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 "libavcodec/mpegvideo.h"
28 #include "avformat.h"
29 #include "internal.h"
30 #include "mpegts.h"
31 #include "adts.h"
32
33 #define PCR_TIME_BASE 27000000
34
35 /* write DVB SI sections */
36
37 /*********************************************/
38 /* mpegts section writer */
39
40 typedef struct MpegTSSection {
41     int pid;
42     int cc;
43     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
44     void *opaque;
45 } MpegTSSection;
46
47 typedef struct MpegTSService {
48     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
49     int sid;           /* service ID */
50     char *name;
51     char *provider_name;
52     int pcr_pid;
53     int pcr_packet_count;
54     int pcr_packet_period;
55 } MpegTSService;
56
57 typedef struct MpegTSWrite {
58     const AVClass *av_class;
59     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
60     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
61     MpegTSService **services;
62     int sdt_packet_count;
63     int sdt_packet_period;
64     int pat_packet_count;
65     int pat_packet_period;
66     int nb_services;
67     int onid;
68     int tsid;
69     int64_t first_pcr;
70     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
71
72     int transport_stream_id;
73     int original_network_id;
74     int service_id;
75
76     int pmt_start_pid;
77     int start_pid;
78     int m2ts_mode;
79 } MpegTSWrite;
80
81 static const AVOption options[] = {
82     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
83       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
84     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
85       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
86     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
87       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
88     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
89       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x0010, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
90     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
91       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
92     {"mpegts_m2ts_mode", "Enable m2ts mode.",
93         offsetof(MpegTSWrite, m2ts_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },
94         -1,1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
95     { NULL },
96 };
97
98 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
99     .class_name     = "MPEGTS muxer",
100     .item_name      = av_default_item_name,
101     .option         = options,
102     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
103 };
104
105 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
106 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
107 {
108     unsigned int crc;
109     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
110     const unsigned char *buf_ptr;
111     unsigned char *q;
112     int first, b, len1, left;
113
114     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
115     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
116     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
117     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
118     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
119
120     /* send each packet */
121     buf_ptr = buf;
122     while (len > 0) {
123         first = (buf == buf_ptr);
124         q = packet;
125         *q++ = 0x47;
126         b = (s->pid >> 8);
127         if (first)
128             b |= 0x40;
129         *q++ = b;
130         *q++ = s->pid;
131         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
132         *q++ = 0x10 | s->cc;
133         if (first)
134             *q++ = 0; /* 0 offset */
135         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
136         if (len1 > len)
137             len1 = len;
138         memcpy(q, buf_ptr, len1);
139         q += len1;
140         /* add known padding data */
141         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
142         if (left > 0)
143             memset(q, 0xff, left);
144
145         s->write_packet(s, packet);
146
147         buf_ptr += len1;
148         len -= len1;
149     }
150 }
151
152 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
153 {
154     uint8_t *q;
155     q = *q_ptr;
156     *q++ = val >> 8;
157     *q++ = val;
158     *q_ptr = q;
159 }
160
161 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
162                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
163                           uint8_t *buf, int len)
164 {
165     uint8_t section[1024], *q;
166     unsigned int tot_len;
167     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
168     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
169
170     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
171     /* check if not too big */
172     if (tot_len > 1024)
173         return -1;
174
175     q = section;
176     *q++ = tid;
177     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
178     put16(&q, id);
179     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
180     *q++ = sec_num;
181     *q++ = last_sec_num;
182     memcpy(q, buf, len);
183
184     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
185     return 0;
186 }
187
188 /*********************************************/
189 /* mpegts writer */
190
191 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
192 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
193
194 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
195 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
196 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
197
198 /* we retransmit the SI info at this rate */
199 #define SDT_RETRANS_TIME 500
200 #define PAT_RETRANS_TIME 100
201 #define PCR_RETRANS_TIME 20
202
203 typedef struct MpegTSWriteStream {
204     struct MpegTSService *service;
205     int pid; /* stream associated pid */
206     int cc;
207     int payload_index;
208     int first_pts_check; ///< first pts check needed
209     int64_t payload_pts;
210     int64_t payload_dts;
211     int payload_flags;
212     uint8_t payload[DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE];
213     ADTSContext *adts;
214 } MpegTSWriteStream;
215
216 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
217 {
218     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
219     MpegTSService *service;
220     uint8_t data[1012], *q;
221     int i;
222
223     q = data;
224     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
225         service = ts->services[i];
226         put16(&q, service->sid);
227         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
228     }
229     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
230                           data, q - data);
231 }
232
233 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
234 {
235     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
236     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
237     int val, stream_type, i;
238
239     q = data;
240     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
241
242     program_info_length_ptr = q;
243     q += 2; /* patched after */
244
245     /* put program info here */
246
247     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
248     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
249     program_info_length_ptr[1] = val;
250
251     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
252         AVStream *st = s->streams[i];
253         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
254         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
255         switch(st->codec->codec_id) {
256         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
257         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
258             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
259             break;
260         case CODEC_ID_MPEG4:
261             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
