git.sesse.net Git - vlc/blob - modules/mux/mpeg/pes.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * pes.c: PES packetizer used by the MPEG multiplexers
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2001, 2002 the VideoLAN team
   5  * $Id$
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   8  *          Eric Petit <titer@videolan.org>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston MA 02110-1301, USA.
  23  *****************************************************************************/
  24
  25 /*****************************************************************************
  26  * Preamble
  27  *****************************************************************************/
  28
  29 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  30 # include "config.h"
  31 #endif
  32
  33 #include <sys/types.h>
  34 #include <sys/stat.h>
  35 #include <errno.h>
  36 #include <fcntl.h>
  37
  38 #include <vlc_common.h>
  39 #include <vlc_sout.h>
  40 #include <vlc_block.h>
  41
  42 #ifdef HAVE_UNISTD_H
  43 #   include <unistd.h>
  44 #endif
  45
  46 #include <vlc_codecs.h>
  47 #include "pes.h"
  48 #include "bits.h"
  49
  50 /** PESHeader, write a pes header
  51  * \param i_es_size length of payload data. (Must be < PES_PAYLOAD_SIZE_MAX
  52  *                  unless the conditions for unbounded PES packets are met)
  53  * \param i_header_size length of padding data to insert into PES packet
  54  *                      header in bytes.
  55  */
  56 static inline int PESHeader( uint8_t *p_hdr, mtime_t i_pts, mtime_t i_dts,
  57                              int i_es_size, es_format_t *p_fmt,
  58                              int i_stream_id, int i_private_id,
  59                              bool b_mpeg2, bool b_data_alignment,
  60                              int i_header_size )
  61 {
  62     bits_buffer_t bits;
  63     int     i_extra = 0;
  64
  65     /* For PES_PRIVATE_STREAM_1 there is an extra header after the
  66        pes header */
  67     /* i_private_id != -1 because TS use 0xbd without private_id */
  68     if( i_stream_id == PES_PRIVATE_STREAM_1 && i_private_id != -1 )
  69     {
  70         i_extra = 1;
  71         if( ( i_private_id & 0xf0 ) == 0x80 )
  72         {
  73             i_extra += 3;
  74         }
  75     }
  76
  77     bits_initwrite( &bits, 50, p_hdr );
  78
  79     /* add start code */
  80     bits_write( &bits, 24, 0x01 );
  81     bits_write( &bits, 8, i_stream_id );
  82     switch( i_stream_id )
  83     {
  84         case PES_PROGRAM_STREAM_MAP:
  85         case PES_PADDING:
  86         case PES_PRIVATE_STREAM_2:
  87         case PES_ECM:
  88         case PES_EMM:
  89         case PES_PROGRAM_STREAM_DIRECTORY:
  90         case PES_DSMCC_STREAM:
  91         case PES_ITU_T_H222_1_TYPE_E_STREAM:
  92             /* add pes data size  */
  93             bits_write( &bits, 16, i_es_size );
  94             bits_align( &bits );
  95             return( bits.i_data );
  96
  97         default:
  98             /* arg, a little more difficult */
  99             if( b_mpeg2 )
 100             {
 101                 int i_pts_dts;
 102
 103                 if( i_pts > 0 && i_dts > 0 &&
 104                     ( i_pts != i_dts || ( p_fmt->i_cat == VIDEO_ES &&
 105                       p_fmt->i_codec != VLC_FOURCC('m','p','g','v') ) ) )
 106                 {
 107                     i_pts_dts = 0x03;
 108                     if ( !i_header_size ) i_header_size = 0xa;
 109                 }
 110                 else if( i_pts > 0 )
 111                 {
 112                     i_pts_dts = 0x02;
 113                     if ( !i_header_size ) i_header_size = 0x5;
 114                 }
 115                 else
 116                 {
 117                     i_pts_dts = 0x00;
 118                     if ( !i_header_size ) i_header_size = 0x0;
 119                 }
 120
 121                 /* Unbounded streams are only allowed in TS (not PS) and only
 122                  * for some ES, eg. MPEG* Video ES or Dirac ES. */
 123                 if( i_es_size > PES_PAYLOAD_SIZE_MAX )
 124                     bits_write( &bits, 16, 0 ); // size unbounded
 125                 else
 126                     bits_write( &bits, 16, i_es_size + i_extra + 3
 127                                  + i_header_size ); // size
 128                 bits_write( &bits, 2, 0x02 ); // mpeg2 id
 129                 bits_write( &bits, 2, 0x00 ); // pes scrambling control
 130                 bits_write( &bits, 1, 0x00 ); // pes priority
 131                 bits_write( &bits, 1, b_data_alignment ); // data alignement indicator
 132                 bits_write( &bits, 1, 0x00 ); // copyright
 133                 bits_write( &bits, 1, 0x00 ); // original or copy
 134
 135                 bits_write( &bits, 2, i_pts_dts ); // pts_dts flags
 136                 bits_write( &bits, 1, 0x00 ); // escr flags
 137                 bits_write( &bits, 1, 0x00 ); // es rate flag
 138                 bits_write( &bits, 1, 0x00 ); // dsm trick mode flag
 139                 bits_write( &bits, 1, 0x00 ); // additional copy info flag
 140                 bits_write( &bits, 1, 0x00 ); // pes crc flag
