Add support for H.264 video in the RTP muxer
[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 #include "avformat.h"
22 #include "mpegts.h"
23 #include "bitstream.h"
24
25 #include <unistd.h>
26 #include "network.h"
27
28 #include "rtp_internal.h"
29 #include "rtp_mpv.h"
30 #include "rtp_aac.h"
31 #include "rtp_h264.h"
32
33 //#define DEBUG
34
35 #define RTCP_SR_SIZE 28
36
37 static int rtp_write_header(AVFormatContext *s1)
38 {
39     RTPDemuxContext *s = s1->priv_data;
40     int payload_type, max_packet_size, n;
41     AVStream *st;
42
43     if (s1->nb_streams != 1)
44         return -1;
45     st = s1->streams[0];
46
47     payload_type = rtp_get_payload_type(st->codec);
48     if (payload_type < 0)
49         payload_type = RTP_PT_PRIVATE; /* private payload type */
50     s->payload_type = payload_type;
51
52 // following 2 FIXMEs could be set based on the current time, there is normally no info leak, as RTP will likely be transmitted immediately
53     s->base_timestamp = 0; /* FIXME: was random(), what should this be? */
54     s->timestamp = s->base_timestamp;
55     s->cur_timestamp = 0;
56     s->ssrc = 0; /* FIXME: was random(), what should this be? */
57     s->first_packet = 1;
58     s->first_rtcp_ntp_time = AV_NOPTS_VALUE;
59
60     max_packet_size = url_fget_max_packet_size(s1->pb);
61     if (max_packet_size <= 12)
62         return AVERROR(EIO);
63     s->max_payload_size = max_packet_size - 12;
64
65     s->max_frames_per_packet = 0;
66     if (s1->max_delay) {
67         if (st->codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
68             if (st->codec->frame_size == 0) {
69                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot respect max delay: frame size = 0\n");
70             } else {
71                 s->max_frames_per_packet = av_rescale_rnd(s1->max_delay, st->codec->sample_rate, AV_TIME_BASE * st->codec->frame_size, AV_ROUND_DOWN);
72             }
73         }
74         if (st->codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
75             /* FIXME: We should round down here... */
76             s->max_frames_per_packet = av_rescale_q(s1->max_delay, AV_TIME_BASE_Q, st->codec->time_base);
77         }
78     }
79
80     av_set_pts_info(st, 32, 1, 90000);
81     switch(st->codec->codec_id) {
82     case CODEC_ID_MP2:
83     case CODEC_ID_MP3:
84         s->buf_ptr = s->buf + 4;
85         break;
86     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
87     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
88         break;
89     case CODEC_ID_MPEG2TS:
90         n = s->max_payload_size / TS_PACKET_SIZE;
91         if (n < 1)
92             n = 1;
93         s->max_payload_size = n * TS_PACKET_SIZE;
94         s->buf_ptr = s->buf;
95         break;
96     case CODEC_ID_AAC:
97         s->read_buf_index = 0;
98     default:
99         if (st->codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
100             av_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
101         }
102         s->buf_ptr = s->buf;
103         break;
104     }
105
106     return 0;
107 }
108
109 /* send an rtcp sender report packet */
110 static void rtcp_send_sr(AVFormatContext *s1, int64_t ntp_time)
111 {
112     RTPDemuxContext *s = s1->priv_data;
113     uint32_t rtp_ts;
114
115 #if defined(DEBUG)
116     printf("RTCP: %02x %"PRIx64" %x\n", s->payload_type, ntp_time, s->timestamp);
117 #endif
118
119     if (s->first_rtcp_ntp_time == AV_NOPTS_VALUE) s->first_rtcp_ntp_time = ntp_time;
120     s->last_rtcp_ntp_time = ntp_time;
121     rtp_ts = av_rescale_q(ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, AV_TIME_BASE_Q,
122                           s1->streams[0]->time_base) + s->base_timestamp;
123     put_byte(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
124     put_byte(s1->pb, 200);
125     put_be16(s1->pb, 6); /* length in words - 1 */
126     put_be32(s1->pb, s->ssrc);
127     put_be32(s1->pb, ntp_time / 1000000);