262             break;
263         case CODEC_ID_H264:
264             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
265             break;
266         case CODEC_ID_DIRAC:
267             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
268             break;
269         case CODEC_ID_MP2:
270         case CODEC_ID_MP3:
271             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
272             break;
273         case CODEC_ID_AAC:
274             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
275             break;
276         case CODEC_ID_AAC_LATM:
277             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
278             break;
279         case CODEC_ID_AC3:
280             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
281             break;
282         default:
283             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
284             break;
285         }
286         *q++ = stream_type;
287         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
288         desc_length_ptr = q;
289         q += 2; /* patched after */
290
291         /* write optional descriptors here */
292         switch(st->codec->codec_type) {
293         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
294             if (lang) {
295                 char *p;
296                 char *next = lang->value;
297                 uint8_t *len_ptr;
298
299                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
300                 len_ptr = q++;
301                 *len_ptr = 0;
302
303                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
304                     next = strchr(p, ',');
305                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
306                         continue; /* not a 3-letter code */
307
308                     *q++ = *p++;
309                     *q++ = *p++;
310                     *q++ = *p++;
311
312                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
313                     *q++ = 0x01;
314                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
315                     *q++ = 0x02;
316                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
317                     *q++ = 0x03;
318                 else
319                     *q++ = 0; /* undefined type */
320
321                     *len_ptr += 4;
322                 }
323
324                 if (*len_ptr == 0)
325                     q -= 2; /* no language codes were written */
326             }
327             break;
328         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
329             {
330                 const char *language;
331                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
332                 *q++ = 0x59;
333                 *q++ = 8;
334                 *q++ = language[0];
335                 *q++ = language[1];
336                 *q++ = language[2];
337                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
338                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
339                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
340                     q += 4;
341                 } else {
342                     put16(&q, 1); /* page id */
343                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
344                 }
345             }
346             break;
347         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
348             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
349                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
350                 *q++ = 4;
351                 *q++ = 'd';
352                 *q++ = 'r';
353                 *q++ = 'a';
354                 *q++ = 'c';
355             }
356             break;
357         }
358
359         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
360         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
361         desc_length_ptr[1] = val;
362     }
363     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
364                           data, q - data);
365 }
366
367 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
368 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
369 {
370     uint8_t *q;
371     int len;
372
373     q = *q_ptr;
374     if (!str)
375         len = 0;
376     else
377         len = strlen(str);
378     *q++ = len;
379     memcpy(q, str, len);
380     q += len;
381     *q_ptr = q;
382 }
383
384 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
385 {
386     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
387     MpegTSService *service;
388     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
389     int i, running_status, free_ca_mode, val;
390
391     q = data;
392     put16(&q, ts->onid);
393     *q++ = 0xff;
394     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
395         service = ts->services[i];
396         put16(&q, service->sid);
397         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
398         desc_list_len_ptr = q;
399         q += 2;
400         running_status = 4; /* running */
401         free_ca_mode = 0;
402
403         /* write only one descriptor for the service name and provider */
404         *q++ = 0x48;
405         desc_len_ptr = q;
406         q++;
407         *q++ = 0x01; /* digital television service */
408         putstr8(&q, service->provider_name);
409         putstr8(&q, service->name);
410         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
411
412         /* fill descriptor length */
413         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
414             (q - desc_list_len_ptr - 2);
415         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
416         desc_list_len_ptr[1] = val;
417     }
418     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
419                           data, q - data);
420 }
421
422 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
423                                          int sid,
424                                          const char *provider_name,
425                                          const char *name)
426 {
427     MpegTSService *service;
428
429     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
430     if (!service)
431         return NULL;
432     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
433     service->sid = sid;
434     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
435     service->name = av_strdup(name);
436     service->pcr_pid = 0x1fff;
437     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
438     return service;
439 }
440
441 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
442 {
443     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
444            ts->first_pcr;
445 }
446
447 static void mpegts_prefix_m2ts_header(AVFormatContext *s)
448 {
449     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
450     if (ts->m2ts_mode) {
451         int64_t pcr = get_pcr(s->priv_data, s->pb);
452         uint32_t tp_extra_header = pcr % 0x3fffffff;
453         tp_extra_header = AV_RB32(&tp_extra_header);
454         avio_write(s->pb, (unsigned char *) &tp_extra_header,
455                 sizeof(tp_extra_header));
456     }
457 }
458
459 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
460 {
461     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
462     mpegts_prefix_m2ts_header(ctx);
463     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
464 }
465
466 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
467 {
468     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
469     MpegTSWriteStream *ts_st;
470     MpegTSService *service;
471     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
472     AVDictionaryEntry *title, *provider;
473     int i, j;
474     const char *service_name;
475     const char *provider_name;
476     int *pids;
477
478     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
479     ts->onid = ts->original_network_id;
