]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/mpegtsenc.c
44a5e5b08952e25a3e7be881365069f2511339ee
[ffmpeg] / libavformat / mpegtsenc.c
1 /*
2  * MPEG2 transport stream (aka DVB) muxer
3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 "libavcodec/mpegvideo.h"
28 #include "avformat.h"
29 #include "internal.h"
30 #include "mpegts.h"
31
32 #define PCR_TIME_BASE 27000000
33
34 /* write DVB SI sections */
35
36 /*********************************************/
37 /* mpegts section writer */
38
39 typedef struct MpegTSSection {
40     int pid;
41     int cc;
42     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
43     void *opaque;
44 } MpegTSSection;
45
46 typedef struct MpegTSService {
47     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
48     int sid;           /* service ID */
49     char *name;
50     char *provider_name;
51     int pcr_pid;
52     int pcr_packet_count;
53     int pcr_packet_period;
54 } MpegTSService;
55
56 typedef struct MpegTSWrite {
57     const AVClass *av_class;
58     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
59     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
60     MpegTSService **services;
61     int sdt_packet_count;
62     int sdt_packet_period;
63     int pat_packet_count;
64     int pat_packet_period;
65     int nb_services;
66     int onid;
67     int tsid;
68     int64_t first_pcr;
69     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
70     int pes_payload_size;
71
72     int transport_stream_id;
73     int original_network_id;
74     int service_id;
75
76     int pmt_start_pid;
77     int start_pid;
78
79     int reemit_pat_pmt; // backward compatibility
80
81 #define MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT  0x01
82 #define MPEGTS_FLAG_AAC_LATM        0x02
83     int flags;
84 } MpegTSWrite;
85
86 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
87 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
88 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
89
90 static const AVOption options[] = {
91     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
92       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
93     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
94       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
95     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
96       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
97     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
98       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x1000 }, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
99     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
100       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
101     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
102     { "pes_payload_size", "Minimum PES packet payload in bytes",
103       offsetof(MpegTSWrite, pes_payload_size), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
104     { "mpegts_flags", "MPEG-TS muxing flags", offsetof(MpegTSWrite, flags), AV_OPT_TYPE_FLAGS, {.i64 = 0}, 0, INT_MAX,
105       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags" },
106     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
107       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT}, 0, INT_MAX,
108       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags"},
109     { "latm", "Use LATM packetization for AAC",
110       0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64 = MPEGTS_FLAG_AAC_LATM}, 0, INT_MAX,
111       AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM, "mpegts_flags"},
112     // backward compatibility
113     { "resend_headers", "Reemit PAT/PMT before writing the next packet",
114       offsetof(MpegTSWrite, reemit_pat_pmt), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = 0}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
115     { NULL },
116 };
117
118 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
119     .class_name     = "MPEGTS muxer",
120     .item_name      = av_default_item_name,
121     .option         = options,
122     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
123 };
124
125 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
126 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
127 {
128     unsigned int crc;
129     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
130     const unsigned char *buf_ptr;
131     unsigned char *q;
132     int first, b, len1, left;
133
134     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
135     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
136     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
137     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
138     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
139
140     /* send each packet */
141     buf_ptr = buf;
142     while (len > 0) {
143         first = (buf == buf_ptr);
144         q = packet;
145         *q++ = 0x47;
146         b = (s->pid >> 8);
147         if (first)
148             b |= 0x40;
149         *q++ = b;
150         *q++ = s->pid;
151         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
152         *q++ = 0x10 | s->cc;
153         if (first)
154             *q++ = 0; /* 0 offset */
155         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
156         if (len1 > len)
157             len1 = len;
158         memcpy(q, buf_ptr, len1);
159         q += len1;
160         /* add known padding data */
161         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
162         if (left > 0)
163             memset(q, 0xff, left);
164
165         s->write_packet(s, packet);
166
167         buf_ptr += len1;
168         len -= len1;
169     }
170 }
171
172 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
173 {
174     uint8_t *q;
175     q = *q_ptr;
176     *q++ = val >> 8;
177     *q++ = val;
178     *q_ptr = q;
179 }
180
181 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
182                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
183                           uint8_t *buf, int len)
184 {
185     uint8_t section[1024], *q;
186     unsigned int tot_len;
187     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
188     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
189
190     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
191     /* check if not too big */
192     if (tot_len > 1024)
193         return -1;
194
195     q = section;
196     *q++ = tid;
197     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
198     put16(&q, id);
199     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
200     *q++ = sec_num;
201     *q++ = last_sec_num;
202     memcpy(q, buf, len);
203
204     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
205     return 0;
206 }
207
208 /*********************************************/
209 /* mpegts writer */
210
211 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "Libav"
212 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
213
214 /* we retransmit the SI info at this rate */
