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

   1 /*
   2  * MPEG2 transport stream (aka DVB) muxer
   3  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/bswap.h"
  23 #include "libavutil/crc.h"
  24 #include "libavutil/dict.h"
  25 #include "libavutil/mathematics.h"
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "libavutil/avassert.h"
  28 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
  29 #include "avformat.h"
  30 #include "internal.h"
  31 #include "mpegts.h"
  32 #include "adts.h"
  33
  34 #define PCR_TIME_BASE 27000000
  35
  36 /* write DVB SI sections */
  37
  38 /*********************************************/
  39 /* mpegts section writer */
  40
  41 typedef struct MpegTSSection {
  42     int pid;
  43     int cc;
  44     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
  45     void *opaque;
  46 } MpegTSSection;
  47
  48 typedef struct MpegTSService {
  49     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
  50     int sid;           /* service ID */
  51     char *name;
  52     char *provider_name;
  53     int pcr_pid;
  54     int pcr_packet_count;
  55     int pcr_packet_period;
  56 } MpegTSService;
  57
  58 typedef struct MpegTSWrite {
  59     const AVClass *av_class;
  60     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
  61     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
  62     MpegTSService **services;
  63     int sdt_packet_count;
  64     int sdt_packet_period;
  65     int pat_packet_count;
  66     int pat_packet_period;
  67     int nb_services;
  68     int onid;
  69     int tsid;
  70     int64_t first_pcr;
  71     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
  72
  73     int transport_stream_id;
  74     int original_network_id;
  75     int service_id;
  76
  77     int pmt_start_pid;
  78     int start_pid;
  79     int m2ts_mode;
  80 } MpegTSWrite;
  81
  82 static const AVOption options[] = {
  83     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
  84       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  85     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
  86       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  87     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
  88       offsetof(MpegTSWrite, service_id), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  89     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
  90       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x0010, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  91     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
  92       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  93     {"mpegts_m2ts_mode", "Enable m2ts mode.",
  94         offsetof(MpegTSWrite, m2ts_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl = -1 },
  95         -1,1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  96     { "muxrate", NULL, offsetof(MpegTSWrite, mux_rate), AV_OPT_TYPE_INT, {1}, 0, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  97     { NULL },
  98 };
  99
 100 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
 101     .class_name     = "MPEGTS muxer",
 102     .item_name      = av_default_item_name,
 103     .option         = options,
 104     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
 105 };
 106
 107 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
 108 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
 109 {
 110     unsigned int crc;
 111     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
 112     const unsigned char *buf_ptr;
 113     unsigned char *q;
 114     int first, b, len1, left;
 115
 116     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
 117     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
 118     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
 119     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
 120     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
 121
 122     /* send each packet */
 123     buf_ptr = buf;
 124     while (len > 0) {
 125         first = (buf == buf_ptr);
 126         q = packet;
 127         *q++ = 0x47;
 128         b = (s->pid >> 8);
 129         if (first)
 130             b |= 0x40;
 131         *q++ = b;
 132         *q++ = s->pid;
 133         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
 134         *q++ = 0x10 | s->cc;
 135         if (first)
 136             *q++ = 0; /* 0 offset */
 137         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 138         if (len1 > len)
 139             len1 = len;
 140         memcpy(q, buf_ptr, len1);
 141         q += len1;
 142         /* add known padding data */
 143         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 144         if (left > 0)
 145             memset(q, 0xff, left);
 146
 147         s->write_packet(s, packet);
 148
 149         buf_ptr += len1;
 150         len -= len1;
 151     }
 152 }
 153
 154 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
 155 {
 156     uint8_t *q;
 157     q = *q_ptr;
 158     *q++ = val >> 8;
 159     *q++ = val;
 160     *q_ptr = q;
 161 }
 162
 163 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
 164                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
 165                           uint8_t *buf, int len)
 166 {
 167     uint8_t section[1024], *q;
 168     unsigned int tot_len;
 169     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
 170     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
 171
 172     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
 173     /* check if not too big */
 174     if (tot_len > 1024)
 175         return -1;
 176
 177     q = section;
 178     *q++ = tid;
 179     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
 180     put16(&q, id);
 181     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
 182     *q++ = sec_num;
 183     *q++ = last_sec_num;
 184     memcpy(q, buf, len);
 185
 186     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
 187     return 0;
 188 }
 189
 190 /*********************************************/
 191 /* mpegts writer */
 192
 193 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
 194 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
 195
 196 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
 197 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
 198 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
 199
 200 /* we retransmit the SI info at this rate */
 201 #define SDT_RETRANS_TIME 500
 202 #define PAT_RETRANS_TIME 100
 203 #define PCR_RETRANS_TIME 20
 204
 205 typedef struct MpegTSWriteStream {
 206     struct MpegTSService *service;
 207     int pid; /* stream associated pid */
 208     int cc;
 209     int payload_index;
 210     int first_pts_check; ///< first pts check needed
 211     int64_t payload_pts;
 212     int64_t payload_dts;
 213     int payload_flags;
