lavf/srtdec: simplify start/end computation.
[ffmpeg.git] / libavformat / rtpenc.c
1 /*
2  * RTP output format
3  * Copyright (c) 2002 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 "avformat.h"
23 #include "mpegts.h"
24 #include "internal.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "libavutil/random_seed.h"
27 #include "libavutil/opt.h"
28
29 #include "rtpenc.h"
30
31 //#define DEBUG
32
33 static const AVOption options[] = {
34     FF_RTP_FLAG_OPTS(RTPMuxContext, flags),
35     { "payload_type", "Specify RTP payload type", offsetof(RTPMuxContext, payload_type), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 }, -1, 127, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
36     { "ssrc", "Stream identifier", offsetof(RTPMuxContext, ssrc), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
37     { NULL },
38 };
39
40 static const AVClass rtp_muxer_class = {
41     .class_name = "RTP muxer",
42     .item_name  = av_default_item_name,
43     .option     = options,
44     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
45 };
46
47 #define RTCP_SR_SIZE 28
48
49 static int is_supported(enum AVCodecID id)
50 {
51     switch(id) {
52     case AV_CODEC_ID_H263:
53     case AV_CODEC_ID_H263P:
54     case AV_CODEC_ID_H264:
55     case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
56     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
57     case AV_CODEC_ID_MPEG4:
58     case AV_CODEC_ID_AAC:
59     case AV_CODEC_ID_MP2:
60     case AV_CODEC_ID_MP3:
61     case AV_CODEC_ID_PCM_ALAW:
62     case AV_CODEC_ID_PCM_MULAW:
63     case AV_CODEC_ID_PCM_S8:
64     case AV_CODEC_ID_PCM_S16BE:
65     case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
66     case AV_CODEC_ID_PCM_U16BE:
67     case AV_CODEC_ID_PCM_U16LE:
68     case AV_CODEC_ID_PCM_U8:
69     case AV_CODEC_ID_MPEG2TS:
70     case AV_CODEC_ID_AMR_NB:
71     case AV_CODEC_ID_AMR_WB:
72     case AV_CODEC_ID_VORBIS:
73     case AV_CODEC_ID_THEORA:
74     case AV_CODEC_ID_VP8:
75     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G722:
76     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G726:
77     case AV_CODEC_ID_ILBC:
78     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
79     case AV_CODEC_ID_SPEEX:
80     case AV_CODEC_ID_OPUS:
81         return 1;
82     default:
83         return 0;
84     }
85 }
86
87 static int rtp_write_header(AVFormatContext *s1)
88 {
89     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
90     int n;
91     AVStream *st;
92
93     if (s1->nb_streams != 1) {
94         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only one stream supported in the RTP muxer\n");
95         return AVERROR(EINVAL);
96     }
97     st = s1->streams[0];
98     if (!is_supported(st->codec->codec_id)) {
99         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Unsupported codec %s\n", avcodec_get_name(st->codec->codec_id));
100
101         return -1;
102     }
103
104     if (s->payload_type < 0)
105         s->payload_type = ff_rtp_get_payload_type(s1, st->codec);
106     s->base_timestamp = av_get_random_seed();
107     s->timestamp = s->base_timestamp;
108     s->cur_timestamp = 0;
109     if (!s->ssrc)
110         s->ssrc = av_get_random_seed();
111     s->first_packet = 1;
112     s->first_rtcp_ntp_time = ff_ntp_time();
113     if (s1->start_time_realtime)
114         /* Round the NTP time to whole milliseconds. */
115         s->first_rtcp_ntp_time = (s1->start_time_realtime / 1000) * 1000 +
116                                  NTP_OFFSET_US;
117
118     if (s1->packet_size) {
119         if (s1->pb->max_packet_size)
120             s1->packet_size = FFMIN(s1->packet_size,
121                                     s1->pb->max_packet_size);
122     } else
123         s1->packet_size = s1->pb->max_packet_size;
124     if (s1->packet_size <= 12) {
125         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Max packet size %d too low\n", s1->packet_size);
126         return AVERROR(EIO);
127     }
128     s->buf = av_malloc(s1->packet_size);
129     if (s->buf == NULL) {
130         return AVERROR(ENOMEM);
131     }
132     s->max_payload_size = s1->packet_size - 12;
133
134     s->max_frames_per_packet = 0;
135     if (s1->max_delay > 0) {
136         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
137             int frame_size = av_get_audio_frame_duration(st->codec, 0);
