Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavformat / mpegtsenc.c
1 /*
2  * MPEG2 transport stream (aka DVB) muxer
3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/bswap.h"
23 #include "libavutil/crc.h"
24 #include "libavutil/dict.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "libavutil/opt.h"
27 #include "libavutil/avassert.h"
28 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
29 #include "avformat.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "mpegts.h"
32 #include "adts.h"
33
34 #define PCR_TIME_BASE 27000000
35
36 /* write DVB SI sections */
37
38 /*********************************************/
39 /* mpegts section writer */
40
41 typedef struct MpegTSSection {
42     int pid;
43     int cc;
44     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
45     void *opaque;
46 } MpegTSSection;
47
48 typedef struct MpegTSService {
49     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
50     int sid;           /* service ID */
51     char *name;
52     char *provider_name;
53     int pcr_pid;
54     int pcr_packet_count;
55     int pcr_packet_period;
56 } MpegTSService;
57
58 typedef struct MpegTSWrite {
59     const AVClass *av_class;
60     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
61     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
62     MpegTSService **services;
63     int sdt_packet_count;
64     int sdt_packet_period;
65     int pat_packet_count;
66     int pat_packet_period;
67     int nb_services;
68     int onid;
69     int tsid;
70     int64_t first_pcr;
71     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
72     int pes_payload_size;
73
74     int transport_stream_id;
75     int original_network_id;
76     int service_id;
77
78     int pmt_start_pid;
79     int start_pid;
80     int m2ts_mode;
81 } MpegTSWrite;
82
83 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
84 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
85 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
86
87 static const AVOption options[] = {
88     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
89       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
90     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
91       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
92     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
93       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
94     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
95       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x0010, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
96     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
97       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
98     {"mpegts_m2ts_mode", "Enable m2ts mode.",
99         offsetof(MpegTSWrite, m2ts_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },
100         -1,1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
101     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
102     { "pes_payload_size", "Minimum PES packet payload in bytes",
103       offsetof(MpegTSWrite, pes_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT, {DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
104     { NULL },
105 };
106
107 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
108     .class_name     = "MPEGTS muxer",
109     .item_name      = av_default_item_name,
110     .option         = options,
111     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
112 };
113
114 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
115 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
116 {
117     unsigned int crc;
118     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
119     const unsigned char *buf_ptr;
120     unsigned char *q;
121     int first, b, len1, left;
122
123     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
124     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
125     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
126     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
127     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
128
129     /* send each packet */
130     buf_ptr = buf;
131     while (len > 0) {
132         first = (buf == buf_ptr);
133         q = packet;
134         *q++ = 0x47;
135         b = (s->pid >> 8);
136         if (first)
137             b |= 0x40;
138         *q++ = b;
139         *q++ = s->pid;
140         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
141         *q++ = 0x10 | s->cc;
142         if (first)
143             *q++ = 0; /* 0 offset */
144         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
145         if (len1 > len)
146             len1 = len;
147         memcpy(q, buf_ptr, len1);
148         q += len1;
149         /* add known padding data */
150         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
151         if (left > 0)
152             memset(q, 0xff, left);
153
154         s->write_packet(s, packet);
155
156         buf_ptr += len1;
157         len -= len1;
158     }
159 }
160
161 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
162 {
163     uint8_t *q;
164     q = *q_ptr;
165     *q++ = val >> 8;
166     *q++ = val;
167     *q_ptr = q;
168 }
169
170 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
171                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
172                           uint8_t *buf, int len)
173 {
174     uint8_t section[1024], *q;
175     unsigned int tot_len;
176     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
177     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
178
179     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
180     /* check if not too big */
181     if (tot_len > 1024)
182         return AVERROR_INVALIDDATA;
183
184     q = section;
185     *q++ = tid;
186     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
187     put16(&q, id);
188     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
189     *q++ = sec_num;
190     *q++ = last_sec_num;
191     memcpy(q, buf, len);
192
193     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
194     return 0;
195 }
196
197 /*********************************************/
198 /* mpegts writer */
199
200 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
201 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
202
203 /* we retransmit the SI info at this rate */
204 #define SDT_RETRANS_TIME 500
205 #define PAT_RETRANS_TIME 100
206 #define PCR_RETRANS_TIME 20
207
208 typedef struct MpegTSWriteStream {
209     struct MpegTSService *service;
210     int pid; /* stream associated pid */
211     int cc;
212     int payload_size;
213     int first_pts_check; ///< first pts check needed
214     int64_t payload_pts;
215     int64_t payload_dts;
216     int payload_flags;
217     uint8_t *payload;