480     /* allocate a single DVB service */
481     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
482     if (!title)
483         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
484     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
485     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
486     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
487     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
488     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
489     service->pmt.opaque = s;
490     service->pmt.cc = 15;
491
492     ts->pat.pid = PAT_PID;
493     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
494     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
495     ts->pat.opaque = s;
496
497     ts->sdt.pid = SDT_PID;
498     ts->sdt.cc = 15;
499     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
500     ts->sdt.opaque = s;
501
502     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
503     if (!pids)
504         return AVERROR(ENOMEM);
505
506     /* assign pids to each stream */
507     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
508         st = s->streams[i];
509         av_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
510         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
511         if (!ts_st)
512             goto fail;
513         st->priv_data = ts_st;
514         ts_st->service = service;
515         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
516          * this range are assigned a calculated pid. */
517         if (st->id < 16) {
518             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
519         } else if (st->id < 0x1FFF) {
520             ts_st->pid = st->id;
521         } else {
522             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
523             goto fail;
524         }
525         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
526             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
527             goto fail;
528         }
529         for (j = 0; j < i; j++)
530             if (pids[j] == ts_st->pid) {
531                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
532                 goto fail;
533             }
534         pids[i] = ts_st->pid;
535         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
536         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
537         ts_st->first_pts_check = 1;
538         ts_st->cc = 15;
539         /* update PCR pid by using the first video stream */
540         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
541             service->pcr_pid == 0x1fff) {
542             service->pcr_pid = ts_st->pid;
543             pcr_st = st;
544         }
545         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
546             st->codec->extradata_size > 0) {
547             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
548             if (!ts_st->adts)
549                 return AVERROR(ENOMEM);
550             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
551                                          st->codec->extradata_size) < 0)
552                 return -1;
553         }
554     }
555
556     av_free(pids);
557
558     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
559     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
560         pcr_st = s->streams[0];
561         ts_st = pcr_st->priv_data;
562         service->pcr_pid = ts_st->pid;
563     }
564
565     ts->mux_rate = s->mux_rate ? s->mux_rate : 1;
566
567     if (ts->mux_rate > 1) {
568         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
569             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
570         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
571             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
572         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
573             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
574
575         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
576     } else {
577         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
578         ts->sdt_packet_period = 200;
579         ts->pat_packet_period = 40;
580         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
581             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
582                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
583                 service->pcr_packet_period =
584                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
585             } else {
586                 service->pcr_packet_period =
587                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
588             }
589         } else {
590             // max delta PCR 0.1s
591             service->pcr_packet_period =
592                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
593         }
594     }
595
596     // output a PCR as soon as possible
597     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
598     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
599     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
600
601     if (ts->mux_rate == 1)
602         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
603     else
604         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
605     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
606            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
607            service->pcr_packet_period,
608            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
609
610     if (ts->m2ts_mode == -1) {
611         if (av_match_ext(s->filename, "m2ts")) {
612             ts->m2ts_mode = 1;
613         } else {
614             ts->m2ts_mode = 0;
615         }
616     }
617
618     avio_flush(s->pb);
619
620     return 0;
621
622  fail:
623     av_free(pids);
624     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
625         st = s->streams[i];
626         av_freep(&st->priv_data);
627     }
628     return -1;
629 }
630
631 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
632 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
633 {
634     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
635     int i;
636
637     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
638         ts->sdt_packet_count = 0;
639         mpegts_write_sdt(s);
640     }
641     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
642         ts->pat_packet_count = 0;
643         mpegts_write_pat(s);
644         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
645             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
646         }
647     }
648 }
649
650 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
651 {
652     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
653
654     *buf++ = pcr_high >> 25;
655     *buf++ = pcr_high >> 17;
656     *buf++ = pcr_high >> 9;
657     *buf++ = pcr_high >> 1;
658     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
659     *buf++ = pcr_low;
660
661     return 6;
662 }
663
664 /* Write a single null transport stream packet */
665 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
666 {
667     uint8_t *q;
668     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
669
670     q = buf;
671     *q++ = 0x47;
672     *q++ = 0x00 | 0x1f;
673     *q++ = 0xff;
674     *q++ = 0x10;
675     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
676     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
677     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
678 }
679
680 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
681 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
682 {
683     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
684     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
685     uint8_t *q;
686     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
687
688     q = buf;
689     *q++ = 0x47;
690     *q++ = ts_st->pid >> 8;
691     *q++ = ts_st->pid;
692     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
