8664f46b66d474c67d4a3983fed25387efd2a955
[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     { NULL },
36 };
37
38 static const AVClass rtp_muxer_class = {
39     .class_name = "RTP muxer",
40     .item_name  = av_default_item_name,
41     .option     = options,
42     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
43 };
44
45 #define RTCP_SR_SIZE 28
46
47 static int is_supported(enum CodecID id)
48 {
49     switch(id) {
50     case CODEC_ID_H263:
51     case CODEC_ID_H263P:
52     case CODEC_ID_H264:
53     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
54     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
55     case CODEC_ID_MPEG4:
56     case CODEC_ID_AAC:
57     case CODEC_ID_MP2:
58     case CODEC_ID_MP3:
59     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
60     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
61     case CODEC_ID_PCM_S8:
62     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
63     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
64     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
65     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
66     case CODEC_ID_PCM_U8:
67     case CODEC_ID_MPEG2TS:
68     case CODEC_ID_AMR_NB:
69     case CODEC_ID_AMR_WB:
70     case CODEC_ID_VORBIS:
71     case CODEC_ID_THEORA:
72     case CODEC_ID_VP8:
73     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
74         return 1;
75     default:
76         return 0;
77     }
78 }
79
80 static int rtp_write_header(AVFormatContext *s1)
81 {
82     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
83     int max_packet_size, n;
84     AVStream *st;
85
86     if (s1->nb_streams != 1)
87         return -1;
88     st = s1->streams[0];
89     if (!is_supported(st->codec->codec_id)) {
90         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Unsupported codec %x\n", st->codec->codec_id);
91
92         return -1;
93     }
94
95     s->payload_type = ff_rtp_get_payload_type(st->codec);
96     if (s->payload_type < 0)
97         s->payload_type = RTP_PT_PRIVATE + (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
98
99     s->base_timestamp = av_get_random_seed();
100     s->timestamp = s->base_timestamp;
101     s->cur_timestamp = 0;
102     s->ssrc = av_get_random_seed();
103     s->first_packet = 1;
104     s->first_rtcp_ntp_time = ff_ntp_time();
105     if (s1->start_time_realtime)
106         /* Round the NTP time to whole milliseconds. */
107         s->first_rtcp_ntp_time = (s1->start_time_realtime / 1000) * 1000 +
108                                  NTP_OFFSET_US;
109
110     max_packet_size = s1->pb->max_packet_size;
111     if (max_packet_size <= 12)
112         return AVERROR(EIO);
113     s->buf = av_malloc(max_packet_size);
114     if (s->buf == NULL) {
115         return AVERROR(ENOMEM);
116     }
117     s->max_payload_size = max_packet_size - 12;
118
119     s->max_frames_per_packet = 0;
120     if (s1->max_delay) {
121         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
122             if (st->codec->frame_size == 0) {
123                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot respect max delay: frame size = 0\n");
124             } else {
125                 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);
126             }
127         }
128         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
129             /* FIXME: We should round down here... */
130             s->max_frames_per_packet = av_rescale_q(s1->max_delay, (AVRational){1, 1000000}, st->codec->time_base);
131         }
132     }
133
134     av_set_pts_info(st, 32, 1, 90000);
135     switch(st->codec->codec_id) {
136     case CODEC_ID_MP2:
137     case CODEC_ID_MP3:
138         s->buf_ptr = s->buf + 4;
139         break;
140     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
141     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
142         break;
143     case CODEC_ID_MPEG2TS:
144         n = s->max_payload_size / TS_PACKET_SIZE;
145         if (n < 1)
146             n = 1;
147         s->max_payload_size = n * TS_PACKET_SIZE;
148         s->buf_ptr = s->buf;
149         break;
150     case CODEC_ID_H264:
151         /* check for H.264 MP4 syntax */
152         if (st->codec->extradata_size > 4 && st->codec->extradata[0] == 1) {
153             s->nal_length_size = (st->codec->extradata[4] & 0x03) + 1;
154         }
155         break;
156     case CODEC_ID_VORBIS:
157     case CODEC_ID_THEORA:
158         if (!s->max_frames_per_packet) s->max_frames_per_packet = 15;
159         s->max_frames_per_packet = av_clip(s->max_frames_per_packet, 1, 15);
160         s->max_payload_size -= 6; // ident+frag+tdt/vdt+pkt_num+pkt_length
161         s->num_frames = 0;
162         goto defaultcase;
163     case CODEC_ID_VP8:
164         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP VP8 payload implementation is "
165                                  "incompatible with the latest spec drafts.\n");
166         break;
167     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
168         /* Due to a historical error, the clock rate for G722 in RTP is
169          * 8000, even if the sample rate is 16000. See RFC 3551. */
170         av_set_pts_info(st, 32, 1, 8000);
171         break;
172     case CODEC_ID_AMR_NB:
173     case CODEC_ID_AMR_WB:
174         if (!s->max_frames_per_packet)
175             s->max_frames_per_packet = 12;
176         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AMR_NB)
