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/dict.h"
  25 #include "libavutil/mathematics.h"
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "libavutil/avassert.h"
  28 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
  29 #include "avformat.h"
  30 #include "internal.h"
  31 #include "mpegts.h"
  32 #include "adts.h"
  33
  34 #define PCR_TIME_BASE 27000000
  35
  36 /* write DVB SI sections */
  37
  38 /*********************************************/
  39 /* mpegts section writer */
  40
  41 typedef struct MpegTSSection {
  42     int pid;
  43     int cc;
  44     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
  45     void *opaque;
  46 } MpegTSSection;
  47
  48 typedef struct MpegTSService {
  49     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
  50     int sid;           /* service ID */
  51     char *name;
  52     char *provider_name;
  53     int pcr_pid;
  54     int pcr_packet_count;
  55     int pcr_packet_period;
  56 } MpegTSService;
  57
  58 typedef struct MpegTSWrite {
  59     const AVClass *av_class;
  60     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
  61     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
  62     MpegTSService **services;
  63     int sdt_packet_count;
  64     int sdt_packet_period;
  65     int pat_packet_count;
  66     int pat_packet_period;
  67     int nb_services;
  68     int onid;
  69     int tsid;
  70     int64_t first_pcr;
  71     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
  72     int pes_payload_size;
  73
  74     int transport_stream_id;
  75     int original_network_id;
  76     int service_id;
  77
  78     int pmt_start_pid;
  79     int start_pid;
  80     int m2ts_mode;
  81 } MpegTSWrite;
  82
  83 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
  84 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
  85 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
  86
  87 static const AVOption options[] = {
  88     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
  89       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  90     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
  91       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  92     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
  93       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  94     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
  95       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x0010, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  96     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
  97       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  98     {"mpegts_m2ts_mode", "Enable m2ts mode.",
  99         offsetof(MpegTSWrite, m2ts_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },
 100         -1,1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
 101     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {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, {DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
 104     { NULL },
 105 };
 106
 107 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
 108     .class_name     = "MPEGTS muxer",
 109     .item_name      = av_default_item_name,
 110     .option         = options,
 111     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 112 };
 113
 114 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
 115 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
 116 {
 117     unsigned int crc;
 118     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
 119     const unsigned char *buf_ptr;
 120     unsigned char *q;
 121     int first, b, len1, left;
 122
 123     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
 124     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
 125     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
 126     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
 127     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
 128
 129     /* send each packet */
 130     buf_ptr = buf;
 131     while (len > 0) {
 132         first = (buf == buf_ptr);
 133         q = packet;
 134         *q++ = 0x47;
 135         b = (s->pid >> 8);
 136         if (first)
 137             b |= 0x40;
 138         *q++ = b;
 139         *q++ = s->pid;
 140         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
 141         *q++ = 0x10 | s->cc;
 142         if (first)
 143             *q++ = 0; /* 0 offset */
 144         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 145         if (len1 > len)
 146             len1 = len;
 147         memcpy(q, buf_ptr, len1);
 148         q += len1;
 149         /* add known padding data */
 150         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 151         if (left > 0)
 152             memset(q, 0xff, left);
 153
 154         s->write_packet(s, packet);
 155
 156         buf_ptr += len1;
 157         len -= len1;
 158     }
 159 }
 160
 161 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
 162 {
 163     uint8_t *q;
 164     q = *q_ptr;
 165     *q++ = val >> 8;
 166     *q++ = val;
 167     *q_ptr = q;
 168 }
 169
 170 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
 171                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
 172                           uint8_t *buf, int len)
 173 {
 174     uint8_t section[1024], *q;
 175     unsigned int tot_len;
 176     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
 177     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
 178
 179     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
 180     /* check if not too big */
 181     if (tot_len > 1024)
 182         return AVERROR_INVALIDDATA;
 183
 184     q = section;
 185     *q++ = tid;
 186     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
 187     put16(&q, id);
 188     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
 189     *q++ = sec_num;
 190     *q++ = last_sec_num;
 191     memcpy(q, buf, len);
 192
 193     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
 194     return 0;
 195 }
 196
 197 /*********************************************/
 198 /* mpegts writer */
 199
 200 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
 201 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
 202
 203 /* we retransmit the SI info at this rate */
 204 #define SDT_RETRANS_TIME 500
 205 #define PAT_RETRANS_TIME 100
 206 #define PCR_RETRANS_TIME 20
 207
 208 typedef struct MpegTSWriteStream {
 209     struct MpegTSService *service;
 210     int pid; /* stream associated pid */
 211     int cc;
 212     int payload_size;
 213     int first_pts_check; ///< first pts check needed
 214     int64_t payload_pts;
 215     int64_t payload_dts;
 216     int payload_flags;
 217     uint8_t *payload;
 218     ADTSContext *adts;
 219 } MpegTSWriteStream;
