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 Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/bswap.h"
  23 #include "libavutil/crc.h"
  24 #include "libavutil/dict.h"
  25 #include "libavutil/mathematics.h"
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
  28 #include "avformat.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "mpegts.h"
  31 #include "adts.h"
  32
  33 #define PCR_TIME_BASE 27000000
  34
  35 /* write DVB SI sections */
  36
  37 /*********************************************/
  38 /* mpegts section writer */
  39
  40 typedef struct MpegTSSection {
  41     int pid;
  42     int cc;
  43     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
  44     void *opaque;
  45 } MpegTSSection;
  46
  47 typedef struct MpegTSService {
  48     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
  49     int sid;           /* service ID */
  50     char *name;
  51     char *provider_name;
  52     int pcr_pid;
  53     int pcr_packet_count;
  54     int pcr_packet_period;
  55 } MpegTSService;
  56
  57 typedef struct MpegTSWrite {
  58     const AVClass *av_class;
  59     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
  60     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
  61     MpegTSService **services;
  62     int sdt_packet_count;
  63     int sdt_packet_period;
  64     int pat_packet_count;
  65     int pat_packet_period;
  66     int nb_services;
  67     int onid;
  68     int tsid;
  69     int64_t first_pcr;
  70     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
  71
  72     int transport_stream_id;
  73     int original_network_id;
  74     int service_id;
  75
  76     int pmt_start_pid;
  77     int start_pid;
  78 } MpegTSWrite;
  79
  80 static const AVOption options[] = {
  81     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
  82       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  83     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
  84       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  85     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
  86       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  87     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
  88       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  89     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
  90       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  91     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  92     { NULL },
  93 };
  94
  95 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
  96     .class_name     = "MPEGTS muxer",
  97     .item_name      = av_default_item_name,
  98     .option         = options,
  99     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 100 };
 101
 102 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
 103 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
 104 {
 105     unsigned int crc;
 106     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
 107     const unsigned char *buf_ptr;
 108     unsigned char *q;
 109     int first, b, len1, left;
 110
 111     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
 112     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
 113     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
 114     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
 115     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
 116
 117     /* send each packet */
 118     buf_ptr = buf;
 119     while (len > 0) {
 120         first = (buf == buf_ptr);
 121         q = packet;
 122         *q++ = 0x47;
 123         b = (s->pid >> 8);
 124         if (first)
 125             b |= 0x40;
 126         *q++ = b;
 127         *q++ = s->pid;
 128         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
 129         *q++ = 0x10 | s->cc;
 130         if (first)
 131             *q++ = 0; /* 0 offset */
 132         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 133         if (len1 > len)
 134             len1 = len;
 135         memcpy(q, buf_ptr, len1);
 136         q += len1;
 137         /* add known padding data */
 138         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 139         if (left > 0)
 140             memset(q, 0xff, left);
 141
 142         s->write_packet(s, packet);
 143
 144         buf_ptr += len1;
 145         len -= len1;
 146     }
 147 }
 148
 149 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
 150 {
 151     uint8_t *q;
 152     q = *q_ptr;
 153     *q++ = val >> 8;
 154     *q++ = val;
 155     *q_ptr = q;
 156 }
 157
 158 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
 159                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
 160                           uint8_t *buf, int len)
 161 {
 162     uint8_t section[1024], *q;
 163     unsigned int tot_len;
 164     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
 165     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
 166
 167     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
 168     /* check if not too big */
 169     if (tot_len > 1024)
 170         return -1;
 171
 172     q = section;
 173     *q++ = tid;
 174     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
 175     put16(&q, id);
 176     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
 177     *q++ = sec_num;
 178     *q++ = last_sec_num;
 179     memcpy(q, buf, len);
 180
 181     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
 182     return 0;
 183 }
 184
 185 /*********************************************/
 186 /* mpegts writer */
 187
 188 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "Libav"
 189 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
 190
 191 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
 192 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
 193 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
 194
 195 /* we retransmit the SI info at this rate */
 196 #define SDT_RETRANS_TIME 500
 197 #define PAT_RETRANS_TIME 100
 198 #define PCR_RETRANS_TIME 20
 199
 200 typedef struct MpegTSWriteStream {
 201     struct MpegTSService *service;
 202     int pid; /* stream associated pid */
 203     int cc;
 204     int payload_index;
 205     int first_pts_check; ///< first pts check needed
 206     int64_t payload_pts;
 207     int64_t payload_dts;
 208     int payload_flags;
 209     uint8_t payload[DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE];
 210     ADTSContext *adts;
 211 } MpegTSWriteStream;
 212
