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
73     int transport_stream_id;
74     int original_network_id;
75     int service_id;
76
77     int pmt_start_pid;
78     int start_pid;
79     int m2ts_mode;
80 } MpegTSWrite;
81
82 static const AVOption options[] = {
83     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
84       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
85     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
86       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
87     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
88       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
89     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
90       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x0010, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
91     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
92       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
93     {"mpegts_m2ts_mode", "Enable m2ts mode.",
94         offsetof(MpegTSWrite, m2ts_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },
95         -1,1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
96     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
97     { NULL },
98 };
99
100 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
101     .class_name     = "MPEGTS muxer",
102     .item_name      = av_default_item_name,
103     .option         = options,
104     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
105 };
106
107 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
108 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
109 {
110     unsigned int crc;
111     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
112     const unsigned char *buf_ptr;
113     unsigned char *q;
114     int first, b, len1, left;
115
116     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
117     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
118     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
119     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
120     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
121
122     /* send each packet */
123     buf_ptr = buf;
124     while (len > 0) {
125         first = (buf == buf_ptr);
126         q = packet;
127         *q++ = 0x47;
128         b = (s->pid >> 8);
129         if (first)
130             b |= 0x40;
131         *q++ = b;
132         *q++ = s->pid;
133         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
134         *q++ = 0x10 | s->cc;
135         if (first)
136             *q++ = 0; /* 0 offset */
137         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
138         if (len1 > len)
139             len1 = len;
140         memcpy(q, buf_ptr, len1);
141         q += len1;
142         /* add known padding data */
143         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
144         if (left > 0)
145             memset(q, 0xff, left);
146
147         s->write_packet(s, packet);
148
149         buf_ptr += len1;
150         len -= len1;
151     }
152 }
153
154 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
155 {
156     uint8_t *q;
157     q = *q_ptr;
158     *q++ = val >> 8;
159     *q++ = val;
160     *q_ptr = q;
161 }
162
163 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
164                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
165                           uint8_t *buf, int len)
166 {
167     uint8_t section[1024], *q;
168     unsigned int tot_len;
169     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
170     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
171
172     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
173     /* check if not too big */
174     if (tot_len > 1024)
175         return -1;
176
177     q = section;
178     *q++ = tid;
179     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
180     put16(&q, id);
181     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
182     *q++ = sec_num;
183     *q++ = last_sec_num;
184     memcpy(q, buf, len);
185
186     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
187     return 0;
188 }
189
190 /*********************************************/
191 /* mpegts writer */
192
193 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
194 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
195
196 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
197 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
198 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
199
200 /* we retransmit the SI info at this rate */
201 #define SDT_RETRANS_TIME 500
202 #define PAT_RETRANS_TIME 100
203 #define PCR_RETRANS_TIME 20
204
205 typedef struct MpegTSWriteStream {
206     struct MpegTSService *service;
207     int pid; /* stream associated pid */
208     int cc;
209     int payload_index;
210     int first_pts_check; ///< first pts check needed
211     int64_t payload_pts;
212     int64_t payload_dts;
213     int payload_flags;
214     uint8_t payload[DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE];
215     ADTSContext *adts;
216 } MpegTSWriteStream;
217
218 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
219 {
220     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
221     MpegTSService *service;
222     uint8_t data[1012], *q;
223     int i;
224
225     q = data;
226     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
227         service = ts->services[i];
228         put16(&q, service->sid);
229         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
230     }
231     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
232                           data, q - data);
233 }
234
235 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
236 {
237     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
238     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
239     int val, stream_type, i;
240
241     q = data;
242     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
243
244     program_info_length_ptr = q;
245     q += 2; /* patched after */
246
247     /* put program info here */
248
249     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
250     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
251     program_info_length_ptr[1] = val;
252
253     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
254         AVStream *st = s->streams[i];
255         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
256         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
257         switch(st->codec->codec_id) {
258         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
259         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
260             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
261             break;
262         case CODEC_ID_MPEG4:
263             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
264             break;
265         case CODEC_ID_H264:
266             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
267             break;
268         case CODEC_ID_DIRAC:
269             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
270             break;
271         case CODEC_ID_MP2:
272         case CODEC_ID_MP3:
273             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
274             break;
275         case CODEC_ID_AAC:
276             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
277             break;
278         case CODEC_ID_AAC_LATM:
279             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
280             break;
281         case CODEC_ID_AC3:
282             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
283             break;
284         default:
285             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
286             break;
287         }
288         *q++ = stream_type;