218     ADTSContext *adts;
219 } MpegTSWriteStream;
220
221 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
222 {
223     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
224     MpegTSService *service;
225     uint8_t data[1012], *q;
226     int i;
227
228     q = data;
229     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
230         service = ts->services[i];
231         put16(&q, service->sid);
232         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
233     }
234     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
235                           data, q - data);
236 }
237
238 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
239 {
240     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
241     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
242     int val, stream_type, i;
243
244     q = data;
245     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
246
247     program_info_length_ptr = q;
248     q += 2; /* patched after */
249
250     /* put program info here */
251
252     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
253     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
254     program_info_length_ptr[1] = val;
255
256     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
257         AVStream *st = s->streams[i];
258         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
259         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
260         switch(st->codec->codec_id) {
261         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
262         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
263             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
264             break;
265         case CODEC_ID_MPEG4:
266             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
267             break;
268         case CODEC_ID_H264:
269             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
270             break;
271         case CODEC_ID_DIRAC:
272             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
273             break;
274         case CODEC_ID_MP2:
275         case CODEC_ID_MP3:
276             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
277             break;
278         case CODEC_ID_AAC:
279             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
280             break;
281         case CODEC_ID_AAC_LATM:
282             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
283             break;
284         case CODEC_ID_AC3:
285             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
286             break;
287         default:
288             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
289             break;
290         }
291         *q++ = stream_type;
292         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
293         desc_length_ptr = q;
294         q += 2; /* patched after */
295
296         /* write optional descriptors here */
297         switch(st->codec->codec_type) {
298         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
299             if(st->codec->codec_id==CODEC_ID_EAC3){
300                 *q++=0x7a; // EAC3 descriptor see A038 DVB SI
301                 *q++=1; // 1 byte, all flags sets to 0
302                 *q++=0; // omit all fields...
303             }
304
305             if (lang) {
306                 char *p;
307                 char *next = lang->value;
308                 uint8_t *len_ptr;
309
310                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
311                 len_ptr = q++;
312                 *len_ptr = 0;
313
314                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
315                     next = strchr(p, ',');
316                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
317                         continue; /* not a 3-letter code */
318
319                     *q++ = *p++;
320                     *q++ = *p++;
321                     *q++ = *p++;
322
323                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
324                     *q++ = 0x01;
325                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
326                     *q++ = 0x02;
327                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
328                     *q++ = 0x03;
329                 else
330                     *q++ = 0; /* undefined type */
331
332                     *len_ptr += 4;
333                 }
334
335                 if (*len_ptr == 0)
336                     q -= 2; /* no language codes were written */
337             }
338             break;
339         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
340             {
341                 const char *language;
342                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
343                 *q++ = 0x59;
344                 *q++ = 8;
345                 *q++ = language[0];
346                 *q++ = language[1];
347                 *q++ = language[2];
348                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
349                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
350                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
351                     q += 4;
352                 } else {
353                     put16(&q, 1); /* page id */
354                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
355                 }
356             }
357             break;
358         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
359             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
360                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
361                 *q++ = 4;
362                 *q++ = 'd';
363                 *q++ = 'r';
364                 *q++ = 'a';
365                 *q++ = 'c';
366             }
367             break;
368         }
369
370         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
371         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
372         desc_length_ptr[1] = val;
373     }
374     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
375                           data, q - data);
376 }
377
378 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
379 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
380 {
381     uint8_t *q;
382     int len;
383
384     q = *q_ptr;
385     if (!str)
386         len = 0;
387     else
388         len = strlen(str);
389     *q++ = len;
390     memcpy(q, str, len);
391     q += len;
392     *q_ptr = q;
393 }
394
395 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
396 {
397     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
398     MpegTSService *service;
399     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
400     int i, running_status, free_ca_mode, val;
401
402     q = data;