 213 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
 214 {
 215     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 216     MpegTSService *service;
 217     uint8_t data[1012], *q;
 218     int i;
 219
 220     q = data;
 221     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 222         service = ts->services[i];
 223         put16(&q, service->sid);
 224         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
 225     }
 226     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 227                           data, q - data);
 228 }
 229
 230 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
 231 {
 232     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 233     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
 234     int val, stream_type, i;
 235
 236     q = data;
 237     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
 238
 239     program_info_length_ptr = q;
 240     q += 2; /* patched after */
 241
 242     /* put program info here */
 243
 244     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
 245     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
 246     program_info_length_ptr[1] = val;
 247
 248     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 249         AVStream *st = s->streams[i];
 250         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 251         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
 252         switch(st->codec->codec_id) {
 253         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 254         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 255             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
 256             break;
 257         case CODEC_ID_MPEG4:
 258             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
 259             break;
 260         case CODEC_ID_H264:
 261             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
 262             break;
 263         case CODEC_ID_DIRAC:
 264             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
 265             break;
 266         case CODEC_ID_MP2:
 267         case CODEC_ID_MP3:
 268             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
 269             break;
 270         case CODEC_ID_AAC:
 271             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
 272             break;
 273         case CODEC_ID_AAC_LATM:
 274             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
 275             break;
 276         case CODEC_ID_AC3:
 277             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
 278             break;
 279         default:
 280             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
 281             break;
 282         }
 283         *q++ = stream_type;
 284         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
 285         desc_length_ptr = q;
 286         q += 2; /* patched after */
 287
 288         /* write optional descriptors here */
 289         switch(st->codec->codec_type) {
 290         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 291             if (lang) {
 292                 char *p;
 293                 char *next = lang->value;
 294                 uint8_t *len_ptr;
 295
 296                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
 297                 len_ptr = q++;
 298                 *len_ptr = 0;
 299
 300                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
 301                     next = strchr(p, ',');
 302                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
 303                         continue; /* not a 3-letter code */
 304
 305                     *q++ = *p++;
 306                     *q++ = *p++;
 307                     *q++ = *p++;
 308
 309                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
 310                     *q++ = 0x01;
 311                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
 312                     *q++ = 0x02;
 313                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
 314                     *q++ = 0x03;
 315                 else
 316                     *q++ = 0; /* undefined type */
 317
 318                     *len_ptr += 4;
 319                 }
 320
 321                 if (*len_ptr == 0)
 322                     q -= 2; /* no language codes were written */
 323             }
 324             break;
 325         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
 326             {
 327                 const char *language;
 328                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
 329                 *q++ = 0x59;
 330                 *q++ = 8;
 331                 *q++ = language[0];
 332                 *q++ = language[1];
 333                 *q++ = language[2];
 334                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
 335                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
 336                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
 337                     q += 4;
 338                 } else {
 339                     put16(&q, 1); /* page id */
 340                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
 341                 }
 342             }
 343             break;
 344         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 345             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
 346                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
 347                 *q++ = 4;
 348                 *q++ = 'd';
 349                 *q++ = 'r';
 350                 *q++ = 'a';
 351                 *q++ = 'c';
 352             }
 353             break;
 354         }
 355
 356         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
 357         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
 358         desc_length_ptr[1] = val;
 359     }
 360     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
 361                           data, q - data);
 362 }
 363
 364 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
 365 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
 366 {
 367     uint8_t *q;
 368     int len;
 369
 370     q = *q_ptr;
 371     if (!str)
 372         len = 0;
 373     else
 374         len = strlen(str);
 375     *q++ = len;
 376     memcpy(q, str, len);
 377     q += len;
 378     *q_ptr = q;
 379 }
 380
 381 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
 382 {
