mpegtsenc: recognize .mts as MPEG Transport Stream (encoding)
[ffmpeg.git] / libavformat / mpegtsenc.c
1 /*
2  * MPEG2 transport stream (aka DVB) muxer
3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/bswap.h"
23 #include "libavutil/crc.h"
24 #include "libavutil/dict.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "libavutil/opt.h"
27 #include "libavutil/avassert.h"
28 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
29 #include "avformat.h"
30 #include "internal.h"
31 #include "mpegts.h"
32 #include "adts.h"
33
34 #define PCR_TIME_BASE 27000000
35
36 /* write DVB SI sections */
37
38 /*********************************************/
39 /* mpegts section writer */
40
41 typedef struct MpegTSSection {
42     int pid;
43     int cc;
44     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
45     void *opaque;
46 } MpegTSSection;
47
48 typedef struct MpegTSService {
49     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
50     int sid;           /* service ID */
51     char *name;
52     char *provider_name;
53     int pcr_pid;
54     int pcr_packet_count;
55     int pcr_packet_period;
56 } MpegTSService;
57
58 typedef struct MpegTSWrite {
59     const AVClass *av_class;
60     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
61     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
62     MpegTSService **services;
63     int sdt_packet_count;
64     int sdt_packet_period;
65     int pat_packet_count;
66     int pat_packet_period;
67     int nb_services;
68     int onid;
69     int tsid;
70     int64_t first_pcr;
71     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
72
73     int transport_stream_id;
74     int original_network_id;
75     int service_id;
76
77     int pmt_start_pid;
78     int start_pid;
79     int m2ts_mode;
80 } MpegTSWrite;
81
82 static const AVOption options[] = {
83     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
84       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
85     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
86       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
87     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
88       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
89     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
90       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x0010, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
91     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
92       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
93     {"mpegts_m2ts_mode", "Enable m2ts mode.",
94         offsetof(MpegTSWrite, m2ts_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },
95         -1,1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
96     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
97     { NULL },
98 };
99
100 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
101     .class_name     = "MPEGTS muxer",
102     .item_name      = av_default_item_name,
103     .option         = options,
104     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
105 };
106
107 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
108 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
109 {
110     unsigned int crc;
111     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
112     const unsigned char *buf_ptr;
113     unsigned char *q;
114     int first, b, len1, left;
115
116     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
117     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
118     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
119     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
120     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
121
122     /* send each packet */
123     buf_ptr = buf;
124     while (len > 0) {
125         first = (buf == buf_ptr);
126         q = packet;
127         *q++ = 0x47;
128         b = (s->pid >> 8);
129         if (first)
130             b |= 0x40;
131         *q++ = b;
132         *q++ = s->pid;
133         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
134         *q++ = 0x10 | s->cc;
135         if (first)
136             *q++ = 0; /* 0 offset */
137         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
138         if (len1 > len)
139             len1 = len;
140         memcpy(q, buf_ptr, len1);
141         q += len1;
142         /* add known padding data */
143         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
144         if (left > 0)
145             memset(q, 0xff, left);
146
147         s->write_packet(s, packet);
148
149         buf_ptr += len1;
150         len -= len1;
151     }
152 }
153
154 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
155 {
156     uint8_t *q;
157     q = *q_ptr;
158     *q++ = val >> 8;
159     *q++ = val;
160     *q_ptr = q;
161 }
162
163 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
164                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
165                           uint8_t *buf, int len)
166 {
167     uint8_t section[1024], *q;
168     unsigned int tot_len;
169     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
170     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
171
172     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
173     /* check if not too big */
174     if (tot_len > 1024)
175         return -1;
176
177     q = section;
178     *q++ = tid;
179     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
180     put16(&q, id);
181     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
182     *q++ = sec_num;
183     *q++ = last_sec_num;
184     memcpy(q, buf, len);
185
186     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
187     return 0;
188 }
189
190 /*********************************************/
191 /* mpegts writer */
192
193 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
194 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
195
196 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
197 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
198 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
199
200 /* we retransmit the SI info at this rate */
201 #define SDT_RETRANS_TIME 500
202 #define PAT_RETRANS_TIME 100
203 #define PCR_RETRANS_TIME 20
204
205 typedef struct MpegTSWriteStream {
206     struct MpegTSService *service;
207     int pid; /* stream associated pid */
208     int cc;
209     int payload_index;
210     int first_pts_check; ///< first pts check needed
211     int64_t payload_pts;
212     int64_t payload_dts;
213     int payload_flags;
214     uint8_t payload[DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE];
215     ADTSContext *adts;
216 } MpegTSWriteStream;
217
