git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/mpegtsenc.c

   1 /*
   2  * MPEG2 transport stream (aka DVB) muxer
   3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/bswap.h"
  23 #include "libavutil/crc.h"
  24 #include "libavutil/opt.h"
  25 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
  26 #include "avformat.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "mpegts.h"
  29 #include "adts.h"
  30
  31 #define PCR_TIME_BASE 27000000
  32
  33 /* write DVB SI sections */
  34
  35 /*********************************************/
  36 /* mpegts section writer */
  37
  38 typedef struct MpegTSSection {
  39     int pid;
  40     int cc;
  41     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
  42     void *opaque;
  43 } MpegTSSection;
  44
  45 typedef struct MpegTSService {
  46     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
  47     int sid;           /* service ID */
  48     char *name;
  49     char *provider_name;
  50     int pcr_pid;
  51     int pcr_packet_count;
  52     int pcr_packet_period;
  53 } MpegTSService;
  54
  55 typedef struct MpegTSWrite {
  56     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
  57     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
  58     MpegTSService **services;
  59     int sdt_packet_count;
  60     int sdt_packet_period;
  61     int pat_packet_count;
  62     int pat_packet_period;
  63     int nb_services;
  64     int onid;
  65     int tsid;
  66     int64_t first_pcr;
  67     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
  68
  69     int transport_stream_id;
  70     int original_network_id;
  71     int service_id;
  72
  73     int pmt_start_pid;
  74     int start_pid;
  75 } MpegTSWrite;
  76
  77 static const AVOption options[] = {
  78     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
  79       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), FF_OPT_TYPE_INT, 0x0001, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  80     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
  81       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), FF_OPT_TYPE_INT, 0x0001, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  82     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
  83       offsetof(MpegTSWrite, service_id), FF_OPT_TYPE_INT, 0x0001, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  84     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
  85       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), FF_OPT_TYPE_INT, 0x1000, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  86     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
  87       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), FF_OPT_TYPE_INT, 0x0100, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  88     { NULL },
  89 };
  90
  91 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
  92     "MPEGTS muxer",
  93     av_default_item_name,
  94     options,
  95     LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  96 };
  97
  98 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
  99 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
 100 {
 101     unsigned int crc;
 102     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
 103     const unsigned char *buf_ptr;
 104     unsigned char *q;
 105     int first, b, len1, left;
 106
 107     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
 108     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
 109     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
 110     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
 111     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
 112
 113     /* send each packet */
 114     buf_ptr = buf;
 115     while (len > 0) {
 116         first = (buf == buf_ptr);
 117         q = packet;
 118         *q++ = 0x47;
 119         b = (s->pid >> 8);
 120         if (first)
 121             b |= 0x40;
 122         *q++ = b;
 123         *q++ = s->pid;
 124         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
 125         *q++ = 0x10 | s->cc;
 126         if (first)
 127             *q++ = 0; /* 0 offset */
 128         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 129         if (len1 > len)
 130             len1 = len;
 131         memcpy(q, buf_ptr, len1);
 132         q += len1;
 133         /* add known padding data */
 134         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 135         if (left > 0)
 136             memset(q, 0xff, left);
 137
 138         s->write_packet(s, packet);
 139
 140         buf_ptr += len1;
 141         len -= len1;
 142     }
 143 }
 144
 145 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
 146 {
 147     uint8_t *q;
 148     q = *q_ptr;
 149     *q++ = val >> 8;
 150     *q++ = val;
 151     *q_ptr = q;
 152 }
 153
 154 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
 155                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
 156                           uint8_t *buf, int len)
 157 {
 158     uint8_t section[1024], *q;
 159     unsigned int tot_len;
 160     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
 161     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
 162
 163     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
 164     /* check if not too big */
 165     if (tot_len > 1024)
 166         return -1;
 167
 168     q = section;
 169     *q++ = tid;
 170     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
 171     put16(&q, id);
 172     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
 173     *q++ = sec_num;
 174     *q++ = last_sec_num;
 175     memcpy(q, buf, len);
 176
 177     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
 178     return 0;
 179 }
 180
 181 /*********************************************/
 182 /* mpegts writer */
 183
 184 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
 185 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
 186
 187 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
 188 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
 189 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