 383     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 384     MpegTSService *service;
 385     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
 386     int i, running_status, free_ca_mode, val;
 387
 388     q = data;
 389     put16(&q, ts->onid);
 390     *q++ = 0xff;
 391     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 392         service = ts->services[i];
 393         put16(&q, service->sid);
 394         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
 395         desc_list_len_ptr = q;
 396         q += 2;
 397         running_status = 4; /* running */
 398         free_ca_mode = 0;
 399
 400         /* write only one descriptor for the service name and provider */
 401         *q++ = 0x48;
 402         desc_len_ptr = q;
 403         q++;
 404         *q++ = 0x01; /* digital television service */
 405         putstr8(&q, service->provider_name);
 406         putstr8(&q, service->name);
 407         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
 408
 409         /* fill descriptor length */
 410         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
 411             (q - desc_list_len_ptr - 2);
 412         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
 413         desc_list_len_ptr[1] = val;
 414     }
 415     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 416                           data, q - data);
 417 }
 418
 419 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
 420                                          int sid,
 421                                          const char *provider_name,
 422                                          const char *name)
 423 {
 424     MpegTSService *service;
 425
 426     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
 427     if (!service)
 428         return NULL;
 429     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
 430     service->sid = sid;
 431     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
 432     service->name = av_strdup(name);
 433     service->pcr_pid = 0x1fff;
 434     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
 435     return service;
 436 }
 437
 438 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
 439 {
 440     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
 441     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
 442 }
 443
 444 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
 445 {
 446     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 447     MpegTSWriteStream *ts_st;
 448     MpegTSService *service;
 449     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
 450     AVDictionaryEntry *title, *provider;
 451     int i, j;
 452     const char *service_name;
 453     const char *provider_name;
 454     int *pids;
 455
 456     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
 457     ts->onid = ts->original_network_id;
 458     /* allocate a single DVB service */
 459     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
 460     if (!title)
 461         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
 462     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
 463     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
 464     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
 465     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
 466     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
 467     service->pmt.opaque = s;
 468     service->pmt.cc = 15;
 469
 470     ts->pat.pid = PAT_PID;
 471     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
 472     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
 473     ts->pat.opaque = s;
 474
 475     ts->sdt.pid = SDT_PID;
 476     ts->sdt.cc = 15;
 477     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
 478     ts->sdt.opaque = s;
 479
 480     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
 481     if (!pids)
 482         return AVERROR(ENOMEM);
 483
 484     /* assign pids to each stream */
 485     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 486         st = s->streams[i];
 487         av_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
 488         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
 489         if (!ts_st)
 490             goto fail;
 491         st->priv_data = ts_st;
 492         ts_st->service = service;
 493         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
 494          * this range are assigned a calculated pid. */
 495         if (st->id < 16) {
 496             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
 497         } else if (st->id < 0x1FFF) {
 498             ts_st->pid = st->id;
 499         } else {
 500             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
 501             goto fail;
 502         }
 503         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
 504             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 505             goto fail;
 506         }
 507         for (j = 0; j < i; j++)
 508             if (pids[j] == ts_st->pid) {
 509                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 510                 goto fail;
 511             }
 512         pids[i] = ts_st->pid;
 513         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 514         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 515         ts_st->first_pts_check = 1;
 516         ts_st->cc = 15;
 517         /* update PCR pid by using the first video stream */
 518         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 519             service->pcr_pid == 0x1fff) {
 520             service->pcr_pid = ts_st->pid;
 521             pcr_st = st;
 522         }
 523         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
 524             st->codec->extradata_size > 0) {
 525             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
 526             if (!ts_st->adts)
 527                 return AVERROR(ENOMEM);
 528             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
 529                                          st->codec->extradata_size) < 0)
 530                 return -1;
 531         }
 532     }
 533
 534     av_free(pids);
 535
 536     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
 537     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
 538         pcr_st = s->streams[0];
 539         ts_st = pcr_st->priv_data;
 540         service->pcr_pid = ts_st->pid;
 541     }
 542
 543 #if FF_API_MUXRATE
 544     if (s->mux_rate)
 545         ts->mux_rate = s->mux_rate;
 546 #endif
 547