 214     uint8_t payload[DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE];
 215     ADTSContext *adts;
 216 } MpegTSWriteStream;
 217
 218 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
 219 {
 220     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 221     MpegTSService *service;
 222     uint8_t data[1012], *q;
 223     int i;
 224
 225     q = data;
 226     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 227         service = ts->services[i];
 228         put16(&q, service->sid);
 229         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
 230     }
 231     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 232                           data, q - data);
 233 }
 234
 235 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
 236 {
 237     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 238     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
 239     int val, stream_type, i;
 240
 241     q = data;
 242     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
 243
 244     program_info_length_ptr = q;
 245     q += 2; /* patched after */
 246
 247     /* put program info here */
 248
 249     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
 250     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
 251     program_info_length_ptr[1] = val;
 252
 253     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 254         AVStream *st = s->streams[i];
 255         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 256         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
 257         switch(st->codec->codec_id) {
 258         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 259         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 260             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
 261             break;
 262         case CODEC_ID_MPEG4:
 263             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
 264             break;
 265         case CODEC_ID_H264:
 266             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
 267             break;
 268         case CODEC_ID_DIRAC:
 269             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
 270             break;
 271         case CODEC_ID_MP2:
 272         case CODEC_ID_MP3:
 273             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
 274             break;
 275         case CODEC_ID_AAC:
 276             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
 277             break;
 278         case CODEC_ID_AAC_LATM:
 279             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
 280             break;
 281         case CODEC_ID_AC3:
 282             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
 283             break;
 284         default:
 285             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
 286             break;
 287         }
 288         *q++ = stream_type;
 289         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
 290         desc_length_ptr = q;
 291         q += 2; /* patched after */
 292
 293         /* write optional descriptors here */
 294         switch(st->codec->codec_type) {
 295         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 296             if(st->codec->codec_id==CODEC_ID_EAC3){
 297                 *q++=0x7a; // EAC3 descriptor see A038 DVB SI
 298                 *q++=1; // 1 byte, all flags sets to 0
 299                 *q++=0; // omit all fields...
 300             }
 301
 302             if (lang) {
 303                 char *p;
 304                 char *next = lang->value;
 305                 uint8_t *len_ptr;
 306
 307                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
 308                 len_ptr = q++;
 309                 *len_ptr = 0;
 310
 311                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
 312                     next = strchr(p, ',');
 313                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
 314                         continue; /* not a 3-letter code */
 315
 316                     *q++ = *p++;
 317                     *q++ = *p++;
 318                     *q++ = *p++;
 319
 320                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
 321                     *q++ = 0x01;
 322                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
 323                     *q++ = 0x02;
 324                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
 325                     *q++ = 0x03;
 326                 else
 327                     *q++ = 0; /* undefined type */
 328
 329                     *len_ptr += 4;
 330                 }
 331
 332                 if (*len_ptr == 0)
 333                     q -= 2; /* no language codes were written */
 334             }
 335             break;
 336         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
 337             {
 338                 const char *language;
 339                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
 340                 *q++ = 0x59;
 341                 *q++ = 8;
 342                 *q++ = language[0];
 343                 *q++ = language[1];
 344                 *q++ = language[2];
 345                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
 346                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
 347                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
 348                     q += 4;
 349                 } else {
 350                     put16(&q, 1); /* page id */
 351                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
 352                 }
 353             }
 354             break;
 355         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 356             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
 357                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
 358                 *q++ = 4;
 359                 *q++ = 'd';
 360                 *q++ = 'r';
 361                 *q++ = 'a';
 362                 *q++ = 'c';
 363             }
 364             break;
 365         }
 366
 367         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
 368         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
 369         desc_length_ptr[1] = val;
 370     }
 371     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
 372                           data, q - data);
 373 }
 374
 375 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
 376 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
 377 {
 378     uint8_t *q;
 379     int len;
 380
 381     q = *q_ptr;
 382     if (!str)
 383         len = 0;
 384     else
 385         len = strlen(str);
 386     *q++ = len;
 387     memcpy(q, str, len);
 388     q += len;
 389     *q_ptr = q;
 390 }
 391
 392 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
 393 {
 394     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 395     MpegTSService *service;