215 #define SDT_RETRANS_TIME 500
216 #define PAT_RETRANS_TIME 100
217 #define PCR_RETRANS_TIME 20
218
219 typedef struct MpegTSWriteStream {
220     struct MpegTSService *service;
221     int pid; /* stream associated pid */
222     int cc;
223     int payload_size;
224     int first_pts_check; ///< first pts check needed
225     int64_t payload_pts;
226     int64_t payload_dts;
227     int payload_flags;
228     uint8_t *payload;
229     AVFormatContext *amux;
230 } MpegTSWriteStream;
231
232 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
233 {
234     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
235     MpegTSService *service;
236     uint8_t data[1012], *q;
237     int i;
238
239     q = data;
240     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
241         service = ts->services[i];
242         put16(&q, service->sid);
243         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
244     }
245     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
246                           data, q - data);
247 }
248
249 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
250 {
251     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
252     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
253     int val, stream_type, i;
254
255     q = data;
256     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
257
258     program_info_length_ptr = q;
259     q += 2; /* patched after */
260
261     /* put program info here */
262
263     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
264     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
265     program_info_length_ptr[1] = val;
266
267     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
268         AVStream *st = s->streams[i];
269         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
270         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
271         switch(st->codec->codec_id) {
272         case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
273         case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
274             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
275             break;
276         case AV_CODEC_ID_MPEG4:
277             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
278             break;
279         case AV_CODEC_ID_H264:
280             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
281             break;
282         case AV_CODEC_ID_CAVS:
283             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_CAVS;
284             break;
285         case AV_CODEC_ID_DIRAC:
286             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
287             break;
288         case AV_CODEC_ID_MP2:
289         case AV_CODEC_ID_MP3:
290             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
291             break;
292         case AV_CODEC_ID_AAC:
293             stream_type = (ts->flags & MPEGTS_FLAG_AAC_LATM) ? STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM : STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
294             break;
295         case AV_CODEC_ID_AAC_LATM:
296             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
297             break;
298         case AV_CODEC_ID_AC3:
299             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
300             break;
301         default:
302             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
303             break;
304         }
305         *q++ = stream_type;
306         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
307         desc_length_ptr = q;
308         q += 2; /* patched after */
309
310         /* write optional descriptors here */
311         switch(st->codec->codec_type) {
312         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
313             if (lang) {
314                 char *p;
315                 char *next = lang->value;
316                 uint8_t *len_ptr;
317
318                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
319                 len_ptr = q++;
320                 *len_ptr = 0;
321
322                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
323                     next = strchr(p, ',');
324                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
325                         continue; /* not a 3-letter code */
326
327                     *q++ = *p++;
328                     *q++ = *p++;
329                     *q++ = *p++;
330
331                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
332                     *q++ = 0x01;
333                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
334                     *q++ = 0x02;
335                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
336                     *q++ = 0x03;
337                 else
338                     *q++ = 0; /* undefined type */
339
340                     *len_ptr += 4;
341                 }
342
343                 if (*len_ptr == 0)
344                     q -= 2; /* no language codes were written */
345             }
346             break;
347         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
348             {
349                 const char *language;
350                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
351                 *q++ = 0x59;
352                 *q++ = 8;
353                 *q++ = language[0];
354                 *q++ = language[1];
355                 *q++ = language[2];
356                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
357                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
358                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
359                     q += 4;
360                 } else {
361                     put16(&q, 1); /* page id */
362                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
363                 }
364             }
365             break;
366         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
367             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
368                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
369                 *q++ = 4;
370                 *q++ = 'd';
371                 *q++ = 'r';
372                 *q++ = 'a';
373                 *q++ = 'c';
374             }
375             break;
376         }
377
378         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
379         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
380         desc_length_ptr[1] = val;
381     }
382     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
383                           data, q - data);
384 }
385
386 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
387 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
388 {
389     uint8_t *q;
390     int len;
391
392     q = *q_ptr;
393     if (!str)
394         len = 0;
395     else
396         len = strlen(str);
397     *q++ = len;
398     memcpy(q, str, len);
399     q += len;
400     *q_ptr = q;
401 }
402