 548     if (ts->mux_rate > 1) {
 549         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
 550             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 551         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
 552             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 553         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
 554             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 555
 556         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
 557     } else {
 558         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
 559         ts->sdt_packet_period = 200;
 560         ts->pat_packet_period = 40;
 561         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 562             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
 563                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
 564                 service->pcr_packet_period =
 565                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
 566             } else {
 567                 service->pcr_packet_period =
 568                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
 569             }
 570         } else {
 571             // max delta PCR 0.1s
 572             service->pcr_packet_period =
 573                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
 574         }
 575     }
 576
 577     // output a PCR as soon as possible
 578     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
 579     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
 580     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
 581
 582     if (ts->mux_rate == 1)
 583         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
 584     else
 585         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
 586     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
 587            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
 588            service->pcr_packet_period,
 589            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
 590
 591     avio_flush(s->pb);
 592
 593     return 0;
 594
 595  fail:
 596     av_free(pids);
 597     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 598         st = s->streams[i];
 599         av_freep(&st->priv_data);
 600     }
 601     return -1;
 602 }
 603
 604 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
 605 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
 606 {
 607     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 608     int i;
 609
 610     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
 611         ts->sdt_packet_count = 0;
 612         mpegts_write_sdt(s);
 613     }
 614     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
 615         ts->pat_packet_count = 0;
 616         mpegts_write_pat(s);
 617         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 618             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
 619         }
 620     }
 621 }
 622
 623 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
 624 {
 625     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
 626            ts->first_pcr;
 627 }
 628
 629 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
 630 {
 631     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
 632
 633     *buf++ = pcr_high >> 25;
 634     *buf++ = pcr_high >> 17;
 635     *buf++ = pcr_high >> 9;
 636     *buf++ = pcr_high >> 1;
 637     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
 638     *buf++ = pcr_low;
 639
 640     return 6;
 641 }
 642
 643 /* Write a single null transport stream packet */
 644 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
 645 {
 646     uint8_t *q;
 647     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 648
 649     q = buf;
 650     *q++ = 0x47;
 651     *q++ = 0x00 | 0x1f;
 652     *q++ = 0xff;
 653     *q++ = 0x10;
 654     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 655     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 656 }
 657
 658 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
 659 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
 660 {
 661     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 662     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 663     uint8_t *q;
 664     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 665
 666     q = buf;
 667     *q++ = 0x47;
 668     *q++ = ts_st->pid >> 8;
 669     *q++ = ts_st->pid;
 670     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
 671     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
 672     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
 673     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
 674
 675     /* PCR coded into 6 bytes */
 676     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
 677
 678     /* stuffing bytes */
 679     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 680     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 681 }
 682
 683 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
 684 {
 685     int val;
 686
 687     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
 688     *q++ = val;
 689     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
 690     *q++ = val >> 8;
 691     *q++ = val;
 692     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
 693     *q++ = val >> 8;
 694     *q++ = val;
 695 }
 696
 697 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
 698 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
 699 {
 700     // expect at least one flag to set
 701     assert(flag);
 702
 703     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
 704         // no AF yet, set adaptation field flag
 705         pkt[3] |= 0x20;
 706         // 1 byte length, no flags
 707         pkt[4] = 1;
 708         pkt[5] = 0;
 709     }
 710     pkt[5] |= flag;
 711 }
 712
 713 /* Extend the adaptation field by size bytes */
 714 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
 715 {
 716     // expect already existing adaptation field
 717     assert(pkt[3] & 0x20);
 718     pkt[4] += size;
 719 }
 720
 721 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
 722 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
 723 {
 724     if (pkt[3] & 0x20)
 725         return pkt + 5 + pkt[4];
 726     else
 727         return pkt + 4;
 728 }
 729
 730 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
 731  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
 732  * to exactly fill the last ts packet.