218 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
219 {
220     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
221     MpegTSService *service;
222     uint8_t data[1012], *q;
223     int i;
224
225     q = data;
226     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
227         service = ts->services[i];
228         put16(&q, service->sid);
229         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
230     }
231     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
232                           data, q - data);
233 }
234
235 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
236 {
237     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
238     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
239     int val, stream_type, i;
240
241     q = data;
242     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
243
244     program_info_length_ptr = q;
245     q += 2; /* patched after */
246
247     /* put program info here */
248
249     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
250     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
251     program_info_length_ptr[1] = val;
252
253     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
254         AVStream *st = s->streams[i];
255         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
256         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
257         switch(st->codec->codec_id) {
258         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
259         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
260             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
261             break;
262         case CODEC_ID_MPEG4:
263             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
264             break;
265         case CODEC_ID_H264:
266             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
267             break;
268         case CODEC_ID_DIRAC:
269             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
270             break;
271         case CODEC_ID_MP2:
272         case CODEC_ID_MP3:
273             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
274             break;
275         case CODEC_ID_AAC:
276             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
277             break;
278         case CODEC_ID_AAC_LATM:
279             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
280             break;
281         case CODEC_ID_AC3:
282             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
283             break;
284         default:
285             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
286             break;
287         }
288         *q++ = stream_type;
289         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
290         desc_length_ptr = q;
291         q += 2; /* patched after */
292
293         /* write optional descriptors here */
294         switch(st->codec->codec_type) {
295         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
296             if(st->codec->codec_id==CODEC_ID_EAC3){
297                 *q++=0x7a; // EAC3 descriptor see A038 DVB SI
298                 *q++=1; // 1 byte, all flags sets to 0
299                 *q++=0; // omit all fields...
300             }
301
302             if (lang) {
303                 char *p;
304                 char *next = lang->value;
305                 uint8_t *len_ptr;
306
307                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
308                 len_ptr = q++;
309                 *len_ptr = 0;
310
311                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
312                     next = strchr(p, ',');
313                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
314                         continue; /* not a 3-letter code */
315
316                     *q++ = *p++;
317                     *q++ = *p++;
318                     *q++ = *p++;
319
320                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
321                     *q++ = 0x01;
322                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
323                     *q++ = 0x02;
324                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
325                     *q++ = 0x03;
326                 else
327                     *q++ = 0; /* undefined type */
328
329                     *len_ptr += 4;
330                 }
331
332                 if (*len_ptr == 0)
333                     q -= 2; /* no language codes were written */
334             }
335             break;
336         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
337             {
338                 const char *language;
339                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
340                 *q++ = 0x59;
341                 *q++ = 8;
342                 *q++ = language[0];
343                 *q++ = language[1];
344                 *q++ = language[2];
345                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
346                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
347                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
348                     q += 4;
349                 } else {
350                     put16(&q, 1); /* page id */
351                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
352                 }
353             }
354             break;
355         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
356             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
357                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
358                 *q++ = 4;
359                 *q++ = 'd';
360                 *q++ = 'r';
361                 *q++ = 'a';
362                 *q++ = 'c';
363             }
364             break;
365         }
366
367         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
368         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
369         desc_length_ptr[1] = val;
370     }
371     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
372                           data, q - data);
373 }
374
375 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
376 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
377 {
378     uint8_t *q;
379     int len;
380
381     q = *q_ptr;
382     if (!str)
383         len = 0;
384     else
385         len = strlen(str);
386     *q++ = len;
387     memcpy(q, str, len);
388     q += len;
389     *q_ptr = q;
390 }
391
392 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
393 {
394     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
395     MpegTSService *service;
396     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