403 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
404 {
405     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
406     MpegTSService *service;
407     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
408     int i, running_status, free_ca_mode, val;
409
410     q = data;
411     put16(&q, ts->onid);
412     *q++ = 0xff;
413     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
414         service = ts->services[i];
415         put16(&q, service->sid);
416         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
417         desc_list_len_ptr = q;
418         q += 2;
419         running_status = 4; /* running */
420         free_ca_mode = 0;
421
422         /* write only one descriptor for the service name and provider */
423         *q++ = 0x48;
424         desc_len_ptr = q;
425         q++;
426         *q++ = 0x01; /* digital television service */
427         putstr8(&q, service->provider_name);
428         putstr8(&q, service->name);
429         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
430
431         /* fill descriptor length */
432         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
433             (q - desc_list_len_ptr - 2);
434         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
435         desc_list_len_ptr[1] = val;
436     }
437     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
438                           data, q - data);
439 }
440
441 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
442                                          int sid,
443                                          const char *provider_name,
444                                          const char *name)
445 {
446     MpegTSService *service;
447
448     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
449     if (!service)
450         return NULL;
451     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
452     service->sid = sid;
453     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
454     service->name = av_strdup(name);
455     service->pcr_pid = 0x1fff;
456     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
457     return service;
458 }
459
460 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
461 {
462     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
463     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
464 }
465
466 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
467 {
468     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
469     MpegTSWriteStream *ts_st;
470     MpegTSService *service;
471     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
472     AVDictionaryEntry *title, *provider;
473     int i, j;
474     const char *service_name;
475     const char *provider_name;
476     int *pids;
477     int ret;
478
479     if (s->max_delay < 0) /* Not set by the caller */
480         s->max_delay = 0;
481
482     // round up to a whole number of TS packets
483     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
484
485     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
486     ts->onid = ts->original_network_id;
487     /* allocate a single DVB service */
488     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
489     if (!title)
490         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
491     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
492     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
493     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
494     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
495     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
496     service->pmt.opaque = s;
497     service->pmt.cc = 15;
498
499     ts->pat.pid = PAT_PID;
500     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
501     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
502     ts->pat.opaque = s;
503
504     ts->sdt.pid = SDT_PID;
505     ts->sdt.cc = 15;
506     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
507     ts->sdt.opaque = s;
508
509     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
510     if (!pids)
511         return AVERROR(ENOMEM);
512
513     /* assign pids to each stream */
514     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
515         st = s->streams[i];
516         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
517         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
518         if (!ts_st) {
519             ret = AVERROR(ENOMEM);
520             goto fail;
521         }
522         st->priv_data = ts_st;
523         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
524         if (!ts_st->payload) {
525             ret = AVERROR(ENOMEM);
526             goto fail;
527         }
528         ts_st->service = service;
529         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
530          * this range are assigned a calculated pid. */
531         if (st->id < 16) {
532             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
533         } else if (st->id < 0x1FFF) {
534             ts_st->pid = st->id;
535         } else {
536             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
537             ret = AVERROR(EINVAL);
538             goto fail;
539         }
540         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
541             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
542             ret = AVERROR(EINVAL);
543             goto fail;
544         }
545         for (j = 0; j < i; j++)
546             if (pids[j] == ts_st->pid) {
547                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
548                 ret = AVERROR(EINVAL);
549                 goto fail;
550             }
551         pids[i] = ts_st->pid;
552         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
553         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
554         ts_st->first_pts_check = 1;
555         ts_st->cc = 15;
556         /* update PCR pid by using the first video stream */
557         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
558             service->pcr_pid == 0x1fff) {
559             service->pcr_pid = ts_st->pid;
560             pcr_st = st;
561         }
562         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC &&
563             st->codec->extradata_size > 0)
564         {
565             AVStream *ast;
566             ts_st->amux = avformat_alloc_context();
567             if (!ts_st->amux) {
568                 ret = AVERROR(ENOMEM);
569                 goto fail;
570             }
571             ts_st->amux->oformat = av_guess_format((ts->flags & MPEGTS_FLAG_AAC_LATM) ? "latm" : "adts", NULL, NULL);
572             if (!ts_st->amux->oformat) {
573                 ret = AVERROR(EINVAL);
574                 goto fail;
575             }
576             ast = avformat_new_stream(ts_st->amux, NULL);
577             ret = avcodec_copy_context(ast->codec, st->codec);
578             if (ret != 0)
579                 goto fail;
580             ret = avformat_write_header(ts_st->amux, NULL);
581             if (ret < 0)
