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/opt.h"
  26 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
  27 #include "avformat.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "mpegts.h"
  30 #include "adts.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
  71     int transport_stream_id;
  72     int original_network_id;
  73     int service_id;
  74
  75     int pmt_start_pid;
  76     int start_pid;
  77 } MpegTSWrite;
  78
  79 static const AVOption options[] = {
  80     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
  81       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  82     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
  83       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  84     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
  85       offsetof(MpegTSWrite, service_id), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  86     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
  87       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  88     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
  89       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  90     { NULL },
  91 };
  92
  93 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
  94     .class_name     = "MPEGTS muxer",
  95     .item_name      = av_default_item_name,
  96     .option         = options,
  97     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  98 };
  99
 100 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
 101 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
 102 {
 103     unsigned int crc;
 104     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
 105     const unsigned char *buf_ptr;
 106     unsigned char *q;
 107     int first, b, len1, left;
 108
 109     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
 110     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
 111     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
 112     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
 113     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
 114
 115     /* send each packet */
 116     buf_ptr = buf;
 117     while (len > 0) {
 118         first = (buf == buf_ptr);
 119         q = packet;
 120         *q++ = 0x47;
 121         b = (s->pid >> 8);
 122         if (first)
 123             b |= 0x40;
 124         *q++ = b;
 125         *q++ = s->pid;
 126         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
 127         *q++ = 0x10 | s->cc;
 128         if (first)
 129             *q++ = 0; /* 0 offset */
 130         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 131         if (len1 > len)
 132             len1 = len;
 133         memcpy(q, buf_ptr, len1);
 134         q += len1;
 135         /* add known padding data */
 136         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 137         if (left > 0)
 138             memset(q, 0xff, left);
 139
 140         s->write_packet(s, packet);
 141
 142         buf_ptr += len1;
 143         len -= len1;
 144     }
 145 }
 146
 147 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
 148 {
 149     uint8_t *q;
 150     q = *q_ptr;
 151     *q++ = val >> 8;
 152     *q++ = val;
 153     *q_ptr = q;
 154 }
 155
 156 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
 157                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
 158                           uint8_t *buf, int len)
 159 {
 160     uint8_t section[1024], *q;
 161     unsigned int tot_len;
 162     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
 163     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
 164
 165     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
 166     /* check if not too big */
 167     if (tot_len > 1024)
 168         return -1;
 169
 170     q = section;
 171     *q++ = tid;
 172     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
 173     put16(&q, id);
 174     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
 175     *q++ = sec_num;
 176     *q++ = last_sec_num;
 177     memcpy(q, buf, len);
 178
 179     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
 180     return 0;
 181 }
 182
 183 /*********************************************/
 184 /* mpegts writer */
 185
 186 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
 187 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
 188
 189 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
 190 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
 191 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
 192
 193 /* we retransmit the SI info at this rate */
 194 #define SDT_RETRANS_TIME 500
 195 #define PAT_RETRANS_TIME 100
 196 #define PCR_RETRANS_TIME 20
 197
 198 typedef struct MpegTSWriteStream {
 199     struct MpegTSService *service;
 200     int pid; /* stream associated pid */
 201     int cc;
 202     int payload_index;
 203     int first_pts_check; ///< first pts check needed
 204     int64_t payload_pts;
 205     int64_t payload_dts;
 206     uint8_t payload[DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE];
 207     ADTSContext *adts;
 208 } MpegTSWriteStream;
 209
 210 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
 211 {
 212     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 213     MpegTSService *service;
 214     uint8_t data[1012], *q;
 215     int i;
 216
 217     q = data;
 218     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 219         service = ts->services[i];
 220         put16(&q, service->sid);
 221         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
 222     }
 223     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 224                           data, q - data);
 225 }
 226
 227 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
 228 {
 229     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 230     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
 231     int val, stream_type, i;
 232
 233     q = data;
 234     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
 235
 236     program_info_length_ptr = q;
 237     q += 2; /* patched after */
 238
 239     /* put program info here */
 240
 241     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
 242     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
 243     program_info_length_ptr[1] = val;
 244
 245     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 246         AVStream *st = s->streams[i];
 247         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 248         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
 249         switch(st->codec->codec_id) {
 250         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 251         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 252             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
 253             break;
 254         case CODEC_ID_MPEG4:
 255             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
 256             break;
 257         case CODEC_ID_H264:
 258             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
 259             break;
 260         case CODEC_ID_DIRAC:
 261             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
 262             break;
 263         case CODEC_ID_MP2:
 264         case CODEC_ID_MP3:
 265             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
 266             break;
 267         case CODEC_ID_AAC:
 268             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
 269             break;
 270         case CODEC_ID_AAC_LATM:
 271             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
 272             break;
 273         case CODEC_ID_AC3:
 274             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
 275             break;
 276         default:
 277             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
 278             break;
 279         }
