]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/rtpenc.c
Merge commit 'bfe5454cd238b16e7977085f880205229103eccb'
[ffmpeg] / libavformat / rtpenc.c
1 /*
2  * RTP output format
3  * Copyright (c) 2002 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 "avformat.h"
23 #include "mpegts.h"
24 #include "internal.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "libavutil/random_seed.h"
27 #include "libavutil/opt.h"
28
29 #include "rtpenc.h"
30
31 //#define DEBUG
32
33 static const AVOption options[] = {
34     FF_RTP_FLAG_OPTS(RTPMuxContext, flags),
35     { "payload_type", "Specify RTP payload type", offsetof(RTPMuxContext, payload_type), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = -1 }, -1, 127, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
36     { "ssrc", "Stream identifier", offsetof(RTPMuxContext, ssrc), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, INT_MIN, INT_MAX, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
37     { NULL },
38 };
39
40 static const AVClass rtp_muxer_class = {
41     .class_name = "RTP muxer",
42     .item_name  = av_default_item_name,
43     .option     = options,
44     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
45 };
46
47 #define RTCP_SR_SIZE 28
48
49 static int is_supported(enum AVCodecID id)
50 {
51     switch(id) {
52     case AV_CODEC_ID_H263:
53     case AV_CODEC_ID_H263P:
54     case AV_CODEC_ID_H264:
55     case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
56     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
57     case AV_CODEC_ID_MPEG4:
58     case AV_CODEC_ID_AAC:
59     case AV_CODEC_ID_MP2:
60     case AV_CODEC_ID_MP3:
61     case AV_CODEC_ID_PCM_ALAW:
62     case AV_CODEC_ID_PCM_MULAW:
63     case AV_CODEC_ID_PCM_S8:
64     case AV_CODEC_ID_PCM_S16BE:
65     case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
66     case AV_CODEC_ID_PCM_U16BE:
67     case AV_CODEC_ID_PCM_U16LE:
68     case AV_CODEC_ID_PCM_U8:
69     case AV_CODEC_ID_MPEG2TS:
70     case AV_CODEC_ID_AMR_NB:
71     case AV_CODEC_ID_AMR_WB:
72     case AV_CODEC_ID_VORBIS:
73     case AV_CODEC_ID_THEORA:
74     case AV_CODEC_ID_VP8:
75     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G722:
76     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G726:
77     case AV_CODEC_ID_ILBC:
78     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
79     case AV_CODEC_ID_SPEEX:
80     case AV_CODEC_ID_OPUS:
81         return 1;
82     default:
83         return 0;
84     }
85 }
86
87 static int rtp_write_header(AVFormatContext *s1)
88 {
89     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
90     int n;
91     AVStream *st;
92
93     if (s1->nb_streams != 1) {
94         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only one stream supported in the RTP muxer\n");
95         return AVERROR(EINVAL);
96     }
97     st = s1->streams[0];
98     if (!is_supported(st->codec->codec_id)) {
99         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Unsupported codec %s\n", avcodec_get_name(st->codec->codec_id));
100
101         return -1;
102     }
103
104     if (s->payload_type < 0) {
105         /* Re-validate non-dynamic payload types */
106         if (st->id < RTP_PT_PRIVATE)
107             st->id = ff_rtp_get_payload_type(s1, st->codec, -1);
108
109         s->payload_type = st->id;
110     } else {
111         /* private option takes priority */
112         st->id = s->payload_type;
113     }
114
115     s->base_timestamp = av_get_random_seed();
116     s->timestamp = s->base_timestamp;
117     s->cur_timestamp = 0;
118     if (!s->ssrc)
119         s->ssrc = av_get_random_seed();
120     s->first_packet = 1;
121     s->first_rtcp_ntp_time = ff_ntp_time();
122     if (s1->start_time_realtime)
123         /* Round the NTP time to whole milliseconds. */
124         s->first_rtcp_ntp_time = (s1->start_time_realtime / 1000) * 1000 +
125                                  NTP_OFFSET_US;
126
127     if (s1->packet_size) {
128         if (s1->pb->max_packet_size)
129             s1->packet_size = FFMIN(s1->packet_size,
130                                     s1->pb->max_packet_size);
131     } else
132         s1->packet_size = s1->pb->max_packet_size;
133     if (s1->packet_size <= 12) {
134         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Max packet size %d too low\n", s1->packet_size);
135         return AVERROR(EIO);
136     }
137     s->buf = av_malloc(s1->packet_size);