582                 goto fail;
583         }
584     }
585
586     av_free(pids);
587
588     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
589     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
590         pcr_st = s->streams[0];
591         ts_st = pcr_st->priv_data;
592         service->pcr_pid = ts_st->pid;
593     }
594
595     if (ts->mux_rate > 1) {
596         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
597             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
598         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
599             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
600         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
601             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
602
603         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
604     } else {
605         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
606         ts->sdt_packet_period = 200;
607         ts->pat_packet_period = 40;
608         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
609             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
610                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
611                 service->pcr_packet_period =
612                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
613             } else {
614                 service->pcr_packet_period =
615                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
616             }
617         } else {
618             // max delta PCR 0.1s
619             service->pcr_packet_period =
620                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
621         }
622     }
623
624     // output a PCR as soon as possible
625     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
626     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
627     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
628
629     if (ts->mux_rate == 1)
630         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "muxrate VBR, ");
631     else
632         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
633     av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "pcr every %d pkts, "
634            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
635            service->pcr_packet_period,
636            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
637
638     avio_flush(s->pb);
639
640     return 0;
641
642  fail:
643     av_free(pids);
644     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
645         MpegTSWriteStream *ts_st;
646         st = s->streams[i];
647         ts_st = st->priv_data;
648         if (ts_st) {
649             av_freep(&ts_st->payload);
650             if (ts_st->amux) {
651                 avformat_free_context(ts_st->amux);
652                 ts_st->amux = NULL;
653             }
654         }
655         av_freep(&st->priv_data);
656     }
657     return ret;
658 }
659
660 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
661 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
662 {
663     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
664     int i;
665
666     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
667         ts->sdt_packet_count = 0;
668         mpegts_write_sdt(s);
669     }
670     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
671         ts->pat_packet_count = 0;
672         mpegts_write_pat(s);
673         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
674             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
675         }
676     }
677 }
678
679 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
680 {
681     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
682            ts->first_pcr;
683 }
684
685 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
686 {
687     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
688
689     *buf++ = pcr_high >> 25;
690     *buf++ = pcr_high >> 17;
691     *buf++ = pcr_high >> 9;
692     *buf++ = pcr_high >> 1;
693     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
694     *buf++ = pcr_low;
695
696     return 6;
697 }
698
699 /* Write a single null transport stream packet */
700 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
701 {
702     uint8_t *q;
703     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
704
705     q = buf;
706     *q++ = 0x47;
707     *q++ = 0x00 | 0x1f;
708     *q++ = 0xff;
709     *q++ = 0x10;
710     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
711     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
712 }
713
714 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
715 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
716 {
717     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
718     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
719     uint8_t *q;
720     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
721
722     q = buf;
723     *q++ = 0x47;
724     *q++ = ts_st->pid >> 8;
725     *q++ = ts_st->pid;
726     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
727     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
728     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
729     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
730
731     /* PCR coded into 6 bytes */
732     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
733
734     /* stuffing bytes */
735     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
736     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
737 }
738
739 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
740 {
741     int val;
742
743     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
744     *q++ = val;
745     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
746     *q++ = val >> 8;
747     *q++ = val;
748     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
749     *q++ = val >> 8;
750     *q++ = val;
751 }
752
753 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
754 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
755 {
756     // expect at least one flag to set
757     assert(flag);
758
759     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
760         // no AF yet, set adaptation field flag
761         pkt[3] |= 0x20;
762         // 1 byte length, no flags
763         pkt[4] = 1;
764         pkt[5] = 0;
765     }
766     pkt[5] |= flag;
767 }
768
769 /* Extend the adaptation field by size bytes */
770 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
771 {
772     // expect already existing adaptation field
773     assert(pkt[3] & 0x20);
774     pkt[4] += size;
775 }
776
777 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
778 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
779 {
780     if (pkt[3] & 0x20)
781         return pkt + 5 + pkt[4];
782     else
783         return pkt + 4;
784 }
785
786 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
787  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
788  * to exactly fill the last ts packet.