128     put_be32(s1->pb, ((ntp_time % 1000000) << 32) / 1000000);
129     put_be32(s1->pb, rtp_ts);
130     put_be32(s1->pb, s->packet_count);
131     put_be32(s1->pb, s->octet_count);
132     put_flush_packet(s1->pb);
133 }
134
135 /* send an rtp packet. sequence number is incremented, but the caller
136    must update the timestamp itself */
137 void ff_rtp_send_data(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf1, int len, int m)
138 {
139     RTPDemuxContext *s = s1->priv_data;
140
141 #ifdef DEBUG
142     printf("rtp_send_data size=%d\n", len);
143 #endif
144
145     /* build the RTP header */
146     put_byte(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
147     put_byte(s1->pb, (s->payload_type & 0x7f) | ((m & 0x01) << 7));
148     put_be16(s1->pb, s->seq);
149     put_be32(s1->pb, s->timestamp);
150     put_be32(s1->pb, s->ssrc);
151
152     put_buffer(s1->pb, buf1, len);
153     put_flush_packet(s1->pb);
154
155     s->seq++;
156     s->octet_count += len;
157     s->packet_count++;
158 }
159
160 /* send an integer number of samples and compute time stamp and fill
161    the rtp send buffer before sending. */
162 static void rtp_send_samples(AVFormatContext *s1,
163                              const uint8_t *buf1, int size, int sample_size)
164 {
165     RTPDemuxContext *s = s1->priv_data;
166     int len, max_packet_size, n;
167
168     max_packet_size = (s->max_payload_size / sample_size) * sample_size;
169     /* not needed, but who nows */
170     if ((size % sample_size) != 0)
171         av_abort();
172     n = 0;
173     while (size > 0) {
174         s->buf_ptr = s->buf;
175         len = FFMIN(max_packet_size, size);
176
177         /* copy data */
178         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
179         s->buf_ptr += len;
180         buf1 += len;
181         size -= len;
182         s->timestamp = s->cur_timestamp + n / sample_size;
183         ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
184         n += (s->buf_ptr - s->buf);
185     }
186 }
187
188 /* NOTE: we suppose that exactly one frame is given as argument here */
189 /* XXX: test it */
190 static void rtp_send_mpegaudio(AVFormatContext *s1,
191                                const uint8_t *buf1, int size)
192 {
193     RTPDemuxContext *s = s1->priv_data;
194     int len, count, max_packet_size;
195
196     max_packet_size = s->max_payload_size;
197
198     /* test if we must flush because not enough space */
199     len = (s->buf_ptr - s->buf);
200     if ((len + size) > max_packet_size) {
201         if (len > 4) {
202             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
203             s->buf_ptr = s->buf + 4;
204         }
205     }
206     if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
207         s->timestamp = s->cur_timestamp;
208     }
209
210     /* add the packet */
211     if (size > max_packet_size) {
212         /* big packet: fragment */
213         count = 0;
214         while (size > 0) {
215             len = max_packet_size - 4;
216             if (len > size)
217                 len = size;
218             /* build fragmented packet */
219             s->buf[0] = 0;
220             s->buf[1] = 0;
221             s->buf[2] = count >> 8;
222             s->buf[3] = count;
223             memcpy(s->buf + 4, buf1, len);
224             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, len + 4, 0);
225             size -= len;
226             buf1 += len;
227             count += len;
228         }
229     } else {
230         if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
231             /* no fragmentation possible */
232             s->buf[0] = 0;
233             s->buf[1] = 0;
234             s->buf[2] = 0;
235             s->buf[3] = 0;
236         }
237         memcpy(s->buf_ptr, buf1, size);
238         s->buf_ptr += size;
239     }
240 }
241
242 static void rtp_send_raw(AVFormatContext *s1,