 220
 221 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
 222 {
 223     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 224     MpegTSService *service;
 225     uint8_t data[1012], *q;
 226     int i;
 227
 228     q = data;
 229     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 230         service = ts->services[i];
 231         put16(&q, service->sid);
 232         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
 233     }
 234     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 235                           data, q - data);
 236 }
 237
 238 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
 239 {
 240     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 241     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
 242     int val, stream_type, i;
 243
 244     q = data;
 245     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
 246
 247     program_info_length_ptr = q;
 248     q += 2; /* patched after */
 249
 250     /* put program info here */
 251
 252     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
 253     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
 254     program_info_length_ptr[1] = val;
 255
 256     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 257         AVStream *st = s->streams[i];
 258         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 259         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
 260         switch(st->codec->codec_id) {
 261         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 262         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 263             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
 264             break;
 265         case CODEC_ID_MPEG4:
 266             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
 267             break;
 268         case CODEC_ID_H264:
 269             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
 270             break;
 271         case CODEC_ID_DIRAC:
 272             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
 273             break;
 274         case CODEC_ID_MP2:
 275         case CODEC_ID_MP3:
 276             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
 277             break;
 278         case CODEC_ID_AAC:
 279             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
 280             break;
 281         case CODEC_ID_AAC_LATM:
 282             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
 283             break;
 284         case CODEC_ID_AC3:
 285             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
 286             break;
 287         default:
 288             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
 289             break;
 290         }
 291         *q++ = stream_type;
 292         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
 293         desc_length_ptr = q;
 294         q += 2; /* patched after */
 295
 296         /* write optional descriptors here */
 297         switch(st->codec->codec_type) {
 298         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 299             if(st->codec->codec_id==CODEC_ID_EAC3){
 300                 *q++=0x7a; // EAC3 descriptor see A038 DVB SI
 301                 *q++=1; // 1 byte, all flags sets to 0
 302                 *q++=0; // omit all fields...
 303             }
 304
 305             if (lang) {
 306                 char *p;
 307                 char *next = lang->value;
 308                 uint8_t *len_ptr;
 309
 310                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
 311                 len_ptr = q++;
 312                 *len_ptr = 0;
 313
 314                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
 315                     next = strchr(p, ',');
 316                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
 317                         continue; /* not a 3-letter code */
 318
 319                     *q++ = *p++;
 320                     *q++ = *p++;
 321                     *q++ = *p++;
 322
 323                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
 324                     *q++ = 0x01;
 325                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
 326                     *q++ = 0x02;
 327                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
 328                     *q++ = 0x03;
 329                 else
 330                     *q++ = 0; /* undefined type */
 331
 332                     *len_ptr += 4;
 333                 }
 334
 335                 if (*len_ptr == 0)
 336                     q -= 2; /* no language codes were written */
 337             }
 338             break;
 339         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
 340             {
 341                 const char *language;
 342                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
 343                 *q++ = 0x59;
 344                 *q++ = 8;
 345                 *q++ = language[0];
 346                 *q++ = language[1];
 347                 *q++ = language[2];
 348                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
 349                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
 350                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
 351                     q += 4;
 352                 } else {
 353                     put16(&q, 1); /* page id */
 354                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
 355                 }
 356             }
 357             break;
 358         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 359             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
 360                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
 361                 *q++ = 4;
 362                 *q++ = 'd';
 363                 *q++ = 'r';
 364                 *q++ = 'a';
 365                 *q++ = 'c';
 366             }
 367             break;
 368         }
 369
 370         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
 371         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
 372         desc_length_ptr[1] = val;
 373     }
 374     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
 375                           data, q - data);
 376 }
 377
 378 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
 379 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
 380 {
 381     uint8_t *q;
 382     int len;
 383
 384     q = *q_ptr;
 385     if (!str)
 386         len = 0;
 387     else
 388         len = strlen(str);
 389     *q++ = len;
 390     memcpy(q, str, len);
 391     q += len;
 392     *q_ptr = q;
 393 }
 394
 395 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
 396 {
 397     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 398     MpegTSService *service;