397     int i, running_status, free_ca_mode, val;
398
399     q = data;
400     put16(&q, ts->onid);
401     *q++ = 0xff;
402     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
403         service = ts->services[i];
404         put16(&q, service->sid);
405         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
406         desc_list_len_ptr = q;
407         q += 2;
408         running_status = 4; /* running */
409         free_ca_mode = 0;
410
411         /* write only one descriptor for the service name and provider */
412         *q++ = 0x48;
413         desc_len_ptr = q;
414         q++;
415         *q++ = 0x01; /* digital television service */
416         putstr8(&q, service->provider_name);
417         putstr8(&q, service->name);
418         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
419
420         /* fill descriptor length */
421         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
422             (q - desc_list_len_ptr - 2);
423         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
424         desc_list_len_ptr[1] = val;
425     }
426     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
427                           data, q - data);
428 }
429
430 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
431                                          int sid,
432                                          const char *provider_name,
433                                          const char *name)
434 {
435     MpegTSService *service;
436
437     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
438     if (!service)
439         return NULL;
440     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
441     service->sid = sid;
442     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
443     service->name = av_strdup(name);
444     service->pcr_pid = 0x1fff;
445     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
446     return service;
447 }
448
449 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
450 {
451     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
452            ts->first_pcr;
453 }
454
455 static void mpegts_prefix_m2ts_header(AVFormatContext *s)
456 {
457     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
458     if (ts->m2ts_mode) {
459         int64_t pcr = get_pcr(s->priv_data, s->pb);
460         uint32_t tp_extra_header = pcr % 0x3fffffff;
461         tp_extra_header = AV_RB32(&tp_extra_header);
462         avio_write(s->pb, (unsigned char *) &tp_extra_header,
463                 sizeof(tp_extra_header));
464     }
465 }
466
467 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
468 {
469     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
470     mpegts_prefix_m2ts_header(ctx);
471     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
472 }
473
474 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
475 {
476     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
477     MpegTSWriteStream *ts_st;
478     MpegTSService *service;
479     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
480     AVDictionaryEntry *title, *provider;
481     int i, j;
482     const char *service_name;
483     const char *provider_name;
484     int *pids;
485
486     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
487     ts->onid = ts->original_network_id;
488     /* allocate a single DVB service */
489     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
490     if (!title)
491         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
492     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
493     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
494     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
495     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
496     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
497     service->pmt.opaque = s;
498     service->pmt.cc = 15;
499
500     ts->pat.pid = PAT_PID;
501     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
502     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
503     ts->pat.opaque = s;
504
505     ts->sdt.pid = SDT_PID;
506     ts->sdt.cc = 15;
507     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
508     ts->sdt.opaque = s;
509
510     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
511     if (!pids)
512         return AVERROR(ENOMEM);
513
514     /* assign pids to each stream */
515     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
516         st = s->streams[i];
517         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
518         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
519         if (!ts_st)
520             goto fail;
521         st->priv_data = ts_st;
522         ts_st->service = service;
523         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
524          * this range are assigned a calculated pid. */
525         if (st->id < 16) {
526             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
527         } else if (st->id < 0x1FFF) {
528             ts_st->pid = st->id;
529         } else {
530             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
531             goto fail;
532         }
533         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
534             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
535             goto fail;
536         }
537         for (j = 0; j < i; j++)
538             if (pids[j] == ts_st->pid) {
539                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
540                 goto fail;
541             }
542         pids[i] = ts_st->pid;
543         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
544         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
545         ts_st->first_pts_check = 1;
546         ts_st->cc = 15;
547         /* update PCR pid by using the first video stream */
548         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
549             service->pcr_pid == 0x1fff) {
550             service->pcr_pid = ts_st->pid;
551             pcr_st = st;
552         }
553         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
554             st->codec->extradata_size > 0) {
555             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
556             if (!ts_st->adts)
557                 return AVERROR(ENOMEM);
558             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
559                                          st->codec->extradata_size) < 0)
560                 return -1;
561         }
562     }
563
564     av_free(pids);
565
566     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
567     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
568         pcr_st = s->streams[0];