 396     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
 397     int i, running_status, free_ca_mode, val;
 398
 399     q = data;
 400     put16(&q, ts->onid);
 401     *q++ = 0xff;
 402     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 403         service = ts->services[i];
 404         put16(&q, service->sid);
 405         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
 406         desc_list_len_ptr = q;
 407         q += 2;
 408         running_status = 4; /* running */
 409         free_ca_mode = 0;
 410
 411         /* write only one descriptor for the service name and provider */
 412         *q++ = 0x48;
 413         desc_len_ptr = q;
 414         q++;
 415         *q++ = 0x01; /* digital television service */
 416         putstr8(&q, service->provider_name);
 417         putstr8(&q, service->name);
 418         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
 419
 420         /* fill descriptor length */
 421         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
 422             (q - desc_list_len_ptr - 2);
 423         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
 424         desc_list_len_ptr[1] = val;
 425     }
 426     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 427                           data, q - data);
 428 }
 429
 430 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
 431                                          int sid,
 432                                          const char *provider_name,
 433                                          const char *name)
 434 {
 435     MpegTSService *service;
 436
 437     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
 438     if (!service)
 439         return NULL;
 440     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
 441     service->sid = sid;
 442     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
 443     service->name = av_strdup(name);
 444     service->pcr_pid = 0x1fff;
 445     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
 446     return service;
 447 }
 448
 449 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
 450 {
 451     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
 452            ts->first_pcr;
 453 }
 454
 455 static void mpegts_prefix_m2ts_header(AVFormatContext *s)
 456 {
 457     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 458     if (ts->m2ts_mode) {
 459         int64_t pcr = get_pcr(s->priv_data, s->pb);
 460         uint32_t tp_extra_header = pcr % 0x3fffffff;
 461         tp_extra_header = AV_RB32(&tp_extra_header);
 462         avio_write(s->pb, (unsigned char *) &tp_extra_header,
 463                 sizeof(tp_extra_header));
 464     }
 465 }
 466
 467 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
 468 {
 469     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
 470     mpegts_prefix_m2ts_header(ctx);
 471     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
 472 }
 473
 474 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
 475 {
 476     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 477     MpegTSWriteStream *ts_st;
 478     MpegTSService *service;
 479     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
 480     AVDictionaryEntry *title, *provider;
 481     int i, j;
 482     const char *service_name;
 483     const char *provider_name;
 484     int *pids;
 485
 486     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
 487     ts->onid = ts->original_network_id;
 488     /* allocate a single DVB service */
 489     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
 490     if (!title)
 491         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
 492     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
 493     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
 494     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
 495     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
 496     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
 497     service->pmt.opaque = s;
 498     service->pmt.cc = 15;
 499
 500     ts->pat.pid = PAT_PID;
 501     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
 502     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
 503     ts->pat.opaque = s;
 504
 505     ts->sdt.pid = SDT_PID;
 506     ts->sdt.cc = 15;
 507     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
 508     ts->sdt.opaque = s;
 509
 510     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
 511     if (!pids)
 512         return AVERROR(ENOMEM);
 513
 514     /* assign pids to each stream */
 515     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 516         st = s->streams[i];
 517         av_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
 518         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
 519         if (!ts_st)
 520             goto fail;
 521         st->priv_data = ts_st;
 522         ts_st->service = service;
 523         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
 524          * this range are assigned a calculated pid. */
 525         if (st->id < 16) {
 526             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
 527         } else if (st->id < 0x1FFF) {
 528             ts_st->pid = st->id;
 529         } else {
 530             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
 531             goto fail;
 532         }
 533         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
 534             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 535             goto fail;
 536         }
 537         for (j = 0; j < i; j++)
 538             if (pids[j] == ts_st->pid) {
 539                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 540                 goto fail;
 541             }
 542         pids[i] = ts_st->pid;
 543         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 544         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 545         ts_st->first_pts_check = 1;
 546         ts_st->cc = 15;
 547         /* update PCR pid by using the first video stream */
 548         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 549             service->pcr_pid == 0x1fff) {
 550             service->pcr_pid = ts_st->pid;
 551             pcr_st = st;
 552         }
 553         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
 554             st->codec->extradata_size > 0) {
 555             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
 556             if (!ts_st->adts)
 557                 return AVERROR(ENOMEM);
 558             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
 559                                          st->codec->extradata_size) < 0)
 560                 return -1;
 561         }
 562     }
 563
 564     av_free(pids);
 565
 566     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
 567     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