 399     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
 400     int i, running_status, free_ca_mode, val;
 401
 402     q = data;
 403     put16(&q, ts->onid);
 404     *q++ = 0xff;
 405     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 406         service = ts->services[i];
 407         put16(&q, service->sid);
 408         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
 409         desc_list_len_ptr = q;
 410         q += 2;
 411         running_status = 4; /* running */
 412         free_ca_mode = 0;
 413
 414         /* write only one descriptor for the service name and provider */
 415         *q++ = 0x48;
 416         desc_len_ptr = q;
 417         q++;
 418         *q++ = 0x01; /* digital television service */
 419         putstr8(&q, service->provider_name);
 420         putstr8(&q, service->name);
 421         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
 422
 423         /* fill descriptor length */
 424         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
 425             (q - desc_list_len_ptr - 2);
 426         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
 427         desc_list_len_ptr[1] = val;
 428     }
 429     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 430                           data, q - data);
 431 }
 432
 433 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
 434                                          int sid,
 435                                          const char *provider_name,
 436                                          const char *name)
 437 {
 438     MpegTSService *service;
 439
 440     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
 441     if (!service)
 442         return NULL;
 443     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
 444     service->sid = sid;
 445     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
 446     service->name = av_strdup(name);
 447     service->pcr_pid = 0x1fff;
 448     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
 449     return service;
 450 }
 451
 452 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
 453 {
 454     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
 455            ts->first_pcr;
 456 }
 457
 458 static void mpegts_prefix_m2ts_header(AVFormatContext *s)
 459 {
 460     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 461     if (ts->m2ts_mode) {
 462         int64_t pcr = get_pcr(s->priv_data, s->pb);
 463         uint32_t tp_extra_header = pcr % 0x3fffffff;
 464         tp_extra_header = AV_RB32(&tp_extra_header);
 465         avio_write(s->pb, (unsigned char *) &tp_extra_header,
 466                 sizeof(tp_extra_header));
 467     }
 468 }
 469
 470 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
 471 {
 472     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
 473     mpegts_prefix_m2ts_header(ctx);
 474     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
 475 }
 476
 477 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
 478 {
 479     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 480     MpegTSWriteStream *ts_st;
 481     MpegTSService *service;
 482     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
 483     AVDictionaryEntry *title, *provider;
 484     int i, j;
 485     const char *service_name;
 486     const char *provider_name;
 487     int *pids;
 488
 489     // round up to a whole number of TS packets
 490     ts->pes_payload_size = (ts->pes_payload_size + 14 + 183) / 184 * 184 - 14;
 491
 492     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
 493     ts->onid = ts->original_network_id;
 494     /* allocate a single DVB service */
 495     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
 496     if (!title)
 497         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
 498     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
 499     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
 500     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
 501     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
 502     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
 503     service->pmt.opaque = s;
 504     service->pmt.cc = 15;
 505
 506     ts->pat.pid = PAT_PID;
 507     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
 508     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
 509     ts->pat.opaque = s;
 510
 511     ts->sdt.pid = SDT_PID;
 512     ts->sdt.cc = 15;
 513     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
 514     ts->sdt.opaque = s;
 515
 516     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
 517     if (!pids)
 518         return AVERROR(ENOMEM);
 519
 520     /* assign pids to each stream */
 521     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 522         st = s->streams[i];
 523         avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
 524         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
 525         if (!ts_st)
 526             goto fail;
 527         st->priv_data = ts_st;
 528         ts_st->payload = av_mallocz(ts->pes_payload_size);
 529         if (!ts_st->payload)
 530             goto fail;
 531         ts_st->service = service;
 532         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
 533          * this range are assigned a calculated pid. */
 534         if (st->id < 16) {
 535             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
 536         } else if (st->id < 0x1FFF) {
 537             ts_st->pid = st->id;
 538         } else {
 539             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
 540             goto fail;
 541         }
 542         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
 543             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 544             goto fail;
 545         }
 546         for (j = 0; j < i; j++)
 547             if (pids[j] == ts_st->pid) {
 548                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 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 == CODEC_ID_AAC &&
 563             st->codec->extradata_size > 0) {
 564             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
 565             if (!ts_st->adts)
 566                 goto fail;
 567             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
 568                                          st->codec->extradata_size) < 0)
 569                 goto fail;
 570         }
 571     }
 572
 573     av_free(pids);
 574
 575     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
 576     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
 577         pcr_st = s->streams[0];
 578         ts_st = pcr_st->priv_data;
 579         service->pcr_pid = ts_st->pid;
 580     }
 581
 582     if (ts->mux_rate > 1) {
 583         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