569         ts_st = pcr_st->priv_data;
570         service->pcr_pid = ts_st->pid;
571     }
572
573 #if FF_API_MUXRATE
574     if (s->mux_rate)
575         ts->mux_rate = s->mux_rate;
576 #endif
577
578     if (ts->mux_rate > 1) {
579         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
580             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
581         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
582             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
583         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
584             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
585
586         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
587     } else {
588         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
589         ts->sdt_packet_period = 200;
590         ts->pat_packet_period = 40;
591         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
592             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
593                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
594                 service->pcr_packet_period =
595                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
596             } else {
597                 service->pcr_packet_period =
598                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
599             }
600         } else {
601             // max delta PCR 0.1s
602             service->pcr_packet_period =
603                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
604         }
605     }
606
607     // output a PCR as soon as possible
608     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
609     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
610     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
611
612     if (ts->mux_rate == 1)
613         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
614     else
615         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
616     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
617            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
618            service->pcr_packet_period,
619            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
620
621     if (ts->m2ts_mode == -1) {
622         if (av_match_ext(s->filename, "m2ts")) {
623             ts->m2ts_mode = 1;
624         } else {
625             ts->m2ts_mode = 0;
626         }
627     }
628
629     avio_flush(s->pb);
630
631     return 0;
632
633  fail:
634     av_free(pids);
635     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
636         st = s->streams[i];
637         av_freep(&st->priv_data);
638     }
639     return -1;
640 }
641
642 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
643 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
644 {
645     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
646     int i;
647
648     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
649         ts->sdt_packet_count = 0;
650         mpegts_write_sdt(s);
651     }
652     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
653         ts->pat_packet_count = 0;
654         mpegts_write_pat(s);
655         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
656             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
657         }
658     }
659 }
660
661 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
662 {
663     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
664
665     *buf++ = pcr_high >> 25;
666     *buf++ = pcr_high >> 17;
667     *buf++ = pcr_high >> 9;
668     *buf++ = pcr_high >> 1;
669     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
670     *buf++ = pcr_low;
671
672     return 6;
673 }
674
675 /* Write a single null transport stream packet */
676 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
677 {
678     uint8_t *q;
679     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
680
681     q = buf;
682     *q++ = 0x47;
683     *q++ = 0x00 | 0x1f;
684     *q++ = 0xff;
685     *q++ = 0x10;
686     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
687     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
688     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
689 }
690
691 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
692 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
693 {
694     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
695     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
696     uint8_t *q;
697     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
698
699     q = buf;
700     *q++ = 0x47;
701     *q++ = ts_st->pid >> 8;
702     *q++ = ts_st->pid;
703     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
704     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
705     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
706     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
707
708     /* PCR coded into 6 bytes */
709     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
710
711     /* stuffing bytes */
712     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
713     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
714     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
715 }
716
717 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
718 {
719     int val;
720
721     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
722     *q++ = val;
723     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
724     *q++ = val >> 8;
725     *q++ = val;
726     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
727     *q++ = val >> 8;
728     *q++ = val;
729 }
730
731 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
732 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
733 {
734     // expect at least one flag to set
735     assert(flag);
736
737     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
738         // no AF yet, set adaptation field flag
739         pkt[3] |= 0x20;
740         // 1 byte length, no flags
741         pkt[4] = 1;
742         pkt[5] = 0;
743     }
744     pkt[5] |= flag;
745 }
746
747 /* Extend the adaptation field by size bytes */
748 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
749 {
750     // expect already existing adaptation field
751     assert(pkt[3] & 0x20);
752     pkt[4] += size;
753 }
754
755 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
756 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
757 {
758     if (pkt[3] & 0x20)
759         return pkt + 5 + pkt[4];
760     else
761         return pkt + 4;
762 }
763
764 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
765  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
766  * to exactly fill the last ts packet.
