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