693     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
694     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
695     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
696
697     /* PCR coded into 6 bytes */
698     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
699
700     /* stuffing bytes */
701     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
702     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
703     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
704 }
705
706 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
707 {
708     int val;
709
710     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
711     *q++ = val;
712     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
713     *q++ = val >> 8;
714     *q++ = val;
715     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
716     *q++ = val >> 8;
717     *q++ = val;
718 }
719
720 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
721 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
722 {
723     // expect at least one flag to set
724     assert(flag);
725
726     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
727         // no AF yet, set adaptation field flag
728         pkt[3] |= 0x20;
729         // 1 byte length, no flags
730         pkt[4] = 1;
731         pkt[5] = 0;
732     }
733     pkt[5] |= flag;
734 }
735
736 /* Extend the adaptation field by size bytes */
737 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
738 {
739     // expect already existing adaptation field
740     assert(pkt[3] & 0x20);
741     pkt[4] += size;
742 }
743
744 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
745 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
746 {
747     if (pkt[3] & 0x20)
748         return pkt + 5 + pkt[4];
749     else
750         return pkt + 4;
751 }
752
753 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
754  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
755  * to exactly fill the last ts packet.
756  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
757  */
758 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
759                              const uint8_t *payload, int payload_size,
760                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
761 {
762     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
763     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
764     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
765     uint8_t *q;
766     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
767     int afc_len, stuffing_len;
768     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
769     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
770
771     is_start = 1;
772     while (payload_size > 0) {
773         retransmit_si_info(s);
774
775         write_pcr = 0;
776         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
777             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
778                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
779             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
780                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
781                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
782                 write_pcr = 1;
783             }
784         }
785
786         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
787             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
788             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
789             if (write_pcr)
790                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
791             else
792                 mpegts_insert_null_packet(s);
793             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
794         }
795
796         /* prepare packet header */
797         q = buf;
798         *q++ = 0x47;
799         val = (ts_st->pid >> 8);
800         if (is_start)
801             val |= 0x40;
802         *q++ = val;
803         *q++ = ts_st->pid;
804         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
805         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
806         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
807             // set Random Access for key frames
808             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
809                 write_pcr = 1;
810             set_af_flag(buf, 0x40);
811             q = get_ts_payload_start(buf);
812         }
813         if (write_pcr) {
814             set_af_flag(buf, 0x10);
815             q = get_ts_payload_start(buf);
816             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
817             if (ts->mux_rate > 1)
818                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
819             else
820                 pcr = (dts - delay)*300;
821             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
822                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
823             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
824             q = get_ts_payload_start(buf);
825         }
826         if (is_start) {
827             int pes_extension = 0;
828             /* write PES header */
829             *q++ = 0x00;
830             *q++ = 0x00;
831             *q++ = 0x01;
832             private_code = 0;
833             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
834                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
835                     *q++ = 0xfd;
836                 } else
837                     *q++ = 0xe0;
838             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
839                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
840                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
841                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
842                 *q++ = 0xc0;
843             } else {
844                 *q++ = 0xbd;
845                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
846                     private_code = 0x20;
847                 }
848             }
849             header_len = 0;
850             flags = 0;
851             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
852                 header_len += 5;
853                 flags |= 0x80;
854             }
855             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
856                 header_len += 5;
857                 flags |= 0x40;
858             }
859             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
860                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
861                 /* set PES_extension_flag */
862                 pes_extension = 1;
863                 flags |= 0x01;
864
865                 /*
866                 * One byte for PES2 extension flag +
867                 * one byte for extension length +
868                 * one byte for extension id
869                 */
870                 header_len += 3;
871             }
872             len = payload_size + header_len + 3;
873             if (private_code != 0)
874                 len++;
875             if (len > 0xffff)
876                 len = 0;
877             *q++ = len >> 8;
878             *q++ = len;
879             val = 0x80;
880             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
881             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
882                 val |= 0x04;
883             *q++ = val;
884             *q++ = flags;
885             *q++ = header_len;
886             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
887                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
888                 q += 5;
889             }
890             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
891                 write_pts(q, 1, dts);
892                 q += 5;
893             }
894             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