767  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
768  */
769 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
770                              const uint8_t *payload, int payload_size,
771                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
772 {
773     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
774     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
775     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
776     uint8_t *q;
777     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
778     int afc_len, stuffing_len;
779     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
780     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
781
782     is_start = 1;
783     while (payload_size > 0) {
784         retransmit_si_info(s);
785
786         write_pcr = 0;
787         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
788             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
789                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
790             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
791                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
792                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
793                 write_pcr = 1;
794             }
795         }
796
797         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
798             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
799             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
800             if (write_pcr)
801                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
802             else
803                 mpegts_insert_null_packet(s);
804             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
805         }
806
807         /* prepare packet header */
808         q = buf;
809         *q++ = 0x47;
810         val = (ts_st->pid >> 8);
811         if (is_start)
812             val |= 0x40;
813         *q++ = val;
814         *q++ = ts_st->pid;
815         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
816         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
817         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
818             // set Random Access for key frames
819             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
820                 write_pcr = 1;
821             set_af_flag(buf, 0x40);
822             q = get_ts_payload_start(buf);
823         }
824         if (write_pcr) {
825             set_af_flag(buf, 0x10);
826             q = get_ts_payload_start(buf);
827             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
828             if (ts->mux_rate > 1)
829                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
830             else
831                 pcr = (dts - delay)*300;
832             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
833                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
834             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
835             q = get_ts_payload_start(buf);
836         }
837         if (is_start) {
838             int pes_extension = 0;
839             /* write PES header */
840             *q++ = 0x00;
841             *q++ = 0x00;
842             *q++ = 0x01;
843             private_code = 0;
844             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
845                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
846                     *q++ = 0xfd;
847                 } else
848                     *q++ = 0xe0;
849             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
850                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
851                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
852                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
853                 *q++ = 0xc0;
854             } else {
855                 *q++ = 0xbd;
856                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
857                     private_code = 0x20;
858                 }
859             }
860             header_len = 0;
861             flags = 0;
862             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
863                 header_len += 5;
864                 flags |= 0x80;
865             }
866             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
867                 header_len += 5;
868                 flags |= 0x40;
869             }
870             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
871                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
872                 /* set PES_extension_flag */
873                 pes_extension = 1;
874                 flags |= 0x01;
875
876                 /*
877                 * One byte for PES2 extension flag +
878                 * one byte for extension length +
879                 * one byte for extension id
880                 */
881                 header_len += 3;
882             }
883             len = payload_size + header_len + 3;
884             if (private_code != 0)
885                 len++;
886             if (len > 0xffff)
887                 len = 0;
888             *q++ = len >> 8;
889             *q++ = len;
890             val = 0x80;
891             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
892             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
893                 val |= 0x04;
894             *q++ = val;
895             *q++ = flags;
896             *q++ = header_len;
897             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
898                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
899                 q += 5;
900             }
901             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
902                 write_pts(q, 1, dts);
903                 q += 5;
904             }
905             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
906                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
907                 *q++ = flags;
908                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
909                 /*
910                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
911                 * write the extended stream id
912                 */
913                 *q++ = 0x00 | 0x60;
914             }
915             if (private_code != 0)
916                 *q++ = private_code;
917             is_start = 0;
918         }
919         /* header size */
920         header_len = q - buf;
921         /* data len */
922         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
923         if (len > payload_size)
924             len = payload_size;
925         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
926         if (stuffing_len > 0) {
927             /* add stuffing with AFC */
928             if (buf[3] & 0x20) {
929                 /* stuffing already present: increase its size */
930                 afc_len = buf[4] + 1;
931                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
932                         buf + 4 + afc_len,
