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

   1 /*
   2  * RTP output format
   3  * Copyright (c) 2002 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 "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, {.dbl = -1 }, -1, 127, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM },
  36     { NULL },
  37 };
  38