177             n = 31;
178         else
179             n = 61;
180         /* max_header_toc_size + the largest AMR payload must fit */
181         if (1 + s->max_frames_per_packet + n > s->max_payload_size) {
182             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP max payload size too small for AMR\n");
183             return -1;
184         }
185         if (st->codec->channels != 1) {
186             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only mono is supported\n");
187             return -1;
188         }
189     case CODEC_ID_AAC:
190         s->num_frames = 0;
191     default:
192 defaultcase:
193         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
194             av_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
195         }
196         s->buf_ptr = s->buf;
197         break;
198     }
199
200     return 0;
201 }
202
203 /* send an rtcp sender report packet */
204 static void rtcp_send_sr(AVFormatContext *s1, int64_t ntp_time)
205 {
206     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
207     uint32_t rtp_ts;
208
209     av_dlog(s1, "RTCP: %02x %"PRIx64" %x\n", s->payload_type, ntp_time, s->timestamp);
210
211     s->last_rtcp_ntp_time = ntp_time;
212     rtp_ts = av_rescale_q(ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, (AVRational){1, 1000000},
213                           s1->streams[0]->time_base) + s->base_timestamp;
214     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
215     avio_w8(s1->pb, RTCP_SR);
216     avio_wb16(s1->pb, 6); /* length in words - 1 */
217     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
218     avio_wb32(s1->pb, ntp_time / 1000000);
219     avio_wb32(s1->pb, ((ntp_time % 1000000) << 32) / 1000000);
220     avio_wb32(s1->pb, rtp_ts);
221     avio_wb32(s1->pb, s->packet_count);
222     avio_wb32(s1->pb, s->octet_count);
223     avio_flush(s1->pb);
224 }
225
226 /* send an rtp packet. sequence number is incremented, but the caller
227    must update the timestamp itself */
228 void ff_rtp_send_data(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf1, int len, int m)
229 {
230     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
231
232     av_dlog(s1, "rtp_send_data size=%d\n", len);
233
234     /* build the RTP header */
235     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
236     avio_w8(s1->pb, (s->payload_type & 0x7f) | ((m & 0x01) << 7));
237     avio_wb16(s1->pb, s->seq);
238     avio_wb32(s1->pb, s->timestamp);
239     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
240
241     avio_write(s1->pb, buf1, len);
242     avio_flush(s1->pb);
243
244     s->seq++;
245     s->octet_count += len;
246     s->packet_count++;
247 }
248
249 /* send an integer number of samples and compute time stamp and fill
250    the rtp send buffer before sending. */
251 static void rtp_send_samples(AVFormatContext *s1,
252                              const uint8_t *buf1, int size, int sample_size)
253 {
254     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
255     int len, max_packet_size, n;
256
257     max_packet_size = (s->max_payload_size / sample_size) * sample_size;
258     /* not needed, but who nows */
259     if ((size % sample_size) != 0)
260         av_abort();
261     n = 0;
262     while (size > 0) {
263         s->buf_ptr = s->buf;
264         len = FFMIN(max_packet_size, size);
265
266         /* copy data */
267         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
268         s->buf_ptr += len;
269         buf1 += len;
270         size -= len;
271         s->timestamp = s->cur_timestamp + n / sample_size;
272         ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
273         n += (s->buf_ptr - s->buf);
274     }
275 }
276
277 static void rtp_send_mpegaudio(AVFormatContext *s1,
278                                const uint8_t *buf1, int size)
279 {
280     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
281     int len, count, max_packet_size;
282
283     max_packet_size = s->max_payload_size;
284
285     /* test if we must flush because not enough space */
286     len = (s->buf_ptr - s->buf);
287     if ((len + size) > max_packet_size) {
288         if (len > 4) {
289             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
290             s->buf_ptr = s->buf + 4;
291         }
292     }
293     if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
294         s->timestamp = s->cur_timestamp;
295     }
296
297     /* add the packet */
298     if (size > max_packet_size) {
299         /* big packet: fragment */
300         count = 0;
301         while (size > 0) {
302             len = max_packet_size - 4;
303             if (len > size)
304                 len = size;
305             /* build fragmented packet */
306             s->buf[0] = 0;
307             s->buf[1] = 0;
308             s->buf[2] = count >> 8;
309             s->buf[3] = count;
310             memcpy(s->buf + 4, buf1, len);
311             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, len + 4, 0);
312             size -= len;
313             buf1 += len;
314             count += len;
315         }
316     } else {
317         if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
318             /* no fragmentation possible */
319             s->buf[0] = 0;
320             s->buf[1] = 0;
321             s->buf[2] = 0;
322             s->buf[3] = 0;
323         }