138             if (!frame_size)
139                 frame_size = st->codec->frame_size;
140             if (frame_size == 0) {
141                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot respect max delay: frame size = 0\n");
142             } else {
143                 s->max_frames_per_packet =
144                         av_rescale_q_rnd(s1->max_delay,
145                                          AV_TIME_BASE_Q,
146                                          (AVRational){ frame_size, st->codec->sample_rate },
147                                          AV_ROUND_DOWN);
148             }
149         }
150         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
151             /* FIXME: We should round down here... */
152             s->max_frames_per_packet = av_rescale_q(s1->max_delay, (AVRational){1, 1000000}, st->codec->time_base);
153         }
154     }
155
156     avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 90000);
157     switch(st->codec->codec_id) {
158     case AV_CODEC_ID_MP2:
159     case AV_CODEC_ID_MP3:
160         s->buf_ptr = s->buf + 4;
161         break;
162     case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
163     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
164         break;
165     case AV_CODEC_ID_MPEG2TS:
166         n = s->max_payload_size / TS_PACKET_SIZE;
167         if (n < 1)
168             n = 1;
169         s->max_payload_size = n * TS_PACKET_SIZE;
170         s->buf_ptr = s->buf;
171         break;
172     case AV_CODEC_ID_H264:
173         /* check for H.264 MP4 syntax */
174         if (st->codec->extradata_size > 4 && st->codec->extradata[0] == 1) {
175             s->nal_length_size = (st->codec->extradata[4] & 0x03) + 1;
176         }
177         break;
178     case AV_CODEC_ID_VORBIS:
179     case AV_CODEC_ID_THEORA:
180         if (!s->max_frames_per_packet) s->max_frames_per_packet = 15;
181         s->max_frames_per_packet = av_clip(s->max_frames_per_packet, 1, 15);
182         s->max_payload_size -= 6; // ident+frag+tdt/vdt+pkt_num+pkt_length
183         s->num_frames = 0;
184         goto defaultcase;
185     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G722:
186         /* Due to a historical error, the clock rate for G722 in RTP is
187          * 8000, even if the sample rate is 16000. See RFC 3551. */
188         avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 8000);
189         break;
190     case AV_CODEC_ID_OPUS:
191         if (st->codec->channels > 2) {
192             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Multistream opus not supported in RTP\n");
193             goto fail;
194         }
195         /* The opus RTP RFC says that all opus streams should use 48000 Hz
196          * as clock rate, since all opus sample rates can be expressed in
197          * this clock rate, and sample rate changes on the fly are supported. */
198         avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 48000);
199         break;
200     case AV_CODEC_ID_ILBC:
201         if (st->codec->block_align != 38 && st->codec->block_align != 50) {
202             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Incorrect iLBC block size specified\n");
203             goto fail;
204         }
205         if (!s->max_frames_per_packet)
206             s->max_frames_per_packet = 1;
207         s->max_frames_per_packet = FFMIN(s->max_frames_per_packet,
208                                          s->max_payload_size / st->codec->block_align);
209         goto defaultcase;
210     case AV_CODEC_ID_AMR_NB:
211     case AV_CODEC_ID_AMR_WB:
212         if (!s->max_frames_per_packet)
213             s->max_frames_per_packet = 12;
214         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AMR_NB)
215             n = 31;
216         else
217             n = 61;
218         /* max_header_toc_size + the largest AMR payload must fit */
219         if (1 + s->max_frames_per_packet + n > s->max_payload_size) {
220             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP max payload size too small for AMR\n");
221             goto fail;
222         }
223         if (st->codec->channels != 1) {
224             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only mono is supported\n");
225             goto fail;
226         }