 190
 191 /* we retransmit the SI info at this rate */
 192 #define SDT_RETRANS_TIME 500
 193 #define PAT_RETRANS_TIME 100
 194 #define PCR_RETRANS_TIME 20
 195
 196 typedef struct MpegTSWriteStream {
 197     struct MpegTSService *service;
 198     int pid; /* stream associated pid */
 199     int cc;
 200     int payload_index;
 201     int first_pts_check; ///< first pts check needed
 202     int64_t payload_pts;
 203     int64_t payload_dts;
 204     uint8_t payload[DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE];
 205     ADTSContext *adts;
 206 } MpegTSWriteStream;
 207
 208 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
 209 {
 210     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 211     MpegTSService *service;
 212     uint8_t data[1012], *q;
 213     int i;
 214
 215     q = data;
 216     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 217         service = ts->services[i];
 218         put16(&q, service->sid);
 219         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
 220     }
 221     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 222                           data, q - data);
 223 }
 224
 225 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
 226 {
 227     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 228     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
 229     int val, stream_type, i;
 230
 231     q = data;
 232     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
 233
 234     program_info_length_ptr = q;
 235     q += 2; /* patched after */
 236
 237     /* put program info here */
 238
 239     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
 240     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
 241     program_info_length_ptr[1] = val;
 242
 243     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 244         AVStream *st = s->streams[i];
 245         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 246         AVMetadataTag *lang = av_metadata_get(st->metadata, "language", NULL,0);
 247         switch(st->codec->codec_id) {
 248         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 249         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 250             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
 251             break;
 252         case CODEC_ID_MPEG4:
 253             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
 254             break;
 255         case CODEC_ID_H264:
 256             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
 257             break;
 258         case CODEC_ID_DIRAC:
 259             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
 260             break;
 261         case CODEC_ID_MP2:
 262         case CODEC_ID_MP3:
 263             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
 264             break;
 265         case CODEC_ID_AAC:
 266             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
 267             break;
 268         case CODEC_ID_AAC_LATM:
 269             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
 270             break;
 271         case CODEC_ID_AC3:
 272             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
 273             break;
 274         default:
 275             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
 276             break;
 277         }
 278         *q++ = stream_type;
 279         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
 280         desc_length_ptr = q;
 281         q += 2; /* patched after */
 282
 283         /* write optional descriptors here */
 284         switch(st->codec->codec_type) {
 285         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 286             if (lang && strlen(lang->value) == 3) {
 287                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
 288                 *q++ = 4;
 289                 *q++ = lang->value[0];
 290                 *q++ = lang->value[1];
 291                 *q++ = lang->value[2];
 292                 *q++ = 0; /* undefined type */
 293             }
 294             break;
 295         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
 296             {
 297                 const char *language;
 298                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
 299                 *q++ = 0x59;
 300                 *q++ = 8;
 301                 *q++ = language[0];
 302                 *q++ = language[1];
 303                 *q++ = language[2];
 304                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
 305                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
 306                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
 307                     q += 4;
 308                 } else {
 309                     put16(&q, 1); /* page id */
 310                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
 311                 }
 312             }
 313             break;
 314         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 315             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
 316                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
 317                 *q++ = 4;
 318                 *q++ = 'd';
 319                 *q++ = 'r';
 320                 *q++ = 'a';
 321                 *q++ = 'c';
 322             }
 323             break;
 324         }
 325
 326         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
 327         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
 328         desc_length_ptr[1] = val;
 329     }
 330     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
 331                           data, q - data);
 332 }
 333
 334 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
 335 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
 336 {
 337     uint8_t *q;
 338     int len;
 339
 340     q = *q_ptr;
 341     if (!str)
 342         len = 0;
 343     else
 344         len = strlen(str);
 345     *q++ = len;
 346     memcpy(q, str, len);
 347     q += len;
 348     *q_ptr = q;
 349 }
 350