324         memcpy(s->buf_ptr, buf1, size);
325         s->buf_ptr += size;
326     }
327 }
328
329 static void rtp_send_raw(AVFormatContext *s1,
330                          const uint8_t *buf1, int size)
331 {
332     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
333     int len, max_packet_size;
334
335     max_packet_size = s->max_payload_size;
336
337     while (size > 0) {
338         len = max_packet_size;
339         if (len > size)
340             len = size;
341
342         s->timestamp = s->cur_timestamp;
343         ff_rtp_send_data(s1, buf1, len, (len == size));
344
345         buf1 += len;
346         size -= len;
347     }
348 }
349
350 /* NOTE: size is assumed to be an integer multiple of TS_PACKET_SIZE */
351 static void rtp_send_mpegts_raw(AVFormatContext *s1,
352                                 const uint8_t *buf1, int size)
353 {
354     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
355     int len, out_len;
356
357     while (size >= TS_PACKET_SIZE) {
358         len = s->max_payload_size - (s->buf_ptr - s->buf);
359         if (len > size)
360             len = size;
361         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
362         buf1 += len;
363         size -= len;
364         s->buf_ptr += len;
365
366         out_len = s->buf_ptr - s->buf;
367         if (out_len >= s->max_payload_size) {
368             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, out_len, 0);
369             s->buf_ptr = s->buf;
370         }
371     }
372 }
373
374 static int rtp_write_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
375 {
376     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
377     AVStream *st = s1->streams[0];
378     int rtcp_bytes;
379     int size= pkt->size;
380
381     av_dlog(s1, "%d: write len=%d\n", pkt->stream_index, size);
382
383     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
384         RTCP_TX_RATIO_DEN;
385     if (s->first_packet || ((rtcp_bytes >= RTCP_SR_SIZE) &&
386                            (ff_ntp_time() - s->last_rtcp_ntp_time > 5000000))) {
387         rtcp_send_sr(s1, ff_ntp_time());
388         s->last_octet_count = s->octet_count;
389         s->first_packet = 0;
390     }
391     s->cur_timestamp = s->base_timestamp + pkt->pts;
392
393     switch(st->codec->codec_id) {
394     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
395     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
396     case CODEC_ID_PCM_U8:
397     case CODEC_ID_PCM_S8:
398         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 1 * st->codec->channels);
399         break;
400     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
401     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
402     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
403     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
404         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 2 * st->codec->channels);
405         break;
406     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
407         /* The actual sample size is half a byte per sample, but since the
408          * stream clock rate is 8000 Hz while the sample rate is 16000 Hz,
409          * the correct parameter for send_samples is 1 byte per stream clock. */
410         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 1 * st->codec->channels);
411         break;
412     case CODEC_ID_MP2:
413     case CODEC_ID_MP3:
414         rtp_send_mpegaudio(s1, pkt->data, size);
415         break;
416     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
417     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
418         ff_rtp_send_mpegvideo(s1, pkt->data, size);
419         break;
420     case CODEC_ID_AAC:
421         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_MP4A_LATM)
422             ff_rtp_send_latm(s1, pkt->data, size);
423         else
424             ff_rtp_send_aac(s1, pkt->data, size);
425         break;
426     case CODEC_ID_AMR_NB:
427     case CODEC_ID_AMR_WB:
428         ff_rtp_send_amr(s1, pkt->data, size);
429         break;
430     case CODEC_ID_MPEG2TS:
431         rtp_send_mpegts_raw(s1, pkt->data, size);
432         break;
433     case CODEC_ID_H264:
434         ff_rtp_send_h264(s1, pkt->data, size);
435         break;
436     case CODEC_ID_H263:
437     case CODEC_ID_H263P:
438         ff_rtp_send_h263(s1, pkt->data, size);
439         break;
440     case CODEC_ID_VORBIS:
441     case CODEC_ID_THEORA:
442         ff_rtp_send_xiph(s1, pkt->data, size);
443         break;
444     case CODEC_ID_VP8:
445         ff_rtp_send_vp8(s1, pkt->data, size);
446         break;
447     default:
448         /* better than nothing : send the codec raw data */
449         rtp_send_raw(s1, pkt->data, size);
450         break;
451     }
452     return 0;
453 }
454
455 static int rtp_write_trailer(AVFormatContext *s1)
456 {
457     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
458
459     av_freep(&s->buf);
460
461     return 0;
462 }
463
464 AVOutputFormat ff_rtp_muxer = {
465     .name              = "rtp",
466     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RTP output format"),
467     .priv_data_size    = sizeof(RTPMuxContext),
468     .audio_codec       = CODEC_ID_PCM_MULAW,
469     .video_codec       = CODEC_ID_NONE,
470     .write_header      = rtp_write_header,
471     .write_packet      = rtp_write_packet,
472     .write_trailer     = rtp_write_trailer,
473     .priv_class = &rtp_muxer_class,
474 };