895                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
896                 *q++ = flags;
897                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
898                 /*
899                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
900                 * write the extended stream id
901                 */
902                 *q++ = 0x00 | 0x60;
903             }
904             if (private_code != 0)
905                 *q++ = private_code;
906             is_start = 0;
907         }
908         /* header size */
909         header_len = q - buf;
910         /* data len */
911         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
912         if (len > payload_size)
913             len = payload_size;
914         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
915         if (stuffing_len > 0) {
916             /* add stuffing with AFC */
917             if (buf[3] & 0x20) {
918                 /* stuffing already present: increase its size */
919                 afc_len = buf[4] + 1;
920                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
921                         buf + 4 + afc_len,
922                         header_len - (4 + afc_len));
923                 buf[4] += stuffing_len;
924                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
925             } else {
926                 /* add stuffing */
927                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
928                 buf[3] |= 0x20;
929                 buf[4] = stuffing_len - 1;
930                 if (stuffing_len >= 2) {
931                     buf[5] = 0x00;
932                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
933                 }
934             }
935         }
936         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
937         payload += len;
938         payload_size -= len;
939         mpegts_prefix_m2ts_header(s);
940         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
941     }
942     avio_flush(s->pb);
943 }
944
945 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
946 {
947     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
948     int size = pkt->size;
949     uint8_t *buf= pkt->data;
950     uint8_t *data= NULL;
951     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
952     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
953     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
954
955     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
956         pts = pkt->pts + delay;
957     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
958         dts = pkt->dts + delay;
959
960     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
961         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
962         return -1;
963     }
964     ts_st->first_pts_check = 0;
965
966     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
967         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
968         uint32_t state = -1;
969
970         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
971             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "h264 bitstream malformated, "
972                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
973             return -1;
974         }
975
976         do {
977             p = ff_find_start_code(p, buf_end, &state);
978             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
979         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
980                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
981
982         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
983             data = av_malloc(pkt->size+6);
984             if (!data)
985                 return -1;
986             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
987             AV_WB32(data, 0x00000001);
988             data[4] = 0x09;
989             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
990             buf  = data;
991             size = pkt->size+6;
992         }
993     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
994         if (pkt->size < 2)
995             return -1;
996         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
997             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
998             int new_size;
999             if (!adts) {
1000                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
1001                        "and extradata missing\n");
1002                 return -1;
1003             }
1004             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1005             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1006                 return -1;
1007             data = av_malloc(new_size);
1008             if (!data)
1009                 return AVERROR(ENOMEM);
1010             ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size, adts->pce_size);
1011             if (adts->pce_size) {
1012                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1013                 adts->pce_size = 0;
1014             }
1015             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1016             buf = data;
1017             size = new_size;
1018         }
1019     }
1020
1021     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
1022         // for video and subtitle, write a single pes packet
1023         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1024         av_free(data);
1025         return 0;
1026     }
1027
1028     if (ts_st->payload_index + size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
1029         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1030                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1031                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1032         ts_st->payload_index = 0;
1033     }
1034
1035     if (!ts_st->payload_index) {
1036         ts_st->payload_pts = pts;
1037         ts_st->payload_dts = dts;
1038         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1039     }
1040
1041     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_index, buf, size);
1042     ts_st->payload_index += size;
1043
1044     av_free(data);
1045
1046     return 0;
1047 }
1048
1049 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1050 {
1051     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1052     MpegTSWriteStream *ts_st;
1053     MpegTSService *service;
1054     AVStream *st;
1055     int i;
1056
1057     /* flush current packets */
1058     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1059         st = s->streams[i];
1060         ts_st = st->priv_data;
1061         if (ts_st->payload_index > 0) {
1062             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1063                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1064                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1065         }
1066         av_freep(&ts_st->adts);
1067     }
1068     avio_flush(s->pb);
1069
1070     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1071         service = ts->services[i];
1072         av_freep(&service->provider_name);
1073         av_freep(&service->name);
1074         av_free(service);
1075     }
1076     av_free(ts->services);
1077
1078     return 0;
1079 }
1080
1081 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1082     .name              = "mpegts",
1083     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1084     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1085     .extensions        = "ts,m2t,m2ts",
1086     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1087     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1088     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1089     .write_header      = mpegts_write_header,
1090     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1091     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1092     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1093 };