227     case AV_CODEC_ID_AAC:
228         s->num_frames = 0;
229     default:
230 defaultcase:
231         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
232             avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
233         }
234         s->buf_ptr = s->buf;
235         break;
236     }
237
238     return 0;
239
240 fail:
241     av_freep(&s->buf);
242     return AVERROR(EINVAL);
243 }
244
245 /* send an rtcp sender report packet */
246 static void rtcp_send_sr(AVFormatContext *s1, int64_t ntp_time)
247 {
248     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
249     uint32_t rtp_ts;
250
251     av_dlog(s1, "RTCP: %02x %"PRIx64" %x\n", s->payload_type, ntp_time, s->timestamp);
252
253     s->last_rtcp_ntp_time = ntp_time;
254     rtp_ts = av_rescale_q(ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, (AVRational){1, 1000000},
255                           s1->streams[0]->time_base) + s->base_timestamp;
256     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
257     avio_w8(s1->pb, RTCP_SR);
258     avio_wb16(s1->pb, 6); /* length in words - 1 */
259     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
260     avio_wb32(s1->pb, ntp_time / 1000000);
261     avio_wb32(s1->pb, ((ntp_time % 1000000) << 32) / 1000000);
262     avio_wb32(s1->pb, rtp_ts);
263     avio_wb32(s1->pb, s->packet_count);
264     avio_wb32(s1->pb, s->octet_count);
265     avio_flush(s1->pb);
266 }
267
268 /* send an rtp packet. sequence number is incremented, but the caller
269    must update the timestamp itself */
270 void ff_rtp_send_data(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf1, int len, int m)
271 {
272     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
273
274     av_dlog(s1, "rtp_send_data size=%d\n", len);
275
276     /* build the RTP header */
277     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
278     avio_w8(s1->pb, (s->payload_type & 0x7f) | ((m & 0x01) << 7));
279     avio_wb16(s1->pb, s->seq);
280     avio_wb32(s1->pb, s->timestamp);
281     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
282
283     avio_write(s1->pb, buf1, len);
284     avio_flush(s1->pb);
285
286     s->seq++;
287     s->octet_count += len;
288     s->packet_count++;
289 }
290
291 /* send an integer number of samples and compute time stamp and fill
292    the rtp send buffer before sending. */
293 static int rtp_send_samples(AVFormatContext *s1,
294                             const uint8_t *buf1, int size, int sample_size_bits)
295 {
296     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
297     int len, max_packet_size, n;
298     /* Calculate the number of bytes to get samples aligned on a byte border */
299     int aligned_samples_size = sample_size_bits/av_gcd(sample_size_bits, 8);
300
301     max_packet_size = (s->max_payload_size / aligned_samples_size) * aligned_samples_size;
302     /* Not needed, but who knows. Don't check if samples aren't an even number of bytes. */
303     if ((sample_size_bits % 8) == 0 && ((8 * size) % sample_size_bits) != 0)
304         return AVERROR(EINVAL);
305     n = 0;
306     while (size > 0) {
307         s->buf_ptr = s->buf;
308         len = FFMIN(max_packet_size, size);
309
310         /* copy data */
311         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
312         s->buf_ptr += len;
313         buf1 += len;
314         size -= len;
315         s->timestamp = s->cur_timestamp + n * 8 / sample_size_bits;
316         ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
317         n += (s->buf_ptr - s->buf);
318     }
319     return 0;
320 }
321
322 static void rtp_send_mpegaudio(AVFormatContext *s1,
323                                const uint8_t *buf1, int size)
324 {
325     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
326     int len, count, max_packet_size;
327
328     max_packet_size = s->max_payload_size;
329
330     /* test if we must flush because not enough space */
331     len = (s->buf_ptr - s->buf);
332     if ((len + size) > max_packet_size) {
333         if (len > 4) {
334             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
335             s->buf_ptr = s->buf + 4;
336         }
337     }
338     if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
339         s->timestamp = s->cur_timestamp;
340     }
341
342     /* add the packet */
343     if (size > max_packet_size) {