138     if (s->buf == NULL) {
139         return AVERROR(ENOMEM);
140     }
141     s->max_payload_size = s1->packet_size - 12;
142
143     s->max_frames_per_packet = 0;
144     if (s1->max_delay > 0) {
145         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
146             int frame_size = av_get_audio_frame_duration(st->codec, 0);
147             if (!frame_size)
148                 frame_size = st->codec->frame_size;
149             if (frame_size == 0) {
150                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot respect max delay: frame size = 0\n");
151             } else {
152                 s->max_frames_per_packet =
153                         av_rescale_q_rnd(s1->max_delay,
154                                          AV_TIME_BASE_Q,
155                                          (AVRational){ frame_size, st->codec->sample_rate },
156                                          AV_ROUND_DOWN);
157             }
158         }
159         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
160             /* FIXME: We should round down here... */
161             s->max_frames_per_packet = av_rescale_q(s1->max_delay, (AVRational){1, 1000000}, st->codec->time_base);
162         }
163     }
164
165     avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 90000);
166     switch(st->codec->codec_id) {
167     case AV_CODEC_ID_MP2:
168     case AV_CODEC_ID_MP3:
169         s->buf_ptr = s->buf + 4;
170         break;
171     case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
172     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
173         break;
174     case AV_CODEC_ID_MPEG2TS:
175         n = s->max_payload_size / TS_PACKET_SIZE;
176         if (n < 1)
177             n = 1;
178         s->max_payload_size = n * TS_PACKET_SIZE;
179         s->buf_ptr = s->buf;
180         break;
181     case AV_CODEC_ID_H264:
182         /* check for H.264 MP4 syntax */
183         if (st->codec->extradata_size > 4 && st->codec->extradata[0] == 1) {
184             s->nal_length_size = (st->codec->extradata[4] & 0x03) + 1;
185         }
186         break;
187     case AV_CODEC_ID_VORBIS:
188     case AV_CODEC_ID_THEORA:
189         if (!s->max_frames_per_packet) s->max_frames_per_packet = 15;
190         s->max_frames_per_packet = av_clip(s->max_frames_per_packet, 1, 15);
191         s->max_payload_size -= 6; // ident+frag+tdt/vdt+pkt_num+pkt_length
192         s->num_frames = 0;
193         goto defaultcase;
194     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G722:
195         /* Due to a historical error, the clock rate for G722 in RTP is
196          * 8000, even if the sample rate is 16000. See RFC 3551. */
197         avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 8000);
198         break;
199     case AV_CODEC_ID_OPUS:
200         if (st->codec->channels > 2) {
201             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Multistream opus not supported in RTP\n");
202             goto fail;
203         }
204         /* The opus RTP RFC says that all opus streams should use 48000 Hz
205          * as clock rate, since all opus sample rates can be expressed in
206          * this clock rate, and sample rate changes on the fly are supported. */
207         avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 48000);
208         break;
209     case AV_CODEC_ID_ILBC:
210         if (st->codec->block_align != 38 && st->codec->block_align != 50) {
211             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Incorrect iLBC block size specified\n");
212             goto fail;
213         }
214         if (!s->max_frames_per_packet)
215             s->max_frames_per_packet = 1;
216         s->max_frames_per_packet = FFMIN(s->max_frames_per_packet,
217                                          s->max_payload_size / st->codec->block_align);
218         goto defaultcase;
219     case AV_CODEC_ID_AMR_NB:
220     case AV_CODEC_ID_AMR_WB:
221         if (!s->max_frames_per_packet)
222             s->max_frames_per_packet = 12;
223         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AMR_NB)
224             n = 31;
225         else
226             n = 61;
227         /* max_header_toc_size + the largest AMR payload must fit */
228         if (1 + s->max_frames_per_packet + n > s->max_payload_size) {
229             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP max payload size too small for AMR\n");