789  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
790  */
791 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
792                              const uint8_t *payload, int payload_size,
793                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
794 {
795     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
796     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
797     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
798     uint8_t *q;
799     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
800     int afc_len, stuffing_len;
801     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
802     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
803
804     is_start = 1;
805     while (payload_size > 0) {
806         retransmit_si_info(s);
807
808         write_pcr = 0;
809         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
810             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
811                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
812             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
813                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
814                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
815                 write_pcr = 1;
816             }
817         }
818
819         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
820             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
821             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
822             if (write_pcr)
823                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
824             else
825                 mpegts_insert_null_packet(s);
826             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
827         }
828
829         /* prepare packet header */
830         q = buf;
831         *q++ = 0x47;
832         val = (ts_st->pid >> 8);
833         if (is_start)
834             val |= 0x40;
835         *q++ = val;
836         *q++ = ts_st->pid;
837         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
838         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
839         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
840             // set Random Access for key frames
841             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
842                 write_pcr = 1;
843             set_af_flag(buf, 0x40);
844             q = get_ts_payload_start(buf);
845         }
846         if (write_pcr) {
847             set_af_flag(buf, 0x10);
848             q = get_ts_payload_start(buf);
849             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
850             if (ts->mux_rate > 1)
851                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
852             else
853                 pcr = (dts - delay)*300;
854             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
855                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
856             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
857             q = get_ts_payload_start(buf);
858         }
859         if (is_start) {
860             int pes_extension = 0;
861             /* write PES header */
862             *q++ = 0x00;
863             *q++ = 0x00;
864             *q++ = 0x01;
865             private_code = 0;
866             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
867                 if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
868                     *q++ = 0xfd;
869                 } else
870                     *q++ = 0xe0;
871             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
872                        (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MP2 ||
873                         st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MP3 ||
874                         st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC)) {
875                 *q++ = 0xc0;
876             } else {
877                 *q++ = 0xbd;
878                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
879                     private_code = 0x20;
880                 }
881             }
882             header_len = 0;
883             flags = 0;
884             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
885                 header_len += 5;
886                 flags |= 0x80;
887             }
888             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
889                 header_len += 5;
890                 flags |= 0x40;
891             }
892             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
893                 st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
894                 /* set PES_extension_flag */
895                 pes_extension = 1;
896                 flags |= 0x01;
897
898                 /*
899                 * One byte for PES2 extension flag +
900                 * one byte for extension length +
901                 * one byte for extension id
902                 */
903                 header_len += 3;
904             }
905             len = payload_size + header_len + 3;
906             if (private_code != 0)
907                 len++;
908             if (len > 0xffff)
909                 len = 0;
910             *q++ = len >> 8;
911             *q++ = len;
912             val = 0x80;
913             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
914             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
915                 val |= 0x04;
916             *q++ = val;
917             *q++ = flags;
918             *q++ = header_len;
919             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
920                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
921                 q += 5;
922             }
923             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
924                 write_pts(q, 1, dts);
925                 q += 5;
926             }
927             if (pes_extension && st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DIRAC) {
928                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
929                 *q++ = flags;
930                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
931                 /*
932                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
933                 * write the extended stream id
934                 */
935                 *q++ = 0x00 | 0x60;
936             }
937             if (private_code != 0)
938                 *q++ = private_code;
939             is_start = 0;
940         }
941         /* header size */
942         header_len = q - buf;
943         /* data len */
944         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
945         if (len > payload_size)
946             len = payload_size;
947         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
948         if (stuffing_len > 0) {
949             /* add stuffing with AFC */
950             if (buf[3] & 0x20) {
951                 /* stuffing already present: increase its size */
952                 afc_len = buf[4] + 1;
953                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
954                         buf + 4 + afc_len,
955                         header_len - (4 + afc_len));
956                 buf[4] += stuffing_len;
957                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
958             } else {
959                 /* add stuffing */
960                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
961                 buf[3] |= 0x20;
962                 buf[4] = stuffing_len - 1;
963                 if (stuffing_len >= 2) {
964                     buf[5] = 0x00;
965                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
966                 }
967             }
968         }
969         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
970         payload += len;
971         payload_size -= len;
972         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