289         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
290         desc_length_ptr = q;
291         q += 2; /* patched after */
292
293         /* write optional descriptors here */
294         switch(st->codec->codec_type) {
295         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
296             if (lang) {
297                 char *p;
298                 char *next = lang->value;
299                 uint8_t *len_ptr;
300
301                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
302                 len_ptr = q++;
303                 *len_ptr = 0;
304
305                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
306                     next = strchr(p, ',');
307                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
308                         continue; /* not a 3-letter code */
309
310                     *q++ = *p++;
311                     *q++ = *p++;
312                     *q++ = *p++;
313
314                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
315                     *q++ = 0x01;
316                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
317                     *q++ = 0x02;
318                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
319                     *q++ = 0x03;
320                 else
321                     *q++ = 0; /* undefined type */
322
323                     *len_ptr += 4;
324                 }
325
326                 if (*len_ptr == 0)
327                     q -= 2; /* no language codes were written */
328             }
329             break;
330         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
331             {
332                 const char *language;
333                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
334                 *q++ = 0x59;
335                 *q++ = 8;
336                 *q++ = language[0];
337                 *q++ = language[1];
338                 *q++ = language[2];
339                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
340                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
341                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
342                     q += 4;
343                 } else {
344                     put16(&q, 1); /* page id */
345                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
346                 }
347             }
348             break;
349         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
350             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
351                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
352                 *q++ = 4;
353                 *q++ = 'd';
354                 *q++ = 'r';
355                 *q++ = 'a';
356                 *q++ = 'c';
357             }
358             break;
359         }
360
361         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
362         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
363         desc_length_ptr[1] = val;
364     }
365     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
366                           data, q - data);
367 }
368
369 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
370 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
371 {
372     uint8_t *q;
373     int len;
374
375     q = *q_ptr;
376     if (!str)
377         len = 0;
378     else
379         len = strlen(str);
380     *q++ = len;
381     memcpy(q, str, len);
382     q += len;
383     *q_ptr = q;
384 }
385
386 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
387 {
388     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
389     MpegTSService *service;
390     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
391     int i, running_status, free_ca_mode, val;
392
393     q = data;
394     put16(&q, ts->onid);
395     *q++ = 0xff;
396     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
397         service = ts->services[i];
398         put16(&q, service->sid);
399         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
400         desc_list_len_ptr = q;
401         q += 2;
402         running_status = 4; /* running */
403         free_ca_mode = 0;
404
405         /* write only one descriptor for the service name and provider */
406         *q++ = 0x48;
407         desc_len_ptr = q;
408         q++;
409         *q++ = 0x01; /* digital television service */
410         putstr8(&q, service->provider_name);
411         putstr8(&q, service->name);
412         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
413
414         /* fill descriptor length */
415         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
416             (q - desc_list_len_ptr - 2);
417         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
418         desc_list_len_ptr[1] = val;
419     }
420     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
421                           data, q - data);
422 }
423
424 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
425                                          int sid,
426                                          const char *provider_name,
427                                          const char *name)
428 {
429     MpegTSService *service;
430
431     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
432     if (!service)
433         return NULL;
434     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
435     service->sid = sid;
436     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
437     service->name = av_strdup(name);
438     service->pcr_pid = 0x1fff;
439     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
440     return service;
441 }
442
443 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
444 {
445     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
446            ts->first_pcr;
447 }
448
449 static void mpegts_prefix_m2ts_header(AVFormatContext *s)
450 {
451     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
452     if (ts->m2ts_mode) {
453         int64_t pcr = get_pcr(s->priv_data, s->pb);
454         uint32_t tp_extra_header = pcr % 0x3fffffff;
455         tp_extra_header = AV_RB32(&tp_extra_header);
456         avio_write(s->pb, (unsigned char *) &tp_extra_header,
457                 sizeof(tp_extra_header));
458     }
459 }
460
461 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
462 {
463     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
464     mpegts_prefix_m2ts_header(ctx);
465     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
466 }
467
468 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
469 {
470     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
471     MpegTSWriteStream *ts_st;
472     MpegTSService *service;
473     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
474     AVDictionaryEntry *title, *provider;
475     int i, j;
476     const char *service_name;
477     const char *provider_name;
478     int *pids;
479
480     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
481     ts->onid = ts->original_network_id;
482     /* allocate a single DVB service */
483     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
484     if (!title)
485         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
486     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
487     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
488     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
489     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
490     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
491     service->pmt.opaque = s;
492     service->pmt.cc = 15;
493
494     ts->pat.pid = PAT_PID;
495     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
496     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
497     ts->pat.opaque = s;
498
499     ts->sdt.pid = SDT_PID;