 141                 bits_write( &bits, 1, 0x00 ); // pes extension flags
 142                 bits_write( &bits, 8, i_header_size ); // header size -> pts and dts
 143
 144                 /* write pts */
 145                 if( i_pts_dts & 0x02 )
 146                 {
 147                     bits_write( &bits, 4, i_pts_dts ); // '0010' or '0011'
 148                     bits_write( &bits, 3, i_pts >> 30 );
 149                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 150                     bits_write( &bits, 15, i_pts >> 15 );
 151                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 152                     bits_write( &bits, 15, i_pts );
 153                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 154                     i_header_size -= 0x5;
 155                 }
 156                 /* write i_dts */
 157                 if( i_pts_dts & 0x01 )
 158                 {
 159                     bits_write( &bits, 4, 0x01 ); // '0001'
 160                     bits_write( &bits, 3, i_dts >> 30 );
 161                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 162                     bits_write( &bits, 15, i_dts >> 15 );
 163                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 164                     bits_write( &bits, 15, i_dts );
 165                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 166                     i_header_size -= 0x5;
 167                 }
 168                 while ( i_header_size )
 169                 {
 170                     bits_write( &bits, 8, 0xff );
 171                     i_header_size--;
 172                 }
 173             }
 174             else /* MPEG1 */
 175             {
 176                 int i_pts_dts;
 177
 178                 if( i_pts > 0 && i_dts > 0 &&
 179                     ( i_pts != i_dts || p_fmt->i_cat == VIDEO_ES ) )
 180                 {
 181                     bits_write( &bits, 16, i_es_size + i_extra + 10 /* + stuffing */ );
 182                     i_pts_dts = 0x03;
 183                 }
 184                 else if( i_pts > 0 )
 185                 {
 186                     bits_write( &bits, 16, i_es_size + i_extra + 5 /* + stuffing */ );
 187                     i_pts_dts = 0x02;
 188                 }
 189                 else
 190                 {
 191                     bits_write( &bits, 16, i_es_size + i_extra + 1 /* + stuffing */);
 192                     i_pts_dts = 0x00;
 193                 }
 194
 195                 /* FIXME: Now should be stuffing */
 196
 197                 /* No STD_buffer_scale and STD_buffer_size */
 198
 199                 /* write pts */
 200                 if( i_pts_dts & 0x02 )
 201                 {
 202                     bits_write( &bits, 4, i_pts_dts ); // '0010' or '0011'
 203                     bits_write( &bits, 3, i_pts >> 30 );
 204                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 205                     bits_write( &bits, 15, i_pts >> 15 );
 206                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 207                     bits_write( &bits, 15, i_pts );
 208                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 209                 }
 210                 /* write i_dts */
 211                 if( i_pts_dts & 0x01 )
 212                 {
 213                     bits_write( &bits, 4, 0x01 ); // '0001'
 214                     bits_write( &bits, 3, i_dts >> 30 );
 215                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 216                     bits_write( &bits, 15, i_dts >> 15 );
 217                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 218                     bits_write( &bits, 15, i_dts );
 219                     bits_write( &bits, 1, 0x01 ); // marker
 220                 }
 221                 if( !i_pts_dts )
 222                 {
 223                     bits_write( &bits, 8, 0x0F );
 224                 }
 225
 226             }
 227
 228             /* now should be stuffing */
 229             /* and then pes data */
 230
 231             bits_align( &bits );
 232             if( i_stream_id == PES_PRIVATE_STREAM_1 && i_private_id != -1 )
 233             {
 234                 bits_write( &bits, 8, i_private_id );
 235                 if( ( i_private_id&0xf0 ) == 0x80 )
 236                 {
 237                     bits_write( &bits, 24, 0 ); // ac3
 238                 }
 239             }
 240             bits_align( &bits );
 241             return( bits.i_data );
 242     }
 243 }
 244
 245 /** EStoPES, encapsulate an elementary stream block into PES packet(s)
 246  * each with a maximal payload size of @i_max_pes_size@.
 247  *
 248  * In some circumstances, unbounded PES packets are allowed:
 249  *  - Transport streams only (NOT programme streams)
 250  *  - Only some types of elementary streams (eg MPEG2 video)
 251  * It is the responsibility of the caller to enforce these constraints.
 252  *
 253  * EStoPES will only produce an unbounded PES packet if:
 254  *  - ES is VIDEO_ES
 255  *  - i_max_pes_size > PES_PAYLOAD_SIZE_MAX
 256  *  - length of p_es > PES_PAYLOAD_SIZE_MAX
 257  * If the last condition is not met, a single PES packet is produced
 258  * which is not unbounded in length.