 351 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
 352 {
 353     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 354     MpegTSService *service;
 355     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
 356     int i, running_status, free_ca_mode, val;
 357
 358     q = data;
 359     put16(&q, ts->onid);
 360     *q++ = 0xff;
 361     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 362         service = ts->services[i];
 363         put16(&q, service->sid);
 364         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
 365         desc_list_len_ptr = q;
 366         q += 2;
 367         running_status = 4; /* running */
 368         free_ca_mode = 0;
 369
 370         /* write only one descriptor for the service name and provider */
 371         *q++ = 0x48;
 372         desc_len_ptr = q;
 373         q++;
 374         *q++ = 0x01; /* digital television service */
 375         putstr8(&q, service->provider_name);
 376         putstr8(&q, service->name);
 377         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
 378
 379         /* fill descriptor length */
 380         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
 381             (q - desc_list_len_ptr - 2);
 382         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
 383         desc_list_len_ptr[1] = val;
 384     }
 385     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 386                           data, q - data);
 387 }
 388
 389 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
 390                                          int sid,
 391                                          const char *provider_name,
 392                                          const char *name)
 393 {
 394     MpegTSService *service;
 395
 396     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
 397     if (!service)
 398         return NULL;
 399     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services - 1;
 400     service->sid = sid;
 401     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
 402     service->name = av_strdup(name);
 403     service->pcr_pid = 0x1fff;
 404     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
 405     return service;
 406 }
 407
 408 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
 409 {
 410     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
 411     put_buffer(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
 412 }
 413
 414 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
 415 {
 416     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 417     MpegTSWriteStream *ts_st;
 418     MpegTSService *service;
 419     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
 420     AVMetadataTag *title, *provider;
 421     int i, j;
 422     const char *service_name;
 423     const char *provider_name;
 424     int *pids;
 425
 426     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
 427     ts->onid = ts->original_network_id;
 428     /* allocate a single DVB service */
 429     title = av_metadata_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
 430     if (!title)
 431         title = av_metadata_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
 432     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
 433     provider = av_metadata_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
 434     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
 435     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
 436     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
 437     service->pmt.opaque = s;
 438     service->pmt.cc = 15;
 439
 440     ts->pat.pid = PAT_PID;
 441     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
 442     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
 443     ts->pat.opaque = s;
 444
 445     ts->sdt.pid = SDT_PID;
 446     ts->sdt.cc = 15;
 447     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
 448     ts->sdt.opaque = s;
 449
 450     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
 451     if (!pids)
 452         return AVERROR(ENOMEM);
 453
 454     /* assign pids to each stream */
 455     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 456         st = s->streams[i];
 457         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
 458         if (!ts_st)
 459             goto fail;
 460         st->priv_data = ts_st;
 461         ts_st->service = service;
 462         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
 463          * this range are assigned a calculated pid. */
 464         if (st->id < 16) {
 465             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
 466         } else if (st->id < 0x1FFF) {
 467             ts_st->pid = st->id;
 468         } else {
 469             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
 470             goto fail;
 471         }
 472         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
 473             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 474             goto fail;
 475         }
 476         for (j = 0; j < i; j++)
 477             if (pids[j] == ts_st->pid) {
 478                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 479                 goto fail;
 480             }
 481         pids[i] = ts_st->pid;
 482         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 483         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 484         ts_st->first_pts_check = 1;
 485         ts_st->cc = 15;
 486         /* update PCR pid by using the first video stream */
 487         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 488             service->pcr_pid == 0x1fff) {
 489             service->pcr_pid = ts_st->pid;
 490             pcr_st = st;
 491         }
 492         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
 493             st->codec->extradata_size > 0) {
 494             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
 495             if (!ts_st->adts)
 496                 return AVERROR(ENOMEM);
 497             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