 568         pcr_st = s->streams[0];
 569         ts_st = pcr_st->priv_data;
 570         service->pcr_pid = ts_st->pid;
 571     }
 572
 573 #if FF_API_MUXRATE
 574     if (s->mux_rate)
 575         ts->mux_rate = s->mux_rate;
 576 #endif
 577
 578     if (ts->mux_rate > 1) {
 579         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
 580             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 581         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
 582             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 583         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
 584             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 585
 586         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
 587     } else {
 588         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
 589         ts->sdt_packet_period = 200;
 590         ts->pat_packet_period = 40;
 591         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 592             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
 593                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
 594                 service->pcr_packet_period =
 595                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
 596             } else {
 597                 service->pcr_packet_period =
 598                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
 599             }
 600         } else {
 601             // max delta PCR 0.1s
 602             service->pcr_packet_period =
 603                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
 604         }
 605     }
 606
 607     // output a PCR as soon as possible
 608     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
 609     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
 610     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
 611
 612     if (ts->mux_rate == 1)
 613         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
 614     else
 615         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
 616     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
 617            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
 618            service->pcr_packet_period,
 619            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
 620
 621     if (ts->m2ts_mode == -1) {
 622         if (av_match_ext(s->filename, "m2ts")) {
 623             ts->m2ts_mode = 1;
 624         } else {
 625             ts->m2ts_mode = 0;
 626         }
 627     }
 628
 629     avio_flush(s->pb);
 630
 631     return 0;
 632
 633  fail:
 634     av_free(pids);
 635     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 636         st = s->streams[i];
 637         av_freep(&st->priv_data);
 638     }
 639     return -1;
 640 }
 641
 642 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
 643 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
 644 {
 645     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 646     int i;
 647
 648     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
 649         ts->sdt_packet_count = 0;
 650         mpegts_write_sdt(s);
 651     }
 652     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
 653         ts->pat_packet_count = 0;
 654         mpegts_write_pat(s);
 655         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 656             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
 657         }
 658     }
 659 }
 660
 661 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
 662 {
 663     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
 664
 665     *buf++ = pcr_high >> 25;
 666     *buf++ = pcr_high >> 17;
 667     *buf++ = pcr_high >> 9;
 668     *buf++ = pcr_high >> 1;
 669     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
 670     *buf++ = pcr_low;
 671
 672     return 6;
 673 }
 674
 675 /* Write a single null transport stream packet */
 676 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
 677 {
 678     uint8_t *q;
 679     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 680
 681     q = buf;
 682     *q++ = 0x47;
 683     *q++ = 0x00 | 0x1f;
 684     *q++ = 0xff;
 685     *q++ = 0x10;
 686     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 687     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
 688     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 689 }
 690
 691 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
 692 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
 693 {
 694     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 695     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 696     uint8_t *q;
 697     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 698
 699     q = buf;
 700     *q++ = 0x47;
 701     *q++ = ts_st->pid >> 8;
 702     *q++ = ts_st->pid;
 703     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
 704     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
 705     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
 706     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
 707
 708     /* PCR coded into 6 bytes */
 709     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
 710
 711     /* stuffing bytes */
 712     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 713     mpegts_prefix_m2ts_header(s);
 714     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 715 }
 716
 717 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
 718 {
 719     int val;
 720
 721     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
 722     *q++ = val;
 723     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
 724     *q++ = val >> 8;
 725     *q++ = val;
 726     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
 727     *q++ = val >> 8;
 728     *q++ = val;
 729 }
 730
 731 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
 732 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
 733 {
 734     // expect at least one flag to set
 735     assert(flag);
 736
 737     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
 738         // no AF yet, set adaptation field flag
 739         pkt[3] |= 0x20;
 740         // 1 byte length, no flags
 741         pkt[4] = 1;
 742         pkt[5] = 0;
 743     }
 744     pkt[5] |= flag;
 745 }
 746
 747 /* Extend the adaptation field by size bytes */
 748 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
 749 {
 750     // expect already existing adaptation field
 751     assert(pkt[3] & 0x20);
 752     pkt[4] += size;
 753 }
 754
 755 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
 756 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
 757 {
 758     if (pkt[3] & 0x20)
 759         return pkt + 5 + pkt[4];
 760     else
 761         return pkt + 4;
 762 }
 763
 764 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
 765  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
 766  * to exactly fill the last ts packet.