243                          const uint8_t *buf1, int size)
244 {
245     RTPDemuxContext *s = s1->priv_data;
246     int len, max_packet_size;
247
248     max_packet_size = s->max_payload_size;
249
250     while (size > 0) {
251         len = max_packet_size;
252         if (len > size)
253             len = size;
254
255         s->timestamp = s->cur_timestamp;
256         ff_rtp_send_data(s1, buf1, len, (len == size));
257
258         buf1 += len;
259         size -= len;
260     }
261 }
262
263 /* NOTE: size is assumed to be an integer multiple of TS_PACKET_SIZE */
264 static void rtp_send_mpegts_raw(AVFormatContext *s1,
265                                 const uint8_t *buf1, int size)
266 {
267     RTPDemuxContext *s = s1->priv_data;
268     int len, out_len;
269
270     while (size >= TS_PACKET_SIZE) {
271         len = s->max_payload_size - (s->buf_ptr - s->buf);
272         if (len > size)
273             len = size;
274         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
275         buf1 += len;
276         size -= len;
277         s->buf_ptr += len;
278
279         out_len = s->buf_ptr - s->buf;
280         if (out_len >= s->max_payload_size) {
281             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, out_len, 0);
282             s->buf_ptr = s->buf;
283         }
284     }
285 }
286
287 /* write an RTP packet. 'buf1' must contain a single specific frame. */
288 static int rtp_write_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
289 {
290     RTPDemuxContext *s = s1->priv_data;
291     AVStream *st = s1->streams[0];
292     int rtcp_bytes;
293     int size= pkt->size;
294     uint8_t *buf1= pkt->data;
295
296 #ifdef DEBUG
297     printf("%d: write len=%d\n", pkt->stream_index, size);
298 #endif
299
300     /* XXX: mpeg pts hardcoded. RTCP send every 0.5 seconds */
301     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
302         RTCP_TX_RATIO_DEN;
303     if (s->first_packet || ((rtcp_bytes >= RTCP_SR_SIZE) &&
304                            (av_gettime() - s->last_rtcp_ntp_time > 5000000))) {
305         rtcp_send_sr(s1, av_gettime());
306         s->last_octet_count = s->octet_count;
307         s->first_packet = 0;
308     }
309     s->cur_timestamp = s->base_timestamp + pkt->pts;
310
311     switch(st->codec->codec_id) {
312     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
313     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
314     case CODEC_ID_PCM_U8:
315     case CODEC_ID_PCM_S8:
316         rtp_send_samples(s1, buf1, size, 1 * st->codec->channels);
317         break;
318     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
319     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
320     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
321     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
322         rtp_send_samples(s1, buf1, size, 2 * st->codec->channels);
323         break;
324     case CODEC_ID_MP2:
325     case CODEC_ID_MP3:
326         rtp_send_mpegaudio(s1, buf1, size);
327         break;
328     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
329     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
330         ff_rtp_send_mpegvideo(s1, buf1, size);
331         break;
332     case CODEC_ID_AAC:
333         ff_rtp_send_aac(s1, buf1, size);
334         break;
335     case CODEC_ID_MPEG2TS:
336         rtp_send_mpegts_raw(s1, buf1, size);
337         break;
338     case CODEC_ID_H264:
339         ff_rtp_send_h264(s1, buf1, size);
340         break;
341     default:
342         /* better than nothing : send the codec raw data */
343         rtp_send_raw(s1, buf1, size);
344         break;
345     }
346     return 0;
347 }
348
349 AVOutputFormat rtp_muxer = {
350     "rtp",
351     "RTP output format",
352     NULL,
353     NULL,
354     sizeof(RTPDemuxContext),
355     CODEC_ID_PCM_MULAW,
356     CODEC_ID_NONE,
357     rtp_write_header,
358     rtp_write_packet,
359 };