 498                                          st->codec->extradata_size) < 0)
 499                 return -1;
 500         }
 501     }
 502
 503     av_free(pids);
 504
 505     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
 506     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
 507         pcr_st = s->streams[0];
 508         ts_st = pcr_st->priv_data;
 509         service->pcr_pid = ts_st->pid;
 510     }
 511
 512     ts->mux_rate = s->mux_rate ? s->mux_rate : 1;
 513
 514     if (ts->mux_rate > 1) {
 515         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
 516             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 517         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
 518             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 519         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
 520             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 521
 522         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
 523     } else {
 524         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
 525         ts->sdt_packet_period = 200;
 526         ts->pat_packet_period = 40;
 527         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 528             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
 529                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
 530                 service->pcr_packet_period =
 531                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
 532             } else {
 533                 service->pcr_packet_period =
 534                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
 535             }
 536         } else {
 537             // max delta PCR 0.1s
 538             service->pcr_packet_period =
 539                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
 540         }
 541     }
 542
 543     // output a PCR as soon as possible
 544     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
 545     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
 546     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
 547
 548     if (ts->mux_rate == 1)
 549         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
 550     else
 551         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
 552     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
 553            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
 554            service->pcr_packet_period,
 555            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
 556
 557     put_flush_packet(s->pb);
 558
 559     return 0;
 560
 561  fail:
 562     av_free(pids);
 563     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 564         st = s->streams[i];
 565         av_free(st->priv_data);
 566     }
 567     return -1;
 568 }
 569
 570 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
 571 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
 572 {
 573     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 574     int i;
 575
 576     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
 577         ts->sdt_packet_count = 0;
 578         mpegts_write_sdt(s);
 579     }
 580     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
 581         ts->pat_packet_count = 0;
 582         mpegts_write_pat(s);
 583         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 584             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
 585         }
 586     }
 587 }
 588
 589 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, ByteIOContext *pb)
 590 {
 591     return av_rescale(url_ftell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
 592            ts->first_pcr;
 593 }
 594
 595 static uint8_t* write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
 596 {
 597     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
 598
 599     *buf++ = pcr_high >> 25;
 600     *buf++ = pcr_high >> 17;
 601     *buf++ = pcr_high >> 9;
 602     *buf++ = pcr_high >> 1;
 603     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
 604     *buf++ = pcr_low;
 605
 606     return buf;
 607 }
 608
 609 /* Write a single null transport stream packet */
 610 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
 611 {
 612     uint8_t *q;
 613     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 614
 615     q = buf;
 616     *q++ = 0x47;
 617     *q++ = 0x00 | 0x1f;
 618     *q++ = 0xff;
 619     *q++ = 0x10;
 620     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 621     put_buffer(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 622 }
 623
 624 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
 625 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
 626 {
 627     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 628     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 629     uint8_t *q;
 630     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 631
 632     q = buf;
 633     *q++ = 0x47;
 634     *q++ = ts_st->pid >> 8;
 635     *q++ = ts_st->pid;
 636     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
 637     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
 638     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
 639     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
 640
 641     /* PCR coded into 6 bytes */
 642     q = write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
 643
 644     /* stuffing bytes */
 645     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 646     put_buffer(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 647 }
 648
 649 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
 650 {
 651     int val;
 652
 653     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
 654     *q++ = val;
 655     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
 656     *q++ = val >> 8;
 657     *q++ = val;
 658     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
 659     *q++ = val >> 8;
 660     *q++ = val;
 661 }
 662
 663 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
 664  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
 665  * to exactly fill the last ts packet.