 767  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
 768  */
 769 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
 770                              const uint8_t *payload, int payload_size,
 771                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
 772 {
 773     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 774     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 775     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 776     uint8_t *q;
 777     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
 778     int afc_len, stuffing_len;
 779     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
 780     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
 781
 782     is_start = 1;
 783     while (payload_size > 0) {
 784         retransmit_si_info(s);
 785
 786         write_pcr = 0;
 787         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
 788             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
 789                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
 790             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
 791                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
 792                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
 793                 write_pcr = 1;
 794             }
 795         }
 796
 797         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
 798             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
 799             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
 800             if (write_pcr)
 801                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
 802             else
 803                 mpegts_insert_null_packet(s);
 804             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
 805         }
 806
 807         /* prepare packet header */
 808         q = buf;
 809         *q++ = 0x47;
 810         val = (ts_st->pid >> 8);
 811         if (is_start)
 812             val |= 0x40;
 813         *q++ = val;
 814         *q++ = ts_st->pid;
 815         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
 816         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
 817         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 818             // set Random Access for key frames
 819             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
 820                 write_pcr = 1;
 821             set_af_flag(buf, 0x40);
 822             q = get_ts_payload_start(buf);
 823         }
 824         if (write_pcr) {
 825             set_af_flag(buf, 0x10);
 826             q = get_ts_payload_start(buf);
 827             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
 828             if (ts->mux_rate > 1)
 829                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
 830             else
 831                 pcr = (dts - delay)*300;
 832             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
 833                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
 834             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
 835             q = get_ts_payload_start(buf);
 836         }
 837         if (is_start) {
 838             int pes_extension = 0;
 839             /* write PES header */
 840             *q++ = 0x00;
 841             *q++ = 0x00;
 842             *q++ = 0x01;
 843             private_code = 0;
 844             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 845                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 846                     *q++ = 0xfd;
 847                 } else
 848                     *q++ = 0xe0;
 849             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
 850                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
 851                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
 852                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
 853                 *q++ = 0xc0;
 854             } else {
 855                 *q++ = 0xbd;
 856                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
 857                     private_code = 0x20;
 858                 }
 859             }
 860             header_len = 0;
 861             flags = 0;
 862             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 863                 header_len += 5;
 864                 flags |= 0x80;
 865             }
 866             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 867                 header_len += 5;
 868                 flags |= 0x40;
 869             }
 870             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 871                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 872                 /* set PES_extension_flag */
 873                 pes_extension = 1;
 874                 flags |= 0x01;
 875
 876                 /*
 877                 * One byte for PES2 extension flag +
 878                 * one byte for extension length +
 879                 * one byte for extension id
 880                 */
 881                 header_len += 3;
 882             }
 883             len = payload_size + header_len + 3;
 884             if (private_code != 0)
 885                 len++;
 886             if (len > 0xffff)
 887                 len = 0;
 888             *q++ = len >> 8;
 889             *q++ = len;
 890             val = 0x80;
 891             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
 892             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
 893                 val |= 0x04;
 894             *q++ = val;
 895             *q++ = flags;
 896             *q++ = header_len;
 897             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 898                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
 899                 q += 5;
 900             }
 901             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 902                 write_pts(q, 1, dts);
 903                 q += 5;
 904             }
 905             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 906                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
 907                 *q++ = flags;
 908                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
 909                 /*
 910                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
 911                 * write the extended stream id
 912                 */
 913                 *q++ = 0x00 | 0x60;
 914             }
 915             if (private_code != 0)
 916                 *q++ = private_code;
 917             is_start = 0;
 918         }
 919         /* header size */
 920         header_len = q - buf;
 921         /* data len */
 922         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
 923         if (len > payload_size)
 924             len = payload_size;
 925         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
 926         if (stuffing_len > 0) {
 927             /* add stuffing with AFC */
 928             if (buf[3] & 0x20) {
 929                 /* stuffing already present: increase its size */
 930                 afc_len = buf[4] + 1;