403     put16(&q, ts->onid);
404     *q++ = 0xff;
405     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
406         service = ts->services[i];
407         put16(&q, service->sid);
408         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
409         desc_list_len_ptr = q;
410         q += 2;
411         running_status = 4; /* running */
412         free_ca_mode = 0;
413
414         /* write only one descriptor for the service name and provider */
415         *q++ = 0x48;
416         desc_len_ptr = q;
417         q++;
418         *q++ = 0x01; /* digital television service */
419         putstr8(&q, service->provider_name);
420         putstr8(&q, service->name);
421         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
422
423         /* fill descriptor length */
424         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
425             (q - desc_list_len_ptr - 2);
426         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
427         desc_list_len_ptr[1] = val;
428     }
429     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
430                           data, q - data);
431 }
432
433 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
434                                          int sid,
435                                          const char *provider_name,
436                                          const char *name)
437 {
438     MpegTSService *service;
439
440     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
441     if (!service)
442         return NULL;
443     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
444     service->sid = sid;
445     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
446     service->name = av_strdup(name);
447     service->pcr_pid = 0x1fff;
448     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
449     return service;
450 }
451
452 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
453 {
454     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
455            ts->first_pcr;
456 }
457
458 static void mpegts_prefix_m2ts_header(AVFormatContext *s)
459 {
460     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
461     if (ts->m2ts_mode) {
462         int64_t pcr = get_pcr(s->priv_data, s->pb);
463         uint32_t tp_extra_header = pcr % 0x3fffffff;
464         tp_extra_header = AV_RB32(&tp_extra_header);
465         avio_write(s->pb, (unsigned char *) &tp_extra_header,
466                 sizeof(tp_extra_header));
467     }
468 }
469
470 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
471 {
472     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
473     mpegts_prefix_m2ts_header(ctx);
474     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
475 }
476
477 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
478 {
479     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
480     MpegTSWriteStream *ts_st;
481     MpegTSService *service;
482     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
483     AVDictionaryEntry *title, *provider;
484     int i, j;
485     const char *service_name;
486     const char *provider_name;
487     int *pids;
488
489     // round up to a whole number of TS packets
490     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
491
492     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
493     ts->onid = ts->original_network_id;
494     /* allocate a single DVB service */
495     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
496     if (!title)
497         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
498     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
499     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
500     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
501     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
502     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
503     service->pmt.opaque = s;
504     service->pmt.cc = 15;
505
506     ts->pat.pid = PAT_PID;
507     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
508     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
509     ts->pat.opaque = s;
510
511     ts->sdt.pid = SDT_PID;
512     ts->sdt.cc = 15;
513     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
514     ts->sdt.opaque = s;
515
516     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
517     if (!pids)
518         return AVERROR(ENOMEM);
519
520     /* assign pids to each stream */
521     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
522         st = s->streams[i];
523         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
524         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
525         if (!ts_st)
526             goto fail;
527         st->priv_data = ts_st;
528         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
529         if (!ts_st->payload)
530             goto fail;
531         ts_st->service = service;
532         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
533          * this range are assigned a calculated pid. */
534         if (st->id < 16) {
535             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
536         } else if (st->id < 0x1FFF) {
537             ts_st->pid = st->id;
538         } else {
539             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
540             goto fail;
541         }
542         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
543             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
544             goto fail;
545         }
546         for (j = 0; j < i; j++)
547             if (pids[j] == ts_st->pid) {
548                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
549                 goto fail;
550             }
551         pids[i] = ts_st->pid;
552         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
553         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
554         ts_st->first_pts_check = 1;
555         ts_st->cc = 15;
556         /* update PCR pid by using the first video stream */
557         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
558             service->pcr_pid == 0x1fff) {
559             service->pcr_pid = ts_st->pid;
560             pcr_st = st;
561         }
562         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
563             st->codec->extradata_size > 0) {
564             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
565             if (!ts_st->adts)
566                 goto fail;
567             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
568                                          st->codec->extradata_size) < 0)
569                 goto fail;
570         }
571     }
572
573     av_free(pids);
574
575     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
576     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