 280         *q++ = stream_type;
 281         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
 282         desc_length_ptr = q;
 283         q += 2; /* patched after */
 284
 285         /* write optional descriptors here */
 286         switch(st->codec->codec_type) {
 287         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 288             if (lang) {
 289                 char *p;
 290                 char *next = lang->value;
 291                 uint8_t *len_ptr;
 292
 293                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
 294                 len_ptr = q++;
 295                 *len_ptr = 0;
 296
 297                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
 298                     next = strchr(p, ',');
 299                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
 300                         continue; /* not a 3-letter code */
 301
 302                     *q++ = *p++;
 303                     *q++ = *p++;
 304                     *q++ = *p++;
 305
 306                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
 307                     *q++ = 0x01;
 308                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
 309                     *q++ = 0x02;
 310                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
 311                     *q++ = 0x03;
 312                 else
 313                     *q++ = 0; /* undefined type */
 314
 315                     *len_ptr += 4;
 316                 }
 317
 318                 if (*len_ptr == 0)
 319                     q -= 2; /* no language codes were written */
 320             }
 321             break;
 322         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
 323             {
 324                 const char *language;
 325                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
 326                 *q++ = 0x59;
 327                 *q++ = 8;
 328                 *q++ = language[0];
 329                 *q++ = language[1];
 330                 *q++ = language[2];
 331                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
 332                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
 333                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
 334                     q += 4;
 335                 } else {
 336                     put16(&q, 1); /* page id */
 337                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
 338                 }
 339             }
 340             break;
 341         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 342             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
 343                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
 344                 *q++ = 4;
 345                 *q++ = 'd';
 346                 *q++ = 'r';
 347                 *q++ = 'a';
 348                 *q++ = 'c';
 349             }
 350             break;
 351         }
 352
 353         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
 354         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
 355         desc_length_ptr[1] = val;
 356     }
 357     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
 358                           data, q - data);
 359 }
 360
 361 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
 362 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
 363 {
 364     uint8_t *q;
 365     int len;
 366
 367     q = *q_ptr;
 368     if (!str)
 369         len = 0;
 370     else
 371         len = strlen(str);
 372     *q++ = len;
 373     memcpy(q, str, len);
 374     q += len;
 375     *q_ptr = q;
 376 }
 377
 378 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
 379 {
 380     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 381     MpegTSService *service;
 382     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
 383     int i, running_status, free_ca_mode, val;
 384
 385     q = data;
 386     put16(&q, ts->onid);
 387     *q++ = 0xff;
 388     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 389         service = ts->services[i];
 390         put16(&q, service->sid);
 391         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
 392         desc_list_len_ptr = q;
 393         q += 2;
 394         running_status = 4; /* running */
 395         free_ca_mode = 0;
 396
 397         /* write only one descriptor for the service name and provider */
 398         *q++ = 0x48;
 399         desc_len_ptr = q;
 400         q++;
 401         *q++ = 0x01; /* digital television service */
 402         putstr8(&q, service->provider_name);
 403         putstr8(&q, service->name);
 404         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
 405
 406         /* fill descriptor length */
 407         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
 408             (q - desc_list_len_ptr - 2);
 409         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
 410         desc_list_len_ptr[1] = val;
 411     }
 412     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 413                           data, q - data);
 414 }
 415
 416 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
 417                                          int sid,
 418                                          const char *provider_name,
 419                                          const char *name)
 420 {
 421     MpegTSService *service;
 422
 423     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
 424     if (!service)
 425         return NULL;
 426     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
 427     service->sid = sid;
 428     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
 429     service->name = av_strdup(name);
 430     service->pcr_pid = 0x1fff;
 431     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
 432     return service;
 433 }
 434
 435 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
 436 {
 437     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
 438     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
 439 }
 440
 441 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
 442 {
 443     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 444     MpegTSWriteStream *ts_st;
 445     MpegTSService *service;
 446     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
 447     AVDictionaryEntry *title, *provider;
 448     int i, j;
 449     const char *service_name;
 450     const char *provider_name;
 451     int *pids;
 452
 453     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
 454     ts->onid = ts->original_network_id;
 455     /* allocate a single DVB service */
 456     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
 457     if (!title)
 458         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
 459     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
 460     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
 461     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
 462     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
 463     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
 464     service->pmt.opaque = s;
 465     service->pmt.cc = 15;
 466
 467     ts->pat.pid = PAT_PID;
 468     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
 469     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
 470     ts->pat.opaque = s;
 471
 472     ts->sdt.pid = SDT_PID;
 473     ts->sdt.cc = 15;
 474     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
 475     ts->sdt.opaque = s;
 476
 477     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
 478     if (!pids)
 479         return AVERROR(ENOMEM);
 480
 481     /* assign pids to each stream */
 482     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 483         st = s->streams[i];
 484         av_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
 485         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
