;
751     *q++ = val;
752     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
753     *q++ = val >> 8;
754     *q++ = val;
755 }
756
757 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
758 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
759 {
760     // expect at least one flag to set
761     assert(flag);
762
763     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
764         // no AF yet, set adaptation field flag
765         pkt[3] |= 0x20;
766         // 1 byte length, no flags
767         pkt[4] = 1;
768         pkt[5] = 0;
769     }
770     pkt[5] |= flag;
771 }
772
773 /* Extend the adaptation field by size bytes */
774 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
775 {
776     // expect already existing adaptation field
777     assert(pkt[3] & 0x20);
778     pkt[4] += size;
779 }
780
781 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
782 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
783 {
784     if (pkt[3] & 0x20)
785         return pkt + 5 + pkt[4];
786     else
787         return pkt + 4;
788 }
789
790 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
791  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
792  * to exactly fill the last ts packet.
793  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
794  */
795 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
796                              const uint8_t *payload, int payload_size,
797                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
798 {
799     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
800     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
801     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
802     uint8_t *q;
803     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
804     int afc_len, stuffing_len;
805     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
806     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
807     int force_pat = st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && key && !ts_st->prev_payload_key;
808
809     is_start = 1;
810     while (payload_size > 0) {
811         retransmit_si_info(s, force_pat);
812         force_pat = 0;
813
814         write_pcr = 0;
815         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
816             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
817                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
818             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
819                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
820                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
821                 write_pcr = 1;
822             }
823         }
824
825         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
826             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
827             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
828             if (write_pcr)
829                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
830             else
831                 mpegts_insert_null_packet(s);
832             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
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 == 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 == CODEC_ID_MP2 ||
879                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
880                         st->codec->codec_id == 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             }
888             header_len = 0;
889             flags = 0;
890             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
891                 header_len += 5;
892                 flags |= 0x80;
893             }
894             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
895                 header_len += 5;
896                 flags |= 0x40;
897             }
898             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
899                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
900                 /* set PES_extension_flag */
901                 pes_extension = 1;
902                 flags |= 0x01;
903
904                 /*
905                 * One byte for PES2 extension flag +
906                 * one byte for extension length +
907                 * one byte for extension id
908                 */
909                 header_len += 3;
910             }
911             len = payload_size + header_len + 3;
912             if (private_code != 0)
913                 len++;
914             if (len > 0xffff)
915                 len = 0;
916             *q++ = len >> 8;
917             *q++ = len;
918             val = 0x80;
919             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
920             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
921                 val |= 0x04;
922             *q++ = val;
923             *q++ = flags;
924             *q++ = header_len;
925             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
926                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
927                 q += 5;
928             }
929             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
930                 write_pts(q, 1, dts);
931                 q += 5;
932             }
933             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
934                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
935                 *q++ = flags;
936                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
937                 /*
938                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
939                 * write the extended stream id
940                 */
941                 *q++ = 0x00 | 0x60;
942             }
943             if (private_code != 0)
944                 *q++ = private_code;
945             is_start = 0;
946         }
947         /* header size */
948         header_len = q - buf;
949         /* data len */
950         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
951         if (len > payload_size)
952             len = payload_size;
953         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
954         if (stuffing_len > 0) {
955             /* add stuffing with AFC */
956             if (buf[3] & 0x20) {
957                 /* stuffing already present: increase its size */
958                 afc_len = buf[4] + 1;
959                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
960                         buf + 4 + afc_len,
961                         header_len - (4 + afc_len));
962                 buf[4] += stuffing_len;
963                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
964             } else {
965                 /* add stuffing */
966                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
967                 buf[3] |= 0x20;
968                 buf[4] = stuffing_len - 1;
969                 if (stuffing_len >= 2) {
970                     buf[5] = 0x00;
971                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
972                 }
973             }
974         }
975         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
976         payload += len;
977         payload_size -= len;
978         mpegts_prefix_m2ts_header(s);
979         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
980     }
981     avio_flush(s->pb);
982     ts_st->prev_payload_key = key;
983 }
984
985 static int mpegts_write_packet_internal(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
986 {
987     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
988     int size = pkt->size;
989     uint8_t *buf= pkt->data;
990     uint8_t *data= NULL;
991     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
992     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
993     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
994     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
995
996     if (ts->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->reemit_pat_pmt = 0;
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_INVALIDDATA;
1010     }
1011     ts_st->first_pts_check = 0;
1012
1013     if (st->codec->codec_id == 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 the h264_mp4toannexb bitstream filter (-bsf h264_mp4toannexb)\n");
1020             return AVERROR_INVALIDDATA;
1021         }
1022
1023         do {
1024             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1025             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "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 == CODEC_ID_AAC) {
1041         if (pkt->size < 2)
1042             return AVERROR_INVALIDDATA;
1043         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1044             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
1045             int new_size, err;
1046             if (!adts) {
1047                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC bitstream not in ADTS format "
1048                        "and extradata missing\n");
1049                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1050             }
1051             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1052             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1053                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1054             data = av_malloc(new_size);
1055             if (!data)
1056                 return AVERROR(ENOMEM);
1057             err = ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size,
1058                                              adts->pce_size);
1059             if (err < 0) {
1060                 av_free(data);
1061                 return err;
1062             }
1063             if (adts->pce_size) {
1064                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1065                 adts->pce_size = 0;
1066             }
1067             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1068             buf = data;
1069             size = new_size;
1070         }
1071     }
1072
1073     if (ts_st->payload_size && ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1074         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1075                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1076                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1077         ts_st->payload_size = 0;
1078     }
1079
1080     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO || size > ts->pes_payload_size) {
1081         av_assert0(!ts_st->payload_size);
1082         // for video and subtitle, write a single pes packet
1083         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1084         av_free(data);
1085         return 0;
1086     }
1087
1088     if (!ts_st->payload_size) {
1089         ts_st->payload_pts = pts;
1090         ts_st->payload_dts = dts;
1091         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1092     }
1093
1094     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1095     ts_st->payload_size += size;
1096
1097     av_free(data);
1098
1099     return 0;
1100 }
1101
1102 static void mpegts_write_flush(AVFormatContext *s)
1103 {
1104     int i;
1105
1106     /* flush current packets */
1107     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1108         AVStream *st = s->streams[i];
1109         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1110         if (ts_st->payload_size > 0) {
1111             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1112                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1113                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1114             ts_st->payload_size = 0;
1115         }
1116     }
1117     avio_flush(s->pb);
1118 }
1119
1120 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
1121 {
1122     if (!pkt) {
1123         mpegts_write_flush(s);
1124         return 1;
1125     } else {
1126         return mpegts_write_packet_internal(s, pkt);
1127     }
1128 }
1129
1130 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1131 {
1132     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1133     MpegTSService *service;
1134     int i;
1135
1136     mpegts_write_flush(s);
1137
1138     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1139         AVStream *st = s->streams[i];
1140         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1141         av_freep(&ts_st->payload);
1142         av_freep(&ts_st->adts);
1143     }
1144
1145     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1146         service = ts->services[i];
1147         av_freep(&service->provider_name);
1148         av_freep(&service->name);
1149         av_free(service);
1150     }
1151     av_free(ts->services);
1152
1153     return 0;
1154 }
1155
1156 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1157     .name              = "mpegts",
1158     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1159     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1160     .extensions        = "ts,m2t,m2ts,mts",
1161     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1162     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1163     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1164     .write_header      = mpegts_write_header,
1165     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1166     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1167     .flags             = AVFMT_ALLOW_FLUSH,
1168     .priv_class        = &mpegts_muxer_class,
1169 };