 584             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 585         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
 586             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 587         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
 588             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 589
 590         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
 591     } else {
 592         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
 593         ts->sdt_packet_period = 200;
 594         ts->pat_packet_period = 40;
 595         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 596             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
 597                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
 598                 service->pcr_packet_period =
 599                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
 600             } else {
 601                 service->pcr_packet_period =
 602                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
 603             }
 604         } else {
 605             // max delta PCR 0.1s
 606             service->pcr_packet_period =
 607                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
 608         }
 609     }
 610
 611     // output a PCR as soon as possible
 612     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
 613     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
 614     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
 615
 616     if (ts->mux_rate == 1)
 617         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
 618     else
 619         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
 620     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
 621            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
 622            service->pcr_packet_period,
 623            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
 624
 625     if (ts->m2ts_mode == -1) {
 626         if (av_match_ext(s->filename, "m2ts")) {
 627             ts->m2ts_mode = 1;
 628         } else {
 629             ts->m2ts_mode = 0;
 630         }
 631     }
 632
 633     avio_flush(s->pb);
 634
 635     return 0;
 636
 637  fail:
 638     av_free(pids);
 639     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 640         MpegTSWriteStream *ts_st;
 641         st = s->streams[i];
 642         ts_st = st->priv_data;
 643         if (ts_st) {
 644             av_freep(&ts_st->payload);
 645             av_freep(&ts_st->adts);
 646         }
 647         av_freep(&st->priv_data);
 648     }
 649     return AVERROR(EINVAL);
 650 }
 651
 652 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
 653 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
 654 {
 655     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 656     int i;
 657
 658     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
 659         ts->sdt_packet_count = 0;
 660         mpegts_write_sdt(s);
 661     }
 662     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
 663         ts->pat_packet_count = 0;
 664         mpegts_write_pat(s);
 665         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 666             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
 667         }
 668     }
 669 }
 670
 671 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
 672 {
 673     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
 674
 675     *buf++ = pcr_high >> 25;
 676     *buf++ = pcr_high >> 17;
 677     *buf++ = pcr_high >> 9;
 678     *buf++ = pcr_high >> 1;
 679     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
 680     *buf++ = pcr_low;
 681
 682     return 6;
 683 }
 684
 685 /* Write a single null transport stream packet */
 686 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
 687 {
 688     uint8_t *q;
 689     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 690
 691     q = buf;
 692     *q++ = 0x47;
 693     *q++ = 0x00 | 0x1f;
 694     *q++ = 0xff;
 695     *q++ = 0x10;
 696     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 697     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
 698     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 699 }
 700
 701 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
 702 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
 703 {
 704     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 705     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 706     uint8_t *q;
 707     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 708
 709     q = buf;
 710     *q++ = 0x47;
 711     *q++ = ts_st->pid >> 8;
 712     *q++ = ts_st->pid;
 713     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
 714     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
 715     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
 716     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
 717
 718     /* PCR coded into 6 bytes */
 719     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
 720
 721     /* stuffing bytes */
 722     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 723     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
 724     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 725 }
 726
 727 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
 728 {
 729     int val;
 730
 731     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
 732     *q++ = val;
 733     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
 734     *q++ = val >> 8;
 735     *q++ = val;
 736     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
 737     *q++ = val >> 8;
 738     *q++ = val;
 739 }
 740
 741 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
 742 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
 743 {
 744     // expect at least one flag to set
 745     assert(flag);
 746
 747     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
 748         // no AF yet, set adaptation field flag
 749         pkt[3] |= 0x20;
 750         // 1 byte length, no flags
 751         pkt[4] = 1;
 752         pkt[5] = 0;
 753     }
 754     pkt[5] |= flag;
 755 }
 756
 757 /* Extend the adaptation field by size bytes */
 758 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
 759 {
 760     // expect already existing adaptation field
 761     assert(pkt[3] & 0x20);
 762     pkt[4] += size;
 763 }
 764
 765 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
 766 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
 767 {
 768     if (pkt[3] & 0x20)
 769         return pkt + 5 + pkt[4];
 770     else
 771         return pkt + 4;
 772 }
 773
 774 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
 775  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
 776  * to exactly fill the last ts packet.