 259  *
 260  * \param i_header_size length of padding data to insert into PES packet
 261  *                      header in bytes.
 262  * \param i_max_pes_size maximum length of each pes packet payload.
 263  *                       if zero, uses default maximum.
 264  *                       To allow unbounded PES packets in transport stream
 265  *                       VIDEO_ES, set to INT_MAX.
 266  */
 267 int  EStoPES ( sout_instance_t *p_sout, block_t **pp_pes, block_t *p_es,
 268                    es_format_t *p_fmt, int i_stream_id,
 269                    int b_mpeg2, int b_data_alignment, int i_header_size,
 270                    int i_max_pes_size )
 271 {
 272     block_t *p_pes;
 273     mtime_t i_pts, i_dts, i_length;
 274
 275     uint8_t *p_data;
 276     int     i_size;
 277
 278     int     i_private_id = -1;
 279
 280     uint8_t header[50];     // PES header + extra < 50 (more like 17)
 281     int     i_pes_payload;
 282     int     i_pes_header;
 283
 284     int     i_pes_count = 1;
 285
 286     /* NB, Only video ES may have unbounded length */
 287     if( !i_max_pes_size ||
 288         ( p_fmt->i_cat != VIDEO_ES && i_max_pes_size > PES_PAYLOAD_SIZE_MAX ) )
 289     {
 290         i_max_pes_size = PES_PAYLOAD_SIZE_MAX;
 291     }
 292
 293     /* HACK for private stream 1 in ps */
 294     if( ( i_stream_id >> 8 ) == PES_PRIVATE_STREAM_1 )
 295     {
 296         i_private_id = i_stream_id & 0xff;
 297         i_stream_id  = PES_PRIVATE_STREAM_1;
 298     }
 299
 300     if( p_fmt->i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p','4', 'v' ) &&
 301         p_es->i_flags & BLOCK_FLAG_TYPE_I )
 302     {
 303         /* For MPEG4 video, add VOL before I-frames */
 304         p_es = block_Realloc( p_es, p_fmt->i_extra, p_es->i_buffer );
 305
 306         memcpy( p_es->p_buffer, p_fmt->p_extra, p_fmt->i_extra );
 307     }
 308
 309     i_pts = p_es->i_pts <= 0 ? 0 : p_es->i_pts * 9 / 100; // 90000 units clock
 310     i_dts = p_es->i_dts <= 0 ? 0 : p_es->i_dts * 9 / 100; // 90000 units clock
 311
 312     i_size = p_es->i_buffer;
 313     p_data = p_es->p_buffer;
 314
 315     *pp_pes = p_pes = NULL;
 316
 317 #ifndef NDEBUG
 318     memset( header, 0, 50 );
 319 #endif
 320
 321     do
 322     {
 323         i_pes_payload = __MIN( i_size, i_max_pes_size );
 324         i_pes_header  = PESHeader( header, i_pts, i_dts, i_pes_payload,
 325                                    p_fmt, i_stream_id, i_private_id, b_mpeg2,
 326                                    b_data_alignment, i_header_size );
 327         i_dts = 0; // only first PES has a dts/pts
 328         i_pts = 0;
 329
 330         if( p_es )
 331         {
 332             p_es = block_Realloc( p_es, i_pes_header, p_es->i_buffer );
 333             p_data = p_es->p_buffer+i_pes_header;
 334             /* reuse p_es for first frame */
 335             *pp_pes = p_pes = p_es;
 336             /* don't touch i_dts, i_pts, i_length as are already set :) */
 337             p_es = NULL;
 338         }
 339         else
 340         {
 341             p_pes->p_next = block_New( p_sout, i_pes_header + i_pes_payload );
 342             p_pes = p_pes->p_next;
 343
 344             p_pes->i_dts    = 0;
 345             p_pes->i_pts    = 0;
 346             p_pes->i_length = 0;
 347             if( i_pes_payload > 0 )
 348             {
 349                 vlc_memcpy( p_pes->p_buffer + i_pes_header, p_data,
 350                             i_pes_payload );
 351             }
 352             i_pes_count++;
 353         }
 354
 355         /* copy header */
 356         memcpy( p_pes->p_buffer, header, i_pes_header );
 357
 358         i_size -= i_pes_payload;
 359         p_data += i_pes_payload;
 360         p_pes->i_buffer =  i_pes_header + i_pes_payload;
 361
 362     } while( i_size > 0 );
 363
 364     /* Now redate all pes */
 365     i_dts    = (*pp_pes)->i_dts;
 366     i_length = (*pp_pes)->i_length / i_pes_count;
 367     for( p_pes = *pp_pes; p_pes != NULL; p_pes = p_pes->p_next )
 368     {
 369         p_pes->i_dts = i_dts;
 370         p_pes->i_length = i_length;
 371
 372         i_dts += i_length;
 373     }
 374
 375     return 0;
 376 }