500     ts->sdt.cc = 15;
501     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
502     ts->sdt.opaque = s;
503
504     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
505     if (!pids)
506         return AVERROR(ENOMEM);
507
508     /* assign pids to each stream */
509     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
510         st = s->streams[i];
511         av_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
512         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
513         if (!ts_st)
514             goto fail;
515         st->priv_data = ts_st;
516         ts_st->service = service;
517         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
518          * this range are assigned a calculated pid. */
519         if (st->id < 16) {
520             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
521         } else if (st->id < 0x1FFF) {
522             ts_st->pid = st->id;
523         } else {
524             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
525             goto fail;
526         }
527         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
528             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
529             goto fail;
530         }
531         for (j = 0; j < i; j++)
532             if (pids[j] == ts_st->pid) {
533                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
534                 goto fail;
535             }
536         pids[i] = ts_st->pid;
537         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
538         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
539         ts_st->first_pts_check = 1;
540         ts_st->cc = 15;
541         /* update PCR pid by using the first video stream */
542         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
543             service->pcr_pid == 0x1fff) {
544             service->pcr_pid = ts_st->pid;
545             pcr_st = st;
546         }
547         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
548             st->codec->extradata_size > 0) {
549             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
550             if (!ts_st->adts)
551                 return AVERROR(ENOMEM);
552             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
553                                          st->codec->extradata_size) < 0)
554                 return -1;
555         }
556     }
557
558     av_free(pids);
559
560     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
561     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
562         pcr_st = s->streams[0];
563         ts_st = pcr_st->priv_data;
564         service->pcr_pid = ts_st->pid;
565     }
566
567 #if FF_API_MUXRATE
568     if (s->mux_rate)
569         ts->mux_rate = s->mux_rate;
570 #endif
571
572     if (ts->mux_rate > 1) {
573         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
574             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
575         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
576             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
577         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
578             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
579
580         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
581     } else {
582         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
583         ts->sdt_packet_period = 200;
584         ts->pat_packet_period = 40;
585         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
586             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
587                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
588                 service->pcr_packet_period =
589                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
590             } else {
591                 service->pcr_packet_period =
592                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
593             }
594         } else {
595             // max delta PCR 0.1s
596             service->pcr_packet_period =
597                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
598         }
599     }
600
601     // output a PCR as soon as possible
602     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
603     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
604     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
605
606     if (ts->mux_rate == 1)
607         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
608     else
609         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
610     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
611            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
612            service->pcr_packet_period,
613            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
614
615     if (ts->m2ts_mode == -1) {
616         if (av_match_ext(s->filename, "m2ts")) {
617             ts->m2ts_mode = 1;
618         } else {
619             ts->m2ts_mode = 0;
620         }
621     }
622
623     avio_flush(s->pb);
624
625     return 0;
626
627  fail:
628     av_free(pids);
629     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
630         st = s->streams[i];
631         av_freep(&st->priv_data);
632     }
633     return -1;
634 }
635
636 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
637 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
638 {
639     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
640     int i;
641
642     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
643         ts->sdt_packet_count = 0;
644         mpegts_write_sdt(s);
645     }
646     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
647         ts->pat_packet_count = 0;
648         mpegts_write_pat(s);
649         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
650             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
651         }
652     }
653 }
654
655 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
656 {
657     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
658
659     *buf++ = pcr_high >> 25;
660     *buf++ = pcr_high >> 17;
661     *buf++ = pcr_high >> 9;
662     *buf++ = pcr_high >> 1;
663     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
664     *buf++ = pcr_low;
665
666     return 6;
667 }
668
669 /* Write a single null transport stream packet */
670 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
671 {
672     uint8_t *q;
673     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
674
675     q = buf;
676     *q++ = 0x47;
677     *q++ = 0x00 | 0x1f;
678     *q++ = 0xff;
679     *q++ = 0x10;
680     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
681     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
682     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
683 }
684
685 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
686 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
687 {
688     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
689     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
690     uint8_t *q;
691     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
692
693     q = buf;
694     *q++ = 0x47;
695     *q++ = ts_st->pid >> 8;
696     *q++ = ts_st->pid;
697     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
698     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
699     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
700     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
701
702     /* PCR coded into 6 bytes */
703     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
704
705     /* stuffing bytes */
706     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
707     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
708     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