 486         if (!ts_st)
 487             goto fail;
 488         st->priv_data = ts_st;
 489         ts_st->service = service;
 490         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
 491          * this range are assigned a calculated pid. */
 492         if (st->id < 16) {
 493             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
 494         } else if (st->id < 0x1FFF) {
 495             ts_st->pid = st->id;
 496         } else {
 497             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
 498             goto fail;
 499         }
 500         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
 501             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 502             goto fail;
 503         }
 504         for (j = 0; j < i; j++)
 505             if (pids[j] == ts_st->pid) {
 506                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 507                 goto fail;
 508             }
 509         pids[i] = ts_st->pid;
 510         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 511         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 512         ts_st->first_pts_check = 1;
 513         ts_st->cc = 15;
 514         /* update PCR pid by using the first video stream */
 515         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 516             service->pcr_pid == 0x1fff) {
 517             service->pcr_pid = ts_st->pid;
 518             pcr_st = st;
 519         }
 520         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
 521             st->codec->extradata_size > 0) {
 522             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
 523             if (!ts_st->adts)
 524                 return AVERROR(ENOMEM);
 525             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
 526                                          st->codec->extradata_size) < 0)
 527                 return -1;
 528         }
 529     }
 530
 531     av_free(pids);
 532
 533     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
 534     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
 535         pcr_st = s->streams[0];
 536         ts_st = pcr_st->priv_data;
 537         service->pcr_pid = ts_st->pid;
 538     }
 539
 540     ts->mux_rate = s->mux_rate ? s->mux_rate : 1;
 541
 542     if (ts->mux_rate > 1) {
 543         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
 544             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 545         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
 546             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 547         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
 548             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 549
 550         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
 551     } else {
 552         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
 553         ts->sdt_packet_period = 200;
 554         ts->pat_packet_period = 40;
 555         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 556             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
 557                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
 558                 service->pcr_packet_period =
 559                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
 560             } else {
 561                 service->pcr_packet_period =
 562                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
 563             }
 564         } else {
 565             // max delta PCR 0.1s
 566             service->pcr_packet_period =
 567                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
 568         }
 569     }
 570
 571     // output a PCR as soon as possible
 572     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
 573     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
 574     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
 575
 576     if (ts->mux_rate == 1)
 577         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
 578     else
 579         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
 580     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
 581            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
 582            service->pcr_packet_period,
 583            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
 584
 585     avio_flush(s->pb);
 586
 587     return 0;
 588
 589  fail:
 590     av_free(pids);
 591     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 592         st = s->streams[i];
 593         av_freep(&st->priv_data);
 594     }
 595     return -1;
 596 }
 597
 598 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
 599 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
 600 {
 601     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 602     int i;
 603
 604     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
 605         ts->sdt_packet_count = 0;
 606         mpegts_write_sdt(s);
 607     }
 608     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
 609         ts->pat_packet_count = 0;
 610         mpegts_write_pat(s);
 611         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 612             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
 613         }
 614     }
 615 }
 616
 617 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
 618 {
 619     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
 620            ts->first_pcr;
 621 }
 622
 623 static uint8_t* write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
 624 {
 625     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
 626
 627     *buf++ = pcr_high >> 25;
 628     *buf++ = pcr_high >> 17;
 629     *buf++ = pcr_high >> 9;
 630     *buf++ = pcr_high >> 1;
 631     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
 632     *buf++ = pcr_low;
 633
 634     return buf;
 635 }
 636
 637 /* Write a single null transport stream packet */
 638 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
 639 {
 640     uint8_t *q;
 641     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 642
 643     q = buf;
 644     *q++ = 0x47;
 645     *q++ = 0x00 | 0x1f;
 646     *q++ = 0xff;
 647     *q++ = 0x10;
 648     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 649     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 650 }
 651
 652 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
 653 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
 654 {
 655     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 656     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 657     uint8_t *q;
 658     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 659
 660     q = buf;
 661     *q++ = 0x47;
 662     *q++ = ts_st->pid >> 8;
 663     *q++ = ts_st->pid;
 664     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
 665     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
 666     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
 667     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
 668
 669     /* PCR coded into 6 bytes */
 670     q = write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
 671
 672     /* stuffing bytes */
 673     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 674     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 675 }
 676
 677 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
 678 {
 679     int val;
 680
 681     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
 682     *q++ = val;
 683     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
 684     *q++ = val >> 8;
 685     *q++ = val;
 686     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
 687     *q++ = val >> 8;
 688     *q++ = val;
 689 }
 690
 691 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
 692  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
 693  * to exactly fill the last ts packet.