 931                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
 932                         buf + 4 + afc_len,
 933                         header_len - (4 + afc_len));
 934                 buf[4] += stuffing_len;
 935                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
 936             } else {
 937                 /* add stuffing */
 938                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
 939                 buf[3] |= 0x20;
 940                 buf[4] = stuffing_len - 1;
 941                 if (stuffing_len >= 2) {
 942                     buf[5] = 0x00;
 943                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
 944                 }
 945             }
 946         }
 947         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
 948         payload += len;
 949         payload_size -= len;
 950         mpegts_prefix_m2ts_header(s);
 951         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 952     }
 953     avio_flush(s->pb);
 954 }
 955
 956 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 957 {
 958     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 959     int size = pkt->size;
 960     uint8_t *buf= pkt->data;
 961     uint8_t *data= NULL;
 962     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 963     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
 964     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
 965
 966     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 967         pts = pkt->pts + delay;
 968     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
 969         dts = pkt->dts + delay;
 970
 971     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 972         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
 973         return -1;
 974     }
 975     ts_st->first_pts_check = 0;
 976
 977     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
 978         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
 979         uint32_t state = -1;
 980
 981         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
 982             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "h264 bitstream malformated, "
 983                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
 984             return -1;
 985         }
 986
 987         do {
 988             p = avpriv_mpv_find_start_code(p, buf_end, &state);
 989             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
 990         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
 991                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
 992
 993         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
 994             data = av_malloc(pkt->size+6);
 995             if (!data)
 996                 return -1;
 997             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
 998             AV_WB32(data, 0x00000001);
 999             data[4] = 0x09;
1000             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
1001             buf  = data;
1002             size = pkt->size+6;
1003         }
1004     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
1005         if (pkt->size < 2)
1006             return -1;
1007         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
1008             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
1009             int new_size;
1010             if (!adts) {
1011                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
1012                        "and extradata missing\n");
1013                 return -1;
1014             }
1015             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
1016             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
1017                 return -1;
1018             data = av_malloc(new_size);
1019             if (!data)
1020                 return AVERROR(ENOMEM);
1021             ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size, adts->pce_size);
1022             if (adts->pce_size) {
1023                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
1024                 adts->pce_size = 0;
1025             }
1026             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
1027             buf = data;
1028             size = new_size;
1029         }
1030     }
1031
1032     if (ts_st->payload_index && ts_st->payload_index + size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
1033         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1034                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1035                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1036         ts_st->payload_index = 0;
1037     }
1038
1039     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO || size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
1040         av_assert0(!ts_st->payload_index);
1041         // for video and subtitle, write a single pes packet
1042         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1043         av_free(data);
1044         return 0;
1045     }
1046
1047     if (!ts_st->payload_index) {
1048         ts_st->payload_pts = pts;
1049         ts_st->payload_dts = dts;
1050         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1051     }
1052
1053     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_index, buf, size);
1054     ts_st->payload_index += size;
1055
1056     av_free(data);
1057
1058     return 0;
1059 }
1060
1061 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1062 {
1063     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1064     MpegTSWriteStream *ts_st;
1065     MpegTSService *service;
1066     AVStream *st;
1067     int i;
1068
1069     /* flush current packets */
1070     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1071         st = s->streams[i];
1072         ts_st = st->priv_data;
1073         if (ts_st->payload_index > 0) {
1074             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1075                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1076                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1077         }
1078         av_freep(&ts_st->adts);
1079     }
1080     avio_flush(s->pb);
1081
1082     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1083         service = ts->services[i];
1084         av_freep(&service->provider_name);
1085         av_freep(&service->name);
1086         av_free(service);
1087     }
1088     av_free(ts->services);
1089
1090     return 0;
1091 }
1092
1093 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1094     .name              = "mpegts",
1095     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1096     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1097     .extensions        = "ts,m2t,m2ts",
1098     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1099     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1100     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1101     .write_header      = mpegts_write_header,
1102     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1103     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1104     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1105 };