 666  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
 667  */
 668 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
 669                              const uint8_t *payload, int payload_size,
 670                              int64_t pts, int64_t dts)
 671 {
 672     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 673     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 674     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 675     uint8_t *q;
 676     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
 677     int afc_len, stuffing_len;
 678     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
 679     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
 680
 681     is_start = 1;
 682     while (payload_size > 0) {
 683         retransmit_si_info(s);
 684
 685         write_pcr = 0;
 686         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
 687             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
 688                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
 689             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
 690                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
 691                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
 692                 write_pcr = 1;
 693             }
 694         }
 695
 696         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
 697             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
 698             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
 699             if (write_pcr)
 700                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
 701             else
 702                 mpegts_insert_null_packet(s);
 703             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
 704         }
 705
 706         /* prepare packet header */
 707         q = buf;
 708         *q++ = 0x47;
 709         val = (ts_st->pid >> 8);
 710         if (is_start)
 711             val |= 0x40;
 712         *q++ = val;
 713         *q++ = ts_st->pid;
 714         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
 715         *q++ = 0x10 | ts_st->cc | (write_pcr ? 0x20 : 0);
 716         if (write_pcr) {
 717             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
 718             if (ts->mux_rate > 1)
 719                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
 720             else
 721                 pcr = (dts - delay)*300;
 722             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
 723                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
 724             *q++ = 7; /* AFC length */
 725             *q++ = 0x10; /* flags: PCR present */
 726             q = write_pcr_bits(q, pcr);
 727         }
 728         if (is_start) {
 729             int pes_extension = 0;
 730             /* write PES header */
 731             *q++ = 0x00;
 732             *q++ = 0x00;
 733             *q++ = 0x01;
 734             private_code = 0;
 735             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 736                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 737                     *q++ = 0xfd;
 738                 } else
 739                     *q++ = 0xe0;
 740             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
 741                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
 742                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3)) {
 743                 *q++ = 0xc0;
 744             } else {
 745                 *q++ = 0xbd;
 746                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
 747                     private_code = 0x20;
 748                 }
 749             }
 750             header_len = 0;
 751             flags = 0;
 752             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 753                 header_len += 5;
 754                 flags |= 0x80;
 755             }
 756             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 757                 header_len += 5;
 758                 flags |= 0x40;
 759             }
 760             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 761                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 762                 /* set PES_extension_flag */
 763                 pes_extension = 1;
 764                 flags |= 0x01;
 765
 766                 /*
 767                 * One byte for PES2 extension flag +
 768                 * one byte for extension length +
 769                 * one byte for extension id
 770                 */
 771                 header_len += 3;
 772             }
 773             len = payload_size + header_len + 3;
 774             if (private_code != 0)
 775                 len++;
 776             if (len > 0xffff)
 777                 len = 0;
 778             *q++ = len >> 8;
 779             *q++ = len;
 780             val = 0x80;
 781             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
 782             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
 783                 val |= 0x04;
 784             *q++ = val;
 785             *q++ = flags;
 786             *q++ = header_len;
 787             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 788                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
 789                 q += 5;
 790             }
 791             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 792                 write_pts(q, 1, dts);
 793                 q += 5;
 794             }
 795             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 796                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
 797                 *q++ = flags;
 798                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
 799                 /*
 800                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
 801                 * write the extended stream id
 802                 */
 803                 *q++ = 0x00 | 0x60;
 804             }
 805             if (private_code != 0)
 806                 *q++ = private_code;
 807             is_start = 0;
 808         }
 809         /* header size */
 810         header_len = q - buf;
 811         /* data len */
 812         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
 813         if (len > payload_size)
 814             len = payload_size;
 815         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
 816         if (stuffing_len > 0) {
 817             /* add stuffing with AFC */
 818             if (buf[3] & 0x20) {
 819                 /* stuffing already present: increase its size */