 694  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
 695  */
 696 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
 697                              const uint8_t *payload, int payload_size,
 698                              int64_t pts, int64_t dts)
 699 {
 700     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 701     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 702     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 703     uint8_t *q;
 704     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
 705     int afc_len, stuffing_len;
 706     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
 707     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
 708
 709     is_start = 1;
 710     while (payload_size > 0) {
 711         retransmit_si_info(s);
 712
 713         write_pcr = 0;
 714         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
 715             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
 716                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
 717             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
 718                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
 719                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
 720                 write_pcr = 1;
 721             }
 722         }
 723
 724         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
 725             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
 726             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
 727             if (write_pcr)
 728                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
 729             else
 730                 mpegts_insert_null_packet(s);
 731             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
 732         }
 733
 734         /* prepare packet header */
 735         q = buf;
 736         *q++ = 0x47;
 737         val = (ts_st->pid >> 8);
 738         if (is_start)
 739             val |= 0x40;
 740         *q++ = val;
 741         *q++ = ts_st->pid;
 742         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
 743         *q++ = 0x10 | ts_st->cc | (write_pcr ? 0x20 : 0);
 744         if (write_pcr) {
 745             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
 746             if (ts->mux_rate > 1)
 747                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
 748             else
 749                 pcr = (dts - delay)*300;
 750             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
 751                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
 752             *q++ = 7; /* AFC length */
 753             *q++ = 0x10; /* flags: PCR present */
 754             q = write_pcr_bits(q, pcr);
 755         }
 756         if (is_start) {
 757             int pes_extension = 0;
 758             /* write PES header */
 759             *q++ = 0x00;
 760             *q++ = 0x00;
 761             *q++ = 0x01;
 762             private_code = 0;
 763             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 764                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 765                     *q++ = 0xfd;
 766                 } else
 767                     *q++ = 0xe0;
 768             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
 769                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
 770                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
 771                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
 772                 *q++ = 0xc0;
 773             } else {
 774                 *q++ = 0xbd;
 775                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
 776                     private_code = 0x20;
 777                 }
 778             }
 779             header_len = 0;
 780             flags = 0;
 781             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 782                 header_len += 5;
 783                 flags |= 0x80;
 784             }
 785             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 786                 header_len += 5;
 787                 flags |= 0x40;
 788             }
 789             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 790                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 791                 /* set PES_extension_flag */
 792                 pes_extension = 1;
 793                 flags |= 0x01;
 794
 795                 /*
 796                 * One byte for PES2 extension flag +
 797                 * one byte for extension length +
 798                 * one byte for extension id
 799                 */
 800                 header_len += 3;
 801             }
 802             len = payload_size + header_len + 3;
 803             if (private_code != 0)
 804                 len++;
 805             if (len > 0xffff)
 806                 len = 0;
 807             *q++ = len >> 8;
 808             *q++ = len;
 809             val = 0x80;
 810             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
 811             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
 812                 val |= 0x04;
 813             *q++ = val;
 814             *q++ = flags;
 815             *q++ = header_len;
 816             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 817                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
 818                 q += 5;
 819             }
 820             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 821                 write_pts(q, 1, dts);
 822                 q += 5;
 823             }
 824             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 825                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
 826                 *q++ = flags;
 827                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
 828                 /*
 829                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
 830                 * write the extended stream id
 831                 */
 832                 *q++ = 0x00 | 0x60;
 833             }
 834             if (private_code != 0)
 835                 *q++ = private_code;
 836             is_start = 0;
 837         }
 838         /* header size */
 839         header_len = q - buf;
 840         /* data len */
 841         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
 842         if (len > payload_size)
 843             len = payload_size;
 844         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
 845         if (stuffing_len > 0) {
 846             /* add stuffing with AFC */
 847             if (buf[3] & 0x20) {