709 }
710
711 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
712 {
713     int val;
714
715     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
716     *q++ = val;
717     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
718     *q++ = val >> 8;
719     *q++ = val;
720     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
721     *q++ = val >> 8;
722     *q++ = val;
723 }
724
725 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
726 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
727 {
728     // expect at least one flag to set
729     assert(flag);
730
731     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
732         // no AF yet, set adaptation field flag
733         pkt[3] |= 0x20;
734         // 1 byte length, no flags
735         pkt[4] = 1;
736         pkt[5] = 0;
737     }
738     pkt[5] |= flag;
739 }
740
741 /* Extend the adaptation field by size bytes */
742 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
743 {
744     // expect already existing adaptation field
745     assert(pkt[3] & 0x20);
746     pkt[4] += size;
747 }
748
749 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
750 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
751 {
752     if (pkt[3] & 0x20)
753         return pkt + 5 + pkt[4];
754     else
755         return pkt + 4;
756 }
757
758 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
759  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
760  * to exactly fill the last ts packet.
761  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
762  */
763 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
764                              const uint8_t *payload, int payload_size,
765                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
766 {
767     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
768     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
769     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
770     uint8_t *q;
771     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
772     int afc_len, stuffing_len;
773     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
774     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
775
776     is_start = 1;
777     while (payload_size > 0) {
778         retransmit_si_info(s);
779
780         write_pcr = 0;
781         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
782             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
783                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
784             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
785                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
786                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
787                 write_pcr = 1;
788             }
789         }
790
791         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
792             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
793             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
794             if (write_pcr)
795                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
796             else
797                 mpegts_insert_null_packet(s);
798             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
799         }
800
801         /* prepare packet header */
802         q = buf;
803         *q++ = 0x47;
804         val = (ts_st->pid >> 8);
805         if (is_start)
806             val |= 0x40;
807         *q++ = val;
808         *q++ = ts_st->pid;
809         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
810         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
811         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
812             // set Random Access for key frames
813             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
814                 write_pcr = 1;
815             set_af_flag(buf, 0x40);
816             q = get_ts_payload_start(buf);
817         }
818         if (write_pcr) {
819             set_af_flag(buf, 0x10);
820             q = get_ts_payload_start(buf);
821             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
822             if (ts->mux_rate > 1)
823                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
824             else
825                 pcr = (dts - delay)*300;
826             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
827                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
828             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
829             q = get_ts_payload_start(buf);
830         }
831         if (is_start) {
832             int pes_extension = 0;
833             /* write PES header */
834             *q++ = 0x00;
835             *q++ = 0x00;
836             *q++ = 0x01;
837             private_code = 0;
838             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
839                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
840                     *q++ = 0xfd;
841                 } else
842                     *q++ = 0xe0;
843             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
844                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
845                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
846                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
847                 *q++ = 0xc0;
848             } else {
849                 *q++ = 0xbd;
850                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
851                     private_code = 0x20;
852                 }
853             }
854             header_len = 0;
855             flags = 0;
856             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
857                 header_len += 5;
858                 flags |= 0x80;
859             }
860             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
861                 header_len += 5;
862                 flags |= 0x40;
863             }
864             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
865                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
866                 /* set PES_extension_flag */
867                 pes_extension = 1;
868                 flags |= 0x01;
869
870                 /*
871                 * One byte for PES2 extension flag +
872                 * one byte for extension length +
873                 * one byte for extension id
874                 */
875                 header_len += 3;
876             }
877             len = payload_size + header_len + 3;
878             if (private_code != 0)
879                 len++;
880             if (len > 0xffff)
881                 len = 0;
882             *q++ = len >> 8;
883             *q++ = len;
884             val = 0x80;
885             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
886             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
887                 val |= 0x04;
888             *q++ = val;
889             *q++ = flags;
890             *q++ = header_len;
891             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
892                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
893                 q += 5;
894             }
895             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
896                 write_pts(q, 1, dts);
897                 q += 5;
898             }
899             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
900                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
901                 *q++ = flags;
902                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
903                 /*
904                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
905                 * write the extended stream id
906                 */