 777  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
 778  */
 779 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
 780                              const uint8_t *payload, int payload_size,
 781                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
 782 {
 783     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 784     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 785     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 786     uint8_t *q;
 787     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
 788     int afc_len, stuffing_len;
 789     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
 790     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
 791
 792     is_start = 1;
 793     while (payload_size > 0) {
 794         retransmit_si_info(s);
 795
 796         write_pcr = 0;
 797         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
 798             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
 799                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
 800             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
 801                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
 802                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
 803                 write_pcr = 1;
 804             }
 805         }
 806
 807         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
 808             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
 809             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
 810             if (write_pcr)
 811                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
 812             else
 813                 mpegts_insert_null_packet(s);
 814             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
 815         }
 816
 817         /* prepare packet header */
 818         q = buf;
 819         *q++ = 0x47;
 820         val = (ts_st->pid >> 8);
 821         if (is_start)
 822             val |= 0x40;
 823         *q++ = val;
 824         *q++ = ts_st->pid;
 825         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
 826         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
 827         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 828             // set Random Access for key frames
 829             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
 830                 write_pcr = 1;
 831             set_af_flag(buf, 0x40);
 832             q = get_ts_payload_start(buf);
 833         }
 834         if (write_pcr) {
 835             set_af_flag(buf, 0x10);
 836             q = get_ts_payload_start(buf);
 837             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
 838             if (ts->mux_rate > 1)
 839                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
 840             else
 841                 pcr = (dts - delay)*300;
 842             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
 843                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
 844             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
 845             q = get_ts_payload_start(buf);
 846         }
 847         if (is_start) {
 848             int pes_extension = 0;
 849             /* write PES header */
 850             *q++ = 0x00;
 851             *q++ = 0x00;
 852             *q++ = 0x01;
 853             private_code = 0;
 854             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 855                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 856                     *q++ = 0xfd;
 857                 } else
 858                     *q++ = 0xe0;
 859             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
 860                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
 861                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
 862                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
 863                 *q++ = 0xc0;
 864             } else {
 865                 *q++ = 0xbd;
 866                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
 867                     private_code = 0x20;
 868                 }
 869             }
 870             header_len = 0;
 871             flags = 0;
 872             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 873                 header_len += 5;
 874                 flags |= 0x80;
 875             }
 876             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 877                 header_len += 5;
 878                 flags |= 0x40;
 879             }
 880             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 881                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 882                 /* set PES_extension_flag */
 883                 pes_extension = 1;
 884                 flags |= 0x01;
 885
 886                 /*
 887                 * One byte for PES2 extension flag +
 888                 * one byte for extension length +
 889                 * one byte for extension id
 890                 */
 891                 header_len += 3;
 892             }
 893             len = payload_size + header_len + 3;
 894             if (private_code != 0)
 895                 len++;
 896             if (len > 0xffff)
 897                 len = 0;
 898             *q++ = len >> 8;
 899             *q++ = len;
 900             val = 0x80;
 901             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
 902             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
 903                 val |= 0x04;
 904             *q++ = val;
 905             *q++ = flags;
 906             *q++ = header_len;
 907             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 908                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
 909                 q += 5;
 910             }
 911             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 912                 write_pts(q, 1, dts);
 913                 q += 5;
 914             }
 915             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 916                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
 917                 *q++ = flags;
 918                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
 919                 /*
 920                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
 921                 * write the extended stream id
 922                 */
 923                 *q++ = 0x00 | 0x60;
 924             }
 925             if (private_code != 0)
 926                 *q++ = private_code;
 927             is_start = 0;
 928         }
 929         /* header size */
 930         header_len = q - buf;
 931         /* data len */
 932         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
 933         if (len > payload_size)
 934             len = payload_size;
 935         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
 936         if (stuffing_len > 0) {
 937             /* add stuffing with AFC */
 938             if (buf[3] & 0x20) {
 939                 /* stuffing already present: increase its size */
 940                 afc_len = buf[4] + 1;
 941                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
 942                         buf + 4 + afc_len,
 943                         header_len - (4 + afc_len));
 944                 buf[4] += stuffing_len;