577         pcr_st = s->streams[0];
578         ts_st = pcr_st->priv_data;
579         service->pcr_pid = ts_st->pid;
580     }
581
582     if (ts->mux_rate > 1) {
583         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
584             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
585         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
586             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
587         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
588             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
589
590         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
591     } else {
592         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
593         ts->sdt_packet_period = 200;
594         ts->pat_packet_period = 40;
595         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
596             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
597                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
598                 service->pcr_packet_period =
599                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
600             } else {
601                 service->pcr_packet_period =
602                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
603             }
604         } else {
605             // max delta PCR 0.1s
606             service->pcr_packet_period =
607                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
608         }
609     }
610
611     // output a PCR as soon as possible
612     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
613     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
614     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
615
616     if (ts->mux_rate == 1)
617         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
618     else
619         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
620     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
621            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
622            service->pcr_packet_period,
623            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
624
625     if (ts->m2ts_mode == -1) {
626         if (av_match_ext(s->filename, "m2ts")) {
627             ts->m2ts_mode = 1;
628         } else {
629             ts->m2ts_mode = 0;
630         }
631     }
632
633     avio_flush(s->pb);
634
635     return 0;
636
637  fail:
638     av_free(pids);
639     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
640         MpegTSWriteStream *ts_st;
641         st = s->streams[i];
642         ts_st = st->priv_data;
643         if (ts_st) {
644             av_freep(&ts_st->payload);
645             av_freep(&ts_st->adts);
646         }
647         av_freep(&st->priv_data);
648     }
649     return AVERROR(EINVAL);
650 }
651
652 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
653 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
654 {
655     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
656     int i;
657
658     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
659         ts->sdt_packet_count = 0;
660         mpegts_write_sdt(s);
661     }
662     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
663         ts->pat_packet_count = 0;
664         mpegts_write_pat(s);
665         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
666             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
667         }
668     }
669 }
670
671 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
672 {
673     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
674
675     *buf++ = pcr_high >> 25;
676     *buf++ = pcr_high >> 17;
677     *buf++ = pcr_high >> 9;
678     *buf++ = pcr_high >> 1;
679     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
680     *buf++ = pcr_low;
681
682     return 6;
683 }
684
685 /* Write a single null transport stream packet */
686 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
687 {
688     uint8_t *q;
689     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
690
691     q = buf;
692     *q++ = 0x47;
693     *q++ = 0x00 | 0x1f;
694     *q++ = 0xff;
695     *q++ = 0x10;
696     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
697     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
698     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
699 }
700
701 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
702 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
703 {
704     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
705     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
706     uint8_t *q;
707     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
708
709     q = buf;
710     *q++ = 0x47;
711     *q++ = ts_st->pid >> 8;
712     *q++ = ts_st->pid;
713     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
714     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
715     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
716     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
717
718     /* PCR coded into 6 bytes */
719     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
720
721     /* stuffing bytes */
722     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
723     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
724     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
725 }
726
727 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
728 {
729     int val;
730
731     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
732     *q++ = val;
733     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
734     *q++ = val >> 8;
735     *q++ = val;
736     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
737     *q++ = val >> 8;
738     *q++ = val;
739 }
740
741 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
742 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
743 {
744     // expect at least one flag to set
745     assert(flag);
746
747     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
748         // no AF yet, set adaptation field flag
749         pkt[3] |= 0x20;
750         // 1 byte length, no flags
751         pkt[4] = 1;
752         pkt[5] = 0;
753     }
754     pkt[5] |= flag;
755 }
756
757 /* Extend the adaptation field by size bytes */
758 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
759 {
760     // expect already existing adaptation field
761     assert(pkt[3] & 0x20);
762     pkt[4] += size;
763 }
764
765 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
766 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
767 {
768     if (pkt[3] & 0x20)
769         return pkt + 5 + pkt[4];
770     else
771         return pkt + 4;
772 }
773
774 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
775  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
776  * to exactly fill the last ts packet.