230             goto fail;
231         }
232         if (st->codec->channels != 1) {
233             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only mono is supported\n");
234             goto fail;
235         }
236     case AV_CODEC_ID_AAC:
237         s->num_frames = 0;
238     default:
239 defaultcase:
240         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
241             avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
242         }
243         s->buf_ptr = s->buf;
244         break;
245     }
246
247     return 0;
248
249 fail:
250     av_freep(&s->buf);
251     return AVERROR(EINVAL);
252 }
253
254 /* send an rtcp sender report packet */
255 static void rtcp_send_sr(AVFormatContext *s1, int64_t ntp_time)
256 {
257     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
258     uint32_t rtp_ts;
259
260     av_dlog(s1, "RTCP: %02x %"PRIx64" %x\n", s->payload_type, ntp_time, s->timestamp);
261
262     s->last_rtcp_ntp_time = ntp_time;
263     rtp_ts = av_rescale_q(ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, (AVRational){1, 1000000},
264                           s1->streams[0]->time_base) + s->base_timestamp;
265     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
266     avio_w8(s1->pb, RTCP_SR);
267     avio_wb16(s1->pb, 6); /* length in words - 1 */
268     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
269     avio_wb32(s1->pb, ntp_time / 1000000);
270     avio_wb32(s1->pb, ((ntp_time % 1000000) << 32) / 1000000);
271     avio_wb32(s1->pb, rtp_ts);
272     avio_wb32(s1->pb, s->packet_count);
273     avio_wb32(s1->pb, s->octet_count);
274     avio_flush(s1->pb);
275 }
276
277 /* send an rtp packet. sequence number is incremented, but the caller
278    must update the timestamp itself */
279 void ff_rtp_send_data(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf1, int len, int m)
280 {
281     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
282
283     av_dlog(s1, "rtp_send_data size=%d\n", len);
284
285     /* build the RTP header */
286     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
287     avio_w8(s1->pb, (s->payload_type & 0x7f) | ((m & 0x01) << 7));
288     avio_wb16(s1->pb, s->seq);
289     avio_wb32(s1->pb, s->timestamp);
290     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
291
292     avio_write(s1->pb, buf1, len);
293     avio_flush(s1->pb);
294
295     s->seq++;
296     s->octet_count += len;
297     s->packet_count++;
298 }
299
300 /* send an integer number of samples and compute time stamp and fill
301    the rtp send buffer before sending. */
302 static int rtp_send_samples(AVFormatContext *s1,
303                             const uint8_t *buf1, int size, int sample_size_bits)
304 {
305     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
306     int len, max_packet_size, n;
307     /* Calculate the number of bytes to get samples aligned on a byte border */
308     int aligned_samples_size = sample_size_bits/av_gcd(sample_size_bits, 8);
309
310     max_packet_size = (s->max_payload_size / aligned_samples_size) * aligned_samples_size;
311     /* Not needed, but who knows. Don't check if samples aren't an even number of bytes. */
312     if ((sample_size_bits % 8) == 0 && ((8 * size) % sample_size_bits) != 0)
313         return AVERROR(EINVAL);
314     n = 0;
315     while (size > 0) {
316         s->buf_ptr = s->buf;
317         len = FFMIN(max_packet_size, size);
318
319         /* copy data */
320         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
321         s->buf_ptr += len;
322         buf1 += len;
323         size -= len;
324         s->timestamp = s->cur_timestamp + n * 8 / sample_size_bits;
325         ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
326         n += (s->buf_ptr - s->buf);
327     }
328     return 0;
329 }
330
331 static void rtp_send_mpegaudio(AVFormatContext *s1,
332                                const uint8_t *buf1, int size)
333 {
334     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
335     int len, count, max_packet_size;
336
337     max_packet_size = s->max_payload_size;
338
339     /* test if we must flush because not enough space */
340     len = (s->buf_ptr - s->buf);
341     if ((len + size) > max_packet_size) {
342         if (len > 4) {
343             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
344             s->buf_ptr = s->buf + 4;
345         }
346     }