 733  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
 734  */
 735 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
 736                              const uint8_t *payload, int payload_size,
 737                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
 738 {
 739     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 740     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 741     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 742     uint8_t *q;
 743     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
 744     int afc_len, stuffing_len;
 745     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
 746     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
 747
 748     is_start = 1;
 749     while (payload_size > 0) {
 750         retransmit_si_info(s);
 751
 752         write_pcr = 0;
 753         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
 754             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
 755                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
 756             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
 757                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
 758                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
 759                 write_pcr = 1;
 760             }
 761         }
 762
 763         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
 764             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
 765             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
 766             if (write_pcr)
 767                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
 768             else
 769                 mpegts_insert_null_packet(s);
 770             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
 771         }
 772
 773         /* prepare packet header */
 774         q = buf;
 775         *q++ = 0x47;
 776         val = (ts_st->pid >> 8);
 777         if (is_start)
 778             val |= 0x40;
 779         *q++ = val;
 780         *q++ = ts_st->pid;
 781         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
 782         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
 783         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 784             // set Random Access for key frames
 785             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
 786                 write_pcr = 1;
 787             set_af_flag(buf, 0x40);
 788             q = get_ts_payload_start(buf);
 789         }
 790         if (write_pcr) {
 791             set_af_flag(buf, 0x10);
 792             q = get_ts_payload_start(buf);
 793             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
 794             if (ts->mux_rate > 1)
 795                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
 796             else
 797                 pcr = (dts - delay)*300;
 798             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
 799                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
 800             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
 801             q = get_ts_payload_start(buf);
 802         }
 803         if (is_start) {
 804             int pes_extension = 0;
 805             /* write PES header */
 806             *q++ = 0x00;
 807             *q++ = 0x00;
 808             *q++ = 0x01;
 809             private_code = 0;
 810             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 811                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 812                     *q++ = 0xfd;
 813                 } else
 814                     *q++ = 0xe0;
 815             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
 816                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
 817                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
 818                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
 819                 *q++ = 0xc0;
 820             } else {
 821                 *q++ = 0xbd;
 822                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
 823                     private_code = 0x20;
 824                 }
 825             }
 826             header_len = 0;
 827             flags = 0;
 828             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 829                 header_len += 5;
 830                 flags |= 0x80;
 831             }
 832             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 833                 header_len += 5;
 834                 flags |= 0x40;
 835             }
 836             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 837                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 838                 /* set PES_extension_flag */
 839                 pes_extension = 1;
 840                 flags |= 0x01;
 841
 842                 /*
 843                 * One byte for PES2 extension flag +
 844                 * one byte for extension length +
 845                 * one byte for extension id
 846                 */
 847                 header_len += 3;
 848             }
 849             len = payload_size + header_len + 3;
 850             if (private_code != 0)
 851                 len++;
 852             if (len > 0xffff)
 853                 len = 0;
 854             *q++ = len >> 8;
 855             *q++ = len;
 856             val = 0x80;
 857             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
 858             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
 859                 val |= 0x04;
 860             *q++ = val;
 861             *q++ = flags;
 862             *q++ = header_len;
 863             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 864                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
 865                 q += 5;
 866             }
 867             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 868                 write_pts(q, 1, dts);
 869                 q += 5;
 870             }
 871             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 872                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
 873                 *q++ = flags;
 874                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
 875                 /*
 876                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
 877                 * write the extended stream id
 878                 */
 879                 *q++ = 0x00 | 0x60;
 880             }
 881             if (private_code != 0)
 882                 *q++ = private_code;
 883             is_start = 0;
 884         }
 885         /* header size */
 886         header_len = q - buf;
 887         /* data len */
 888         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
 889         if (len > payload_size)
 890             len = payload_size;
 891         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
 892         if (stuffing_len > 0) {
 893             /* add stuffing with AFC */
 894             if (buf[3] & 0x20) {