777  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
778  */
779 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
780                              const uint8_t *payload, int payload_size,
781                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
782 {
783     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
784     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
785     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
786     uint8_t *q;
787     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
788     int afc_len, stuffing_len;
789     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
790     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
791
792     is_start = 1;
793     while (payload_size > 0) {
794         retransmit_si_info(s);
795
796         write_pcr = 0;
797         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
798             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
799                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
800             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
801                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
802                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
803                 write_pcr = 1;
804             }
805         }
806
807         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
808             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
809             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
810             if (write_pcr)
811                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
812             else
813                 mpegts_insert_null_packet(s);
814             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
815         }
816
817         /* prepare packet header */
818         q = buf;
819         *q++ = 0x47;
820         val = (ts_st->pid >> 8);
821         if (is_start)
822             val |= 0x40;
823         *q++ = val;
824         *q++ = ts_st->pid;
825         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
826         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
827         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
828             // set Random Access for key frames
829             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
830                 write_pcr = 1;
831             set_af_flag(buf, 0x40);
832             q = get_ts_payload_start(buf);
833         }
834         if (write_pcr) {
835             set_af_flag(buf, 0x10);
836             q = get_ts_payload_start(buf);
837             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
838             if (ts->mux_rate > 1)
839                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
840             else
841                 pcr = (dts - delay)*300;
842             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
843                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
844             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
845             q = get_ts_payload_start(buf);
846         }
847         if (is_start) {
848             int pes_extension = 0;
849             /* write PES header */
850             *q++ = 0x00;
851             *q++ = 0x00;
852             *q++ = 0x01;
853             private_code = 0;
854             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
855                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
856                     *q++ = 0xfd;
857                 } else
858                     *q++ = 0xe0;
859             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
860                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
861                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
862                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
863                 *q++ = 0xc0;
864             } else {
865                 *q++ = 0xbd;
866                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
867                     private_code = 0x20;
868                 }
869             }
870             header_len = 0;
871             flags = 0;
872             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
873                 header_len += 5;
874                 flags |= 0x80;
875             }
876             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
877                 header_len += 5;
878                 flags |= 0x40;
879             }
880             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
881                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
882                 /* set PES_extension_flag */
883                 pes_extension = 1;
884                 flags |= 0x01;
885
886                 /*
887                 * One byte for PES2 extension flag +
888                 * one byte for extension length +
889                 * one byte for extension id
890                 */
891                 header_len += 3;
892             }
893             len = payload_size + header_len + 3;
894             if (private_code != 0)
895                 len++;
896             if (len > 0xffff)
897                 len = 0;
898             *q++ = len >> 8;
899             *q++ = len;
900             val = 0x80;
901             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
902             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
903                 val |= 0x04;
904             *q++ = val;
905             *q++ = flags;
906             *q++ = header_len;
907             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
908                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
909                 q += 5;
910             }
911             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
912                 write_pts(q, 1, dts);
913                 q += 5;
914             }
915             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
916                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
917                 *q++ = flags;
918                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
919                 /*
920                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
921                 * write the extended stream id
922                 */
923                 *q++ = 0x00 | 0x60;
924             }
925             if (private_code != 0)
926                 *q++ = private_code;
927             is_start = 0;
928         }
929         /* header size */
930         header_len = q - buf;
931         /* data len */
932         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
933         if (len > payload_size)
934             len = payload_size;
935         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
936         if (stuffing_len > 0) {
937             /* add stuffing with AFC */
938             if (buf[3] & 0x20) {
939                 /* stuffing already present: increase its size */
940                 afc_len = buf[4] + 1;
941                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
942                         buf + 4 + afc_len,
943                         header_len - (4 + afc_len));
944                 buf[4] += stuffing_len;