347     if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
348         s->timestamp = s->cur_timestamp;
349     }
350
351     /* add the packet */
352     if (size > max_packet_size) {
353         /* big packet: fragment */
354         count = 0;
355         while (size > 0) {
356             len = max_packet_size - 4;
357             if (len > size)
358                 len = size;
359             /* build fragmented packet */
360             s->buf[0] = 0;
361             s->buf[1] = 0;
362             s->buf[2] = count >> 8;
363             s->buf[3] = count;
364             memcpy(s->buf + 4, buf1, len);
365             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, len + 4, 0);
366             size -= len;
367             buf1 += len;
368             count += len;
369         }
370     } else {
371         if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
372             /* no fragmentation possible */
373             s->buf[0] = 0;
374             s->buf[1] = 0;
375             s->buf[2] = 0;
376             s->buf[3] = 0;
377         }
378         memcpy(s->buf_ptr, buf1, size);
379         s->buf_ptr += size;
380     }
381 }
382
383 static void rtp_send_raw(AVFormatContext *s1,
384                          const uint8_t *buf1, int size)
385 {
386     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
387     int len, max_packet_size;
388
389     max_packet_size = s->max_payload_size;
390
391     while (size > 0) {
392         len = max_packet_size;
393         if (len > size)
394             len = size;
395
396         s->timestamp = s->cur_timestamp;
397         ff_rtp_send_data(s1, buf1, len, (len == size));
398
399         buf1 += len;
400         size -= len;
401     }
402 }
403
404 /* NOTE: size is assumed to be an integer multiple of TS_PACKET_SIZE */
405 static void rtp_send_mpegts_raw(AVFormatContext *s1,
406                                 const uint8_t *buf1, int size)
407 {
408     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
409     int len, out_len;
410
411     while (size >= TS_PACKET_SIZE) {
412         len = s->max_payload_size - (s->buf_ptr - s->buf);
413         if (len > size)
414             len = size;
415         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
416         buf1 += len;
417         size -= len;
418         s->buf_ptr += len;
419
420         out_len = s->buf_ptr - s->buf;
421         if (out_len >= s->max_payload_size) {
422             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, out_len, 0);
423             s->buf_ptr = s->buf;
424         }
425     }
426 }
427
428 static int rtp_send_ilbc(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf, int size)
429 {
430     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
431     AVStream *st = s1->streams[0];
432     int frame_duration = av_get_audio_frame_duration(st->codec, 0);
433     int frame_size = st->codec->block_align;
434     int frames = size / frame_size;
435
436     while (frames > 0) {
437         int n = FFMIN(s->max_frames_per_packet - s->num_frames, frames);
438
439         if (!s->num_frames) {
440             s->buf_ptr = s->buf;
441             s->timestamp = s->cur_timestamp;
442         }
443         memcpy(s->buf_ptr, buf, n * frame_size);
444         frames           -= n;
445         s->num_frames    += n;
446         s->buf_ptr       += n * frame_size;
447         buf              += n * frame_size;
448         s->cur_timestamp += n * frame_duration;
449
450         if (s->num_frames == s->max_frames_per_packet) {
451             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 1);
452             s->num_frames = 0;
453         }
454     }
455     return 0;
456 }
457
458 static int rtp_write_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
459 {
460     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
461     AVStream *st = s1->streams[0];
462     int rtcp_bytes;
463     int size= pkt->size;
464
465     av_dlog(s1, "%d: write len=%d\n", pkt->stream_index, size);
466
467     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
468         RTCP_TX_RATIO_DEN;
469     if ((s->first_packet || ((rtcp_bytes >= RTCP_SR_SIZE) &&
470                             (ff_ntp_time() - s->last_rtcp_ntp_time > 5000000))) &&
471         !(s->flags & FF_RTP_FLAG_SKIP_RTCP)) {
472         rtcp_send_sr(s1, ff_ntp_time());
473         s->last_octet_count = s->octet_count;
474         s->first_packet = 0;
475     }