 895                 /* stuffing already present: increase its size */
 896                 afc_len = buf[4] + 1;
 897                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
 898                         buf + 4 + afc_len,
 899                         header_len - (4 + afc_len));
 900                 buf[4] += stuffing_len;
 901                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
 902             } else {
 903                 /* add stuffing */
 904                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
 905                 buf[3] |= 0x20;
 906                 buf[4] = stuffing_len - 1;
 907                 if (stuffing_len >= 2) {
 908                     buf[5] = 0x00;
 909                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
 910                 }
 911             }
 912         }
 913         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
 914         payload += len;
 915         payload_size -= len;
 916         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 917     }
 918     avio_flush(s->pb);
 919 }
 920
 921 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 922 {
 923     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 924     int size = pkt->size;
 925     uint8_t *buf= pkt->data;
 926     uint8_t *data= NULL;
 927     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 928     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
 929     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
 930
 931     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 932         pts = pkt->pts + delay;
 933     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
 934         dts = pkt->dts + delay;
 935
 936     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 937         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
 938         return -1;
 939     }
 940     ts_st->first_pts_check = 0;
 941
 942     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
 943         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
 944         uint32_t state = -1;
 945
 946         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
 947             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "h264 bitstream malformated, "
 948                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
 949             return -1;
 950         }
 951
 952         do {
 953             p = ff_find_start_code(p, buf_end, &state);
 954             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
 955         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
 956                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
 957
 958         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
 959             data = av_malloc(pkt->size+6);
 960             if (!data)
 961                 return -1;
 962             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
 963             AV_WB32(data, 0x00000001);
 964             data[4] = 0x09;
 965             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
 966             buf  = data;
 967             size = pkt->size+6;
 968         }
 969     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
 970         if (pkt->size < 2)
 971             return -1;
 972         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
 973             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
 974             int new_size;
 975             if (!adts) {
 976                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
 977                        "and extradata missing\n");
 978                 return -1;
 979             }
 980             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
 981             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
 982                 return -1;
 983             data = av_malloc(new_size);
 984             if (!data)
 985                 return AVERROR(ENOMEM);
 986             ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size, adts->pce_size);
 987             if (adts->pce_size) {
 988                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
 989                 adts->pce_size = 0;
 990             }
 991             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
 992             buf = data;
 993             size = new_size;
 994         }
 995     }
 996
 997     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 998         // for video and subtitle, write a single pes packet
 999         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1000         av_free(data);
1001         return 0;
1002     }
1003
1004     if (ts_st->payload_index + size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
1005         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1006                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1007                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1008         ts_st->payload_index = 0;
1009     }
1010
1011     if (!ts_st->payload_index) {
1012         ts_st->payload_pts = pts;
1013         ts_st->payload_dts = dts;
1014         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1015     }
1016
1017     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_index, buf, size);
1018     ts_st->payload_index += size;
1019
1020     av_free(data);
1021
1022     return 0;
1023 }
1024
1025 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1026 {
1027     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1028     MpegTSWriteStream *ts_st;
1029     MpegTSService *service;
1030     AVStream *st;
1031     int i;
1032
1033     /* flush current packets */
1034     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1035         st = s->streams[i];
1036         ts_st = st->priv_data;
1037         if (ts_st->payload_index > 0) {
1038             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1039                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1040                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1041         }
1042         av_freep(&ts_st->adts);
1043     }
1044     avio_flush(s->pb);
1045
1046     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1047         service = ts->services[i];
1048         av_freep(&service->provider_name);
1049         av_freep(&service->name);
1050         av_free(service);
1051     }
1052     av_free(ts->services);
1053
1054     return 0;
1055 }
1056
1057 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1058     .name              = "mpegts",
1059     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1060     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1061     .extensions        = "ts,m2t",
1062     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1063     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1064     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1065     .write_header      = mpegts_write_header,
1066     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1067     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1068     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1069 };