 820                 afc_len = buf[4] + 1;
 821                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
 822                         buf + 4 + afc_len,
 823                         header_len - (4 + afc_len));
 824                 buf[4] += stuffing_len;
 825                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
 826             } else {
 827                 /* add stuffing */
 828                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
 829                 buf[3] |= 0x20;
 830                 buf[4] = stuffing_len - 1;
 831                 if (stuffing_len >= 2) {
 832                     buf[5] = 0x00;
 833                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
 834                 }
 835             }
 836         }
 837         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
 838         payload += len;
 839         payload_size -= len;
 840         put_buffer(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 841     }
 842     put_flush_packet(s->pb);
 843 }
 844
 845 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 846 {
 847     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 848     int size = pkt->size;
 849     uint8_t *buf= pkt->data;
 850     uint8_t *data= NULL;
 851     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 852     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
 853     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
 854
 855     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 856         pts = pkt->pts + delay;
 857     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
 858         dts = pkt->dts + delay;
 859
 860     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 861         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
 862         return -1;
 863     }
 864     ts_st->first_pts_check = 0;
 865
 866     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
 867         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
 868         uint32_t state = -1;
 869
 870         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
 871             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "h264 bitstream malformated, "
 872                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
 873             return -1;
 874         }
 875
 876         do {
 877             p = ff_find_start_code(p, buf_end, &state);
 878             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
 879         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
 880                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
 881
 882         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
 883             data = av_malloc(pkt->size+6);
 884             if (!data)
 885                 return -1;
 886             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
 887             AV_WB32(data, 0x00000001);
 888             data[4] = 0x09;
 889             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
 890             buf  = data;
 891             size = pkt->size+6;
 892         }
 893     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
 894         if (pkt->size < 2)
 895             return -1;
 896         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
 897             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
 898             int new_size;
 899             if (!adts) {
 900                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
 901                        "and extradata missing\n");
 902                 return -1;
 903             }
 904             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
 905             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
 906                 return -1;
 907             data = av_malloc(new_size);
 908             if (!data)
 909                 return AVERROR(ENOMEM);
 910             ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size, adts->pce_size);
 911             if (adts->pce_size) {
 912                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
 913                 adts->pce_size = 0;
 914             }
 915             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
 916             buf = data;
 917             size = new_size;
 918         }
 919     }
 920
 921     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 922         // for video and subtitle, write a single pes packet
 923         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts);
 924         av_free(data);
 925         return 0;
 926     }
 927
 928     if (ts_st->payload_index + size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
 929         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
 930                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts);
 931         ts_st->payload_index = 0;
 932     }
 933
 934     if (!ts_st->payload_index) {
 935         ts_st->payload_pts = pts;
 936         ts_st->payload_dts = dts;
 937     }
 938
 939     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_index, buf, size);
 940     ts_st->payload_index += size;
 941
 942     av_free(data);
 943
 944     return 0;
 945 }
 946
 947 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
 948 {
 949     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 950     MpegTSWriteStream *ts_st;
 951     MpegTSService *service;
 952     AVStream *st;
 953     int i;
 954
 955     /* flush current packets */
 956     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 957         st = s->streams[i];
 958         ts_st = st->priv_data;
 959         if (ts_st->payload_index > 0) {
 960             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
 961                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts);
 962         }
 963         av_freep(&ts_st->adts);
 964     }
 965     put_flush_packet(s->pb);
 966
 967     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 968         service = ts->services[i];
 969         av_freep(&service->provider_name);
 970         av_freep(&service->name);
 971         av_free(service);
 972     }
 973     av_free(ts->services);
 974
 975     return 0;
 976 }
 977
 978 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
 979     "mpegts",
 980     NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
 981     "video/x-mpegts",
 982     "ts,m2t",
 983     sizeof(MpegTSWrite),
 984     CODEC_ID_MP2,
 985     CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
 986     mpegts_write_header,
 987     mpegts_write_packet,
 988     mpegts_write_end,
 989     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
 990 };