933                         header_len - (4 + afc_len));
934                 buf[4] += stuffing_len;
935                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
936             } else {
937                 /* add stuffing */
938                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
939                 buf[3] |= 0x20;
940                 buf[4] = stuffing_len - 1;
941                 if (stuffing_len >= 2) {
942                     buf[5] = 0x00;
943                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
944                 }
945             }
946         }
947         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
948         payload += len;
949         payload_size -= len;
950         mpegts_prefix_m2ts_header(s);
951         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
952     }
953     avio_flush(s->pb);
954 }
955
956 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
957 {
958     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
959     int size = pkt->size;
960     uint8_t *buf= pkt->data;
961     uint8_t *data= NULL;
962     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
963     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
964     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
965
966     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
967         pts = pkt->pts + delay;
968     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
969         dts = pkt->dts + delay;
970
971     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
972         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
973         return -1;
974     }
975     ts_st->first_pts_check = 0;
976
977     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
978         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
979         uint32_t state = -1;
980
981         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
982             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "h264 bitstream malformated, "
983                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
984             return -1;
985         }
986
987         do {
988             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
989             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
990         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
991                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
992
993         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
994             data = av_malloc(pkt->size+6);
995             if (!data)
996                 return -1;
997             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
998             AV_WB32(data, 0x00000001);
999             data[4] = 0x09;
1000             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1001             buf  = data;
1002             size = pkt->size+6;
1003         }
1004     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
1005         if (pkt->size < 2)
1006             return -1;
1007         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1008             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
1009             int new_size, err;
1010             if (!adts) {
1011                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
1012                        "and extradata missing\n");
1013                 return -1;
1014             }
1015             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1016             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1017                 return -1;
1018             data = av_malloc(new_size);
1019             if (!data)
1020                 return AVERROR(ENOMEM);
1021             err = ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size,
1022                                              adts->pce_size);
1023             if (err < 0) {
1024                 av_free(data);
1025                 return err;
1026             }
1027             if (adts->pce_size) {
1028                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1029                 adts->pce_size = 0;
1030             }
1031             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1032             buf = data;
1033             size = new_size;
1034         }
1035     }
1036
1037     if (ts_st->payload_index && ts_st->payload_index + size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
1038         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1039                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1040                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1041         ts_st->payload_index = 0;
1042     }
1043
1044     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO || size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
1045         av_assert0(!ts_st->payload_index);
1046         // for video and subtitle, write a single pes packet
1047         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1048         av_free(data);
1049         return 0;
1050     }
1051
1052     if (!ts_st->payload_index) {
1053         ts_st->payload_pts = pts;
1054         ts_st->payload_dts = dts;
1055         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1056     }
1057
1058     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_index, buf, size);
1059     ts_st->payload_index += size;
1060
1061     av_free(data);
1062
1063     return 0;
1064 }
1065
1066 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1067 {
1068     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1069     MpegTSWriteStream *ts_st;
1070     MpegTSService *service;
1071     AVStream *st;
1072     int i;
1073
1074     /* flush current packets */
1075     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1076         st = s->streams[i];
1077         ts_st = st->priv_data;
1078         if (ts_st->payload_index > 0) {
1079             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1080                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1081                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1082         }
1083         av_freep(&ts_st->adts);
1084     }
1085     avio_flush(s->pb);
1086
1087     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1088         service = ts->services[i];
1089         av_freep(&service->provider_name);
1090         av_freep(&service->name);
1091         av_free(service);
1092     }
1093     av_free(ts->services);
1094
1095     return 0;
1096 }
1097
1098 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1099     .name              = "mpegts",
1100     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1101     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1102     .extensions        = "ts,m2t,m2ts,mts",
1103     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1104     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1105     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1106     .write_header      = mpegts_write_header,
1107     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1108     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1109     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1110 };