973     }
974     avio_flush(s->pb);
975 }
976
977 static int mpegts_write_packet_internal(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
978 {
979     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
980     int size = pkt->size;
981     uint8_t *buf= pkt->data;
982     uint8_t *data= NULL;
983     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
984     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
985     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
986     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
987
988     if (ts->reemit_pat_pmt) {
989         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "resend_headers option is deprecated, use -mpegts_flags resend_headers\n");
990         ts->reemit_pat_pmt = 0;
991         ts->flags |= MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT;
992     }
993
994     if (ts->flags & MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT) {
995         ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period - 1;
996         ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period - 1;
997         ts->flags &= ~MPEGTS_FLAG_REEMIT_PAT_PMT;
998     }
999
1000     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
1001         pts = pkt->pts + delay;
1002     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
1003         dts = pkt->dts + delay;
1004
1005     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
1006         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
1007         return AVERROR(EINVAL);
1008     }
1009     ts_st->first_pts_check = 0;
1010
1011     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
1012         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
1013         uint32_t state = -1;
1014
1015         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
1016             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
1017                    "no startcode found, use -bsf h264_mp4toannexb\n");
1018             return AVERROR(EINVAL);
1019         }
1020
1021         do {
1022             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1023             av_dlog(s, "nal %d\n", state & 0x1f);
1024         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
1025                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
1026
1027         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
1028             data = av_malloc(pkt->size+6);
1029             if (!data)
1030                 return AVERROR(ENOMEM);
1031             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
1032             AV_WB32(data, 0x00000001);
1033             data[4] = 0x09;
1034             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1035             buf  = data;
1036             size = pkt->size+6;
1037         }
1038     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AAC) {
1039         if (pkt->size < 2) {
1040             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC packet too short\n");
1041             return AVERROR(EINVAL);
1042         }
1043         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1044             int ret;
1045             AVPacket pkt2;
1046
1047             if (!ts_st->amux) {
1048                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC bitstream not in ADTS format "
1049                        "and extradata missing\n");
1050                 return AVERROR(EINVAL);
1051             }
1052
1053             av_init_packet(&pkt2);
1054             pkt2.data = pkt->data;
1055             pkt2.size = pkt->size;
1056             ret = avio_open_dyn_buf(&ts_st->amux->pb);
1057             if (ret < 0)
1058                 return AVERROR(ENOMEM);
1059
1060             ret = av_write_frame(ts_st->amux, &pkt2);
1061             if (ret < 0) {
1062                 avio_close_dyn_buf(ts_st->amux->pb, &data);
1063                 ts_st->amux->pb = NULL;
1064                 av_free(data);
1065                 return ret;
1066             }
1067             size = avio_close_dyn_buf(ts_st->amux->pb, &data);
1068             ts_st->amux->pb = NULL;
1069             buf = data;
1070         }
1071     }
1072
1073     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
1074         // for video and subtitle, write a single pes packet
1075         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1076         av_free(data);
1077         return 0;
1078     }
1079
1080     if (ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1081         if (ts_st->payload_size) {
1082             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1083                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1084                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1085             ts_st->payload_size = 0;
1086         }
1087         if (size > ts->pes_payload_size) {
1088             mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts,
1089                              pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1090             av_free(data);
1091             return 0;
1092         }
1093     }
1094
1095     if (!ts_st->payload_size) {
1096         ts_st->payload_pts = pts;
1097         ts_st->payload_dts = dts;
1098         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1099     }
1100
1101     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1102     ts_st->payload_size += size;
1103
1104     av_free(data);
1105
1106     return 0;
1107 }
1108
1109 static void mpegts_write_flush(AVFormatContext *s)
1110 {
1111     int i;
1112
1113     /* flush current packets */
1114     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1115         AVStream *st = s->streams[i];
1116         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1117         if (ts_st->payload_size > 0) {
1118             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1119                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1120                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1121             ts_st->payload_size = 0;
1122         }
1123     }
1124     avio_flush(s->pb);
1125 }
1126
1127 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
1128 {
1129     if (!pkt) {
1130         mpegts_write_flush(s);
1131         return 1;
1132     } else {
1133         return mpegts_write_packet_internal(s, pkt);
1134     }
1135 }
1136
1137 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1138 {
1139     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1140     MpegTSService *service;
1141     int i;
1142
1143     mpegts_write_flush(s);
1144
1145     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1146         AVStream *st = s->streams[i];
1147         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
1148         av_freep(&ts_st->payload);
1149         if (ts_st->amux) {
1150             avformat_free_context(ts_st->amux);
1151             ts_st->amux = NULL;
1152         }
1153     }
1154
1155     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1156         service = ts->services[i];
1157         av_freep(&service->provider_name);
1158         av_freep(&service->name);
1159         av_free(service);
1160     }
1161     av_free(ts->services);
1162
1163     return 0;
1164 }
1165
1166 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1167     .name              = "mpegts",
1168     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-TS (MPEG-2 Transport Stream)"),
1169     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1170     .extensions        = "ts,m2t",
1171     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1172     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_MP2,
1173     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1174     .write_header      = mpegts_write_header,
1175     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1176     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1177     .flags             = AVFMT_ALLOW_FLUSH,
1178     .priv_class        = &mpegts_muxer_class,
1179 };