476     s->cur_timestamp = s->base_timestamp + pkt->pts;
477
478     switch(st->codec->codec_id) {
479     case AV_CODEC_ID_PCM_MULAW:
480     case AV_CODEC_ID_PCM_ALAW:
481     case AV_CODEC_ID_PCM_U8:
482     case AV_CODEC_ID_PCM_S8:
483         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
484     case AV_CODEC_ID_PCM_U16BE:
485     case AV_CODEC_ID_PCM_U16LE:
486     case AV_CODEC_ID_PCM_S16BE:
487     case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
488         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 16 * st->codec->channels);
489     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G722:
490         /* The actual sample size is half a byte per sample, but since the
491          * stream clock rate is 8000 Hz while the sample rate is 16000 Hz,
492          * the correct parameter for send_samples_bits is 8 bits per stream
493          * clock. */
494         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
495     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G726:
496         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size,
497                                 st->codec->bits_per_coded_sample * st->codec->channels);
498     case AV_CODEC_ID_MP2:
499     case AV_CODEC_ID_MP3:
500         rtp_send_mpegaudio(s1, pkt->data, size);
501         break;
502     case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
503     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
504         ff_rtp_send_mpegvideo(s1, pkt->data, size);
505         break;
506     case AV_CODEC_ID_AAC:
507         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_MP4A_LATM)
508             ff_rtp_send_latm(s1, pkt->data, size);
509         else
510             ff_rtp_send_aac(s1, pkt->data, size);
511         break;
512     case AV_CODEC_ID_AMR_NB:
513     case AV_CODEC_ID_AMR_WB:
514         ff_rtp_send_amr(s1, pkt->data, size);
515         break;
516     case AV_CODEC_ID_MPEG2TS:
517         rtp_send_mpegts_raw(s1, pkt->data, size);
518         break;
519     case AV_CODEC_ID_H264:
520         ff_rtp_send_h264(s1, pkt->data, size);
521         break;
522     case AV_CODEC_ID_H263:
523         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_RFC2190) {
524             int mb_info_size = 0;
525             const uint8_t *mb_info =
526                 av_packet_get_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_H263_MB_INFO,
527                                         &mb_info_size);
528             ff_rtp_send_h263_rfc2190(s1, pkt->data, size, mb_info, mb_info_size);
529             break;
530         }
531         /* Fallthrough */
532     case AV_CODEC_ID_H263P:
533         ff_rtp_send_h263(s1, pkt->data, size);
534         break;
535     case AV_CODEC_ID_VORBIS:
536     case AV_CODEC_ID_THEORA:
537         ff_rtp_send_xiph(s1, pkt->data, size);
538         break;
539     case AV_CODEC_ID_VP8:
540         ff_rtp_send_vp8(s1, pkt->data, size);
541         break;
542     case AV_CODEC_ID_ILBC:
543         rtp_send_ilbc(s1, pkt->data, size);
544         break;
545     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
546         ff_rtp_send_jpeg(s1, pkt->data, size);
547         break;
548     case AV_CODEC_ID_OPUS:
549         if (size > s->max_payload_size) {
550             av_log(s1, AV_LOG_ERROR,
551                    "Packet size %d too large for max RTP payload size %d\n",
552                    size, s->max_payload_size);
553             return AVERROR(EINVAL);
554         }
555         /* Intentional fallthrough */
556     default:
557         /* better than nothing : send the codec raw data */
558         rtp_send_raw(s1, pkt->data, size);
559         break;
560     }
561     return 0;
562 }
563
564 static int rtp_write_trailer(AVFormatContext *s1)
565 {
566     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
567
568     av_freep(&s->buf);
569
570     return 0;
571 }
572
573 AVOutputFormat ff_rtp_muxer = {
574     .name              = "rtp",
575     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RTP output"),
576     .priv_data_size    = sizeof(RTPMuxContext),
577     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_PCM_MULAW,
578     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG4,
579     .write_header      = rtp_write_header,
580     .write_packet      = rtp_write_packet,
581     .write_trailer     = rtp_write_trailer,
582     .priv_class        = &rtp_muxer_class,
583 };