 945                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
 946             } else {
 947                 /* add stuffing */
 948                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
 949                 buf[3] |= 0x20;
 950                 buf[4] = stuffing_len - 1;
 951                 if (stuffing_len >= 2) {
 952                     buf[5] = 0x00;
 953                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
 954                 }
 955             }
 956         }
 957         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
 958         payload += len;
 959         payload_size -= len;
 960         mpegts_prefix_m2ts_header(s);
 961         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 962     }
 963     avio_flush(s->pb);
 964 }
 965
 966 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 967 {
 968     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 969     int size = pkt->size;
 970     uint8_t *buf= pkt->data;
 971     uint8_t *data= NULL;
 972     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 973     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 974     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
 975     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
 976
 977     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 978         pts = pkt->pts + delay;
 979     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
 980         dts = pkt->dts + delay;
 981
 982     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 983         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
 984         return AVERROR_INVALIDDATA;
 985     }
 986     ts_st->first_pts_check = 0;
 987
 988     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
 989         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
 990         uint32_t state = -1;
 991
 992         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
 993             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "H.264 bitstream malformed, "
 994                    "no startcode found, use the h264_mp4toannexb bitstream filter\n");
 995             return AVERROR_INVALIDDATA;
 996         }
 997
 998         do {
 999             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
1000             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
1001         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
1002                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
1003
1004         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
1005             data = av_malloc(pkt->size+6);
1006             if (!data)
1007                 return AVERROR(ENOMEM);
1008             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
1009             AV_WB32(data, 0x00000001);
1010             data[4] = 0x09;
1011             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1012             buf  = data;
1013             size = pkt->size+6;
1014         }
1015     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
1016         if (pkt->size < 2)
1017             return AVERROR_INVALIDDATA;
1018         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1019             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
1020             int new_size, err;
1021             if (!adts) {
1022                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "AAC bitstream not in ADTS format "
1023                        "and extradata missing\n");
1024                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1025             }
1026             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1027             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1028                 return AVERROR_INVALIDDATA;
1029             data = av_malloc(new_size);
1030             if (!data)
1031                 return AVERROR(ENOMEM);
1032             err = ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size,
1033                                              adts->pce_size);
1034             if (err < 0) {
1035                 av_free(data);
1036                 return err;
1037             }
1038             if (adts->pce_size) {
1039                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1040                 adts->pce_size = 0;
1041             }
1042             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1043             buf = data;
1044             size = new_size;
1045         }
1046     }
1047
1048     if (ts_st->payload_size && ts_st->payload_size + size > ts->pes_payload_size) {
1049         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1050                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1051                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1052         ts_st->payload_size = 0;
1053     }
1054
1055     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO || size > ts->pes_payload_size) {
1056         av_assert0(!ts_st->payload_size);
1057         // for video and subtitle, write a single pes packet
1058         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1059         av_free(data);
1060         return 0;
1061     }
1062
1063     if (!ts_st->payload_size) {
1064         ts_st->payload_pts = pts;
1065         ts_st->payload_dts = dts;
1066         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1067     }
1068
1069     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_size, buf, size);
1070     ts_st->payload_size += size;
1071
1072     av_free(data);
1073
1074     return 0;
1075 }
1076
1077 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1078 {
1079     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1080     MpegTSWriteStream *ts_st;
1081     MpegTSService *service;
1082     AVStream *st;
1083     int i;
1084
1085     /* flush current packets */
1086     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1087         st = s->streams[i];
1088         ts_st = st->priv_data;
1089         if (ts_st->payload_size > 0) {
1090             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_size,
1091                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1092                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1093         }
1094         av_freep(&ts_st->payload);
1095         av_freep(&ts_st->adts);
1096     }
1097     avio_flush(s->pb);
1098
1099     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1100         service = ts->services[i];
1101         av_freep(&service->provider_name);
1102         av_freep(&service->name);
1103         av_free(service);
1104     }
1105     av_free(ts->services);
1106
1107     return 0;
1108 }
1109
1110 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1111     .name              = "mpegts",
1112     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1113     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1114     .extensions        = "ts,m2t,m2ts,mts",
1115     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1116     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1117     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1118     .write_header      = mpegts_write_header,
1119     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1120     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1121     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1122 };