344         /* big packet: fragment */
345         count = 0;
346         while (size > 0) {
347             len = max_packet_size - 4;
348             if (len > size)
349                 len = size;
350             /* build fragmented packet */
351             s->buf[0] = 0;
352             s->buf[1] = 0;
353             s->buf[2] = count >> 8;
354             s->buf[3] = count;
355             memcpy(s->buf + 4, buf1, len);
356             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, len + 4, 0);
357             size -= len;
358             buf1 += len;
359             count += len;
360         }
361     } else {
362         if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
363             /* no fragmentation possible */
364             s->buf[0] = 0;
365             s->buf[1] = 0;
366             s->buf[2] = 0;
367             s->buf[3] = 0;
368         }
369         memcpy(s->buf_ptr, buf1, size);
370         s->buf_ptr += size;
371     }
372 }
373
374 static void rtp_send_raw(AVFormatContext *s1,
375                          const uint8_t *buf1, int size)
376 {
377     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
378     int len, max_packet_size;
379
380     max_packet_size = s->max_payload_size;
381
382     while (size > 0) {
383         len = max_packet_size;
384         if (len > size)
385             len = size;
386
387         s->timestamp = s->cur_timestamp;
388         ff_rtp_send_data(s1, buf1, len, (len == size));
389
390         buf1 += len;
391         size -= len;
392     }
393 }
394
395 /* NOTE: size is assumed to be an integer multiple of TS_PACKET_SIZE */
396 static void rtp_send_mpegts_raw(AVFormatContext *s1,
397                                 const uint8_t *buf1, int size)
398 {
399     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
400     int len, out_len;
401
402     while (size >= TS_PACKET_SIZE) {
403         len = s->max_payload_size - (s->buf_ptr - s->buf);
404         if (len > size)
405             len = size;
406         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
407         buf1 += len;
408         size -= len;
409         s->buf_ptr += len;
410
411         out_len = s->buf_ptr - s->buf;
412         if (out_len >= s->max_payload_size) {
413             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, out_len, 0);
414             s->buf_ptr = s->buf;
415         }
416     }
417 }
418
419 static int rtp_send_ilbc(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf, int size)
420 {
421     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
422     AVStream *st = s1->streams[0];
423     int frame_duration = av_get_audio_frame_duration(st->codec, 0);
424     int frame_size = st->codec->block_align;
425     int frames = size / frame_size;
426
427     while (frames > 0) {
428         int n = FFMIN(s->max_frames_per_packet - s->num_frames, frames);
429
430         if (!s->num_frames) {
431             s->buf_ptr = s->buf;
432             s->timestamp = s->cur_timestamp;
433         }
434         memcpy(s->buf_ptr, buf, n * frame_size);
435         frames           -= n;
436         s->num_frames    += n;
437         s->buf_ptr       += n * frame_size;
438         buf              += n * frame_size;
439         s->cur_timestamp += n * frame_duration;
440
441         if (s->num_frames == s->max_frames_per_packet) {
442             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 1);
443             s->num_frames = 0;
444         }
445     }
446     return 0;
447 }
448
449 static int rtp_write_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
450 {
451     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
452     AVStream *st = s1->streams[0];
453     int rtcp_bytes;
454     int size= pkt->size;
455
456     av_dlog(s1, "%d: write len=%d\n", pkt->stream_index, size);
457
458     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
459         RTCP_TX_RATIO_DEN;
460     if ((s->first_packet || ((rtcp_bytes >= RTCP_SR_SIZE) &&
461                             (ff_ntp_time() - s->last_rtcp_ntp_time > 5000000))) &&
462         !(s->flags & FF_RTP_FLAG_SKIP_RTCP)) {
463         rtcp_send_sr(s1, ff_ntp_time());
464         s->last_octet_count = s->octet_count;
465         s->first_packet = 0;
466     }
467     s->cur_timestamp = s->base_timestamp + pkt->pts;
468
469     switch(st->codec->codec_id) {