945                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
946             } else {
947                 /* add stuffing */
948                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
949                 buf[3] |= 0x20;
950                 buf[4] = stuffing_len - 1;
951                 if (stuffing_len >= 2) {
952                     buf[5] = 0x00;
953                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
954                 }
955             }
956         }
957         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
958         payload += len;
959         payload_size -= len;
960         mpegts_prefix_m2ts_header(s);
961         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
962     }
963     avio_flush(s->pb);
964 }
965
966 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
967 {
968     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
969     int size = pkt->size;
970     uint8_t *buf= pkt->data;
971     uint8_t *data= NULL;
972     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
973     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
974     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
975     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
976
977     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
978         pts = pkt->pts + delay;
979     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
980         dts = pkt->dts + delay;
981
982     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
983         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
984         return AVERROR_INVALIDDATA;
985     }
986     ts_st->first_pts_check = 0;
987
988     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
989         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
990         uint32_t state = -1;
991
992         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
993             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
994                    "no startcode found, use the h264_mp4toannexb bitstream filter\n");
995             return AVERROR_INVALIDDATA;
996         }
997
998         do {
999             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1000             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
1001         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
1002                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
1003
1004         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
1005             data = av_malloc(pkt->size+6);
1006             if (!data)
1007                 return AVERROR(ENOMEM);
1008             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
1009             AV_WB32(data, 0x00000001);
1010             data[4] = 0x09;
1011             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1012             buf  = data;
1013             size = pkt->size+6;
1014         }
1015     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
1016         if (pkt->size < 2)
1017             return AVERROR_INVALIDDATA;
1018         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1019             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
1020             int new_size, err;
1021             if (!adts) {
1022                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC bitstream not in ADTS format "
1023                        "and extradata missing\n");
1024                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1025             }
1026             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1027             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1028                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1029             data = av_malloc(new_size);
1030             if (!data)
1031                 return AVERROR(ENOMEM);
1032             err = ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size,
1033                                              adts->pce_size);
1034             if (err < 0) {
1035                 av_free(data);
1036                 return err;
1037             }
1038             if (adts->pce_size) {
1039                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1040                 adts->pce_size = 0;
1041             }
1042             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1043             buf = data;
1044             size = new_size;
1045         }
1046     }
1047
1048     if (ts_st->payload_size && ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1049         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1050                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1051                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1052         ts_st->payload_size = 0;
1053     }
1054
1055     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO || size > ts->pes_payload_size) {
1056         av_assert0(!ts_st->payload_size);
1057         // for video and subtitle, write a single pes packet
1058         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1059         av_free(data);
1060         return 0;
1061     }
1062
1063     if (!ts_st->payload_size) {
1064         ts_st->payload_pts = pts;
1065         ts_st->payload_dts = dts;
1066         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1067     }
1068
1069     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1070     ts_st->payload_size += size;
1071
1072     av_free(data);
1073
1074     return 0;
1075 }
1076
1077 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1078 {
1079     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1080     MpegTSWriteStream *ts_st;
1081     MpegTSService *service;
1082     AVStream *st;
1083     int i;
1084
1085     /* flush current packets */
1086     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1087         st = s->streams[i];
1088         ts_st = st->priv_data;
1089         if (ts_st->payload_size > 0) {
1090             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1091                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1092                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1093         }
1094         av_freep(&ts_st->payload);
1095         av_freep(&ts_st->adts);
1096     }
1097     avio_flush(s->pb);
1098
1099     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1100         service = ts->services[i];
1101         av_freep(&service->provider_name);
1102         av_freep(&service->name);
1103         av_free(service);
1104     }
1105     av_free(ts->services);
1106
1107     return 0;
1108 }
1109
1110 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1111     .name              = "mpegts",
1112     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1113     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1114     .extensions        = "ts,m2t,m2ts,mts",
1115     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1116     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1117     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1118     .write_header      = mpegts_write_header,
1119     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1120     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1121     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1122 };