 848                 /* stuffing already present: increase its size */
 849                 afc_len = buf[4] + 1;
 850                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
 851                         buf + 4 + afc_len,
 852                         header_len - (4 + afc_len));
 853                 buf[4] += stuffing_len;
 854                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
 855             } else {
 856                 /* add stuffing */
 857                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
 858                 buf[3] |= 0x20;
 859                 buf[4] = stuffing_len - 1;
 860                 if (stuffing_len >= 2) {
 861                     buf[5] = 0x00;
 862                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
 863                 }
 864             }
 865         }
 866         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
 867         payload += len;
 868         payload_size -= len;
 869         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 870     }
 871     avio_flush(s->pb);
 872 }
 873
 874 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 875 {
 876     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 877     int size = pkt->size;
 878     uint8_t *buf= pkt->data;
 879     uint8_t *data= NULL;
 880     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 881     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
 882     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
 883
 884     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 885         pts = pkt->pts + delay;
 886     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
 887         dts = pkt->dts + delay;
 888
 889     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 890         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
 891         return -1;
 892     }
 893     ts_st->first_pts_check = 0;
 894
 895     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
 896         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
 897         uint32_t state = -1;
 898
 899         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
 900             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "h264 bitstream malformated, "
 901                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
 902             return -1;
 903         }
 904
 905         do {
 906             p = ff_find_start_code(p, buf_end, &state);
 907             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
 908         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
 909                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
 910
 911         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
 912             data = av_malloc(pkt->size+6);
 913             if (!data)
 914                 return -1;
 915             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
 916             AV_WB32(data, 0x00000001);
 917             data[4] = 0x09;
 918             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
 919             buf  = data;
 920             size = pkt->size+6;
 921         }
 922     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
 923         if (pkt->size < 2)
 924             return -1;
 925         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
 926             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
 927             int new_size;
 928             if (!adts) {
 929                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
 930                        "and extradata missing\n");
 931                 return -1;
 932             }
 933             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
 934             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
 935                 return -1;
 936             data = av_malloc(new_size);
 937             if (!data)
 938                 return AVERROR(ENOMEM);
 939             ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size, adts->pce_size);
 940             if (adts->pce_size) {
 941                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
 942                 adts->pce_size = 0;
 943             }
 944             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
 945             buf = data;
 946             size = new_size;
 947         }
 948     }
 949
 950     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 951         // for video and subtitle, write a single pes packet
 952         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts);
 953         av_free(data);
 954         return 0;
 955     }
 956
 957     if (ts_st->payload_index + size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
 958         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
 959                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts);
 960         ts_st->payload_index = 0;
 961     }
 962
 963     if (!ts_st->payload_index) {
 964         ts_st->payload_pts = pts;
 965         ts_st->payload_dts = dts;
 966     }
 967
 968     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_index, buf, size);
 969     ts_st->payload_index += size;
 970
 971     av_free(data);
 972
 973     return 0;
 974 }
 975
 976 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
 977 {
 978     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 979     MpegTSWriteStream *ts_st;
 980     MpegTSService *service;
 981     AVStream *st;
 982     int i;
 983
 984     /* flush current packets */
 985     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 986         st = s->streams[i];
 987         ts_st = st->priv_data;
 988         if (ts_st->payload_index > 0) {
 989             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
 990                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts);
 991         }
 992         av_freep(&ts_st->adts);
 993     }
 994     avio_flush(s->pb);
 995
 996     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 997         service = ts->services[i];
 998         av_freep(&service->provider_name);
 999         av_freep(&service->name);
1000         av_free(service);
1001     }
1002     av_free(ts->services);
1003
1004     return 0;
1005 }
1006
1007 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1008     "mpegts",
1009     NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1010     "video/x-mpegts",
1011     "ts,m2t",
1012     sizeof(MpegTSWrite),
1013     CODEC_ID_MP2,
1014     CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1015     mpegts_write_header,
1016     mpegts_write_packet,
1017     mpegts_write_end,
1018     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1019 };