470     case AV_CODEC_ID_PCM_MULAW:
471     case AV_CODEC_ID_PCM_ALAW:
472     case AV_CODEC_ID_PCM_U8:
473     case AV_CODEC_ID_PCM_S8:
474         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
475     case AV_CODEC_ID_PCM_U16BE:
476     case AV_CODEC_ID_PCM_U16LE:
477     case AV_CODEC_ID_PCM_S16BE:
478     case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
479         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 16 * st->codec->channels);
480     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G722:
481         /* The actual sample size is half a byte per sample, but since the
482          * stream clock rate is 8000 Hz while the sample rate is 16000 Hz,
483          * the correct parameter for send_samples_bits is 8 bits per stream
484          * clock. */
485         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
486     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G726:
487         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size,
488                                 st->codec->bits_per_coded_sample * st->codec->channels);
489     case AV_CODEC_ID_MP2:
490     case AV_CODEC_ID_MP3:
491         rtp_send_mpegaudio(s1, pkt->data, size);
492         break;
493     case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
494     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
495         ff_rtp_send_mpegvideo(s1, pkt->data, size);
496         break;
497     case AV_CODEC_ID_AAC:
498         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_MP4A_LATM)
499             ff_rtp_send_latm(s1, pkt->data, size);
500         else
501             ff_rtp_send_aac(s1, pkt->data, size);
502         break;
503     case AV_CODEC_ID_AMR_NB:
504     case AV_CODEC_ID_AMR_WB:
505         ff_rtp_send_amr(s1, pkt->data, size);
506         break;
507     case AV_CODEC_ID_MPEG2TS:
508         rtp_send_mpegts_raw(s1, pkt->data, size);
509         break;
510     case AV_CODEC_ID_H264:
511         ff_rtp_send_h264(s1, pkt->data, size);
512         break;
513     case AV_CODEC_ID_H263:
514         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_RFC2190) {
515             int mb_info_size = 0;
516             const uint8_t *mb_info =
517                 av_packet_get_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_H263_MB_INFO,
518                                         &mb_info_size);
519             ff_rtp_send_h263_rfc2190(s1, pkt->data, size, mb_info, mb_info_size);
520             break;
521         }
522         /* Fallthrough */
523     case AV_CODEC_ID_H263P:
524         ff_rtp_send_h263(s1, pkt->data, size);
525         break;
526     case AV_CODEC_ID_VORBIS:
527     case AV_CODEC_ID_THEORA:
528         ff_rtp_send_xiph(s1, pkt->data, size);
529         break;
530     case AV_CODEC_ID_VP8:
531         ff_rtp_send_vp8(s1, pkt->data, size);
532         break;
533     case AV_CODEC_ID_ILBC:
534         rtp_send_ilbc(s1, pkt->data, size);
535         break;
536     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
537         ff_rtp_send_jpeg(s1, pkt->data, size);
538         break;
539     case AV_CODEC_ID_OPUS:
540         if (size > s->max_payload_size) {
541             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
542                    "Packet size %d too large for max RTP payload size %d\n",
543                    size, s->max_payload_size);
544             return AVERROR(EINVAL);
545         }
546         /* Intentional fallthrough */
547     default:
548         /* better than nothing : send the codec raw data */
549         rtp_send_raw(s1, pkt->data, size);
550         break;
551     }
552     return 0;
553 }
554
555 static int rtp_write_trailer(AVFormatContext *s1)
556 {
557     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
558
559     av_freep(&s->buf);
560
561     return 0;
562 }
563
564 AVOutputFormat ff_rtp_muxer = {
565     .name              = "rtp",
566     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RTP output"),
567     .priv_data_size    = sizeof(RTPMuxContext),
568     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_PCM_MULAW,
569     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG4,
570     .write_header      = rtp_write_header,
571     .write_packet      = rtp_write_packet,
572     .write_trailer     = rtp_write_trailer,
573     .priv_class        = &rtp_muxer_class,
574 };