907                 *q++ = 0x00 | 0x60;
908             }
909             if (private_code != 0)
910                 *q++ = private_code;
911             is_start = 0;
912         }
913         /* header size */
914         header_len = q - buf;
915         /* data len */
916         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
917         if (len > payload_size)
918             len = payload_size;
919         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
920         if (stuffing_len > 0) {
921             /* add stuffing with AFC */
922             if (buf[3] & 0x20) {
923                 /* stuffing already present: increase its size */
924                 afc_len = buf[4] + 1;
925                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
926                         buf + 4 + afc_len,
927                         header_len - (4 + afc_len));
928                 buf[4] += stuffing_len;
929                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
930             } else {
931                 /* add stuffing */
932                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
933                 buf[3] |= 0x20;
934                 buf[4] = stuffing_len - 1;
935                 if (stuffing_len >= 2) {
936                     buf[5] = 0x00;
937                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
938                 }
939             }
940         }
941         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
942         payload += len;
943         payload_size -= len;
944         mpegts_prefix_m2ts_header(s);
945         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
946     }
947     avio_flush(s->pb);
948 }
949
950 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
951 {
952     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
953     int size = pkt->size;
954     uint8_t *buf= pkt->data;
955     uint8_t *data= NULL;
956     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
957     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
958     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
959
960     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
961         pts = pkt->pts + delay;
962     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
963         dts = pkt->dts + delay;
964
965     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
966         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
967         return -1;
968     }
969     ts_st->first_pts_check = 0;
970
971     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
972         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
973         uint32_t state = -1;
974
975         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
976             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "h264 bitstream malformated, "
977                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
978             return -1;
979         }
980
981         do {
982             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
983             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
984         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
985                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
986
987         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
988             data = av_malloc(pkt->size+6);
989             if (!data)
990                 return -1;
991             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
992             AV_WB32(data, 0x00000001);
993             data[4] = 0x09;
994             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
995             buf  = data;
996             size = pkt->size+6;
997         }
998     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
999         if (pkt->size < 2)
1000             return -1;
1001         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1002             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
1003             int new_size;
1004             if (!adts) {
1005                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
1006                        "and extradata missing\n");
1007                 return -1;
1008             }
1009             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1010             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1011                 return -1;
1012             data = av_malloc(new_size);
1013             if (!data)
1014                 return AVERROR(ENOMEM);
1015             ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size, adts->pce_size);
1016             if (adts->pce_size) {
1017                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1018                 adts->pce_size = 0;
1019             }
1020             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1021             buf = data;
1022             size = new_size;
1023         }
1024     }
1025
1026     if (ts_st->payload_index && ts_st->payload_index + size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
1027         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1028                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1029                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1030         ts_st->payload_index = 0;
1031     }
1032
1033     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO || size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
1034         av_assert0(!ts_st->payload_index);
1035         // for video and subtitle, write a single pes packet
1036         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1037         av_free(data);
1038         return 0;
1039     }
1040
1041     if (!ts_st->payload_index) {
1042         ts_st->payload_pts = pts;
1043         ts_st->payload_dts = dts;
1044         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1045     }
1046
1047     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_index, buf, size);
1048     ts_st->payload_index += size;
1049
1050     av_free(data);
1051
1052     return 0;
1053 }
1054
1055 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1056 {
1057     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1058     MpegTSWriteStream *ts_st;
1059     MpegTSService *service;
1060     AVStream *st;
1061     int i;
1062
1063     /* flush current packets */
1064     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1065         st = s->streams[i];
1066         ts_st = st->priv_data;
1067         if (ts_st->payload_index > 0) {
1068             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1069                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1070                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1071         }
1072         av_freep(&ts_st->adts);
1073     }
1074     avio_flush(s->pb);
1075
1076     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1077         service = ts->services[i];
1078         av_freep(&service->provider_name);
1079         av_freep(&service->name);
1080         av_free(service);
1081     }
1082     av_free(ts->services);
1083
1084     return 0;
1085 }
1086
1087 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1088     .name              = "mpegts",
1089     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1090     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1091     .extensions        = "ts,m2t,m2ts",
1092     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1093     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1094     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1095     .write_header      = mpegts_write_header,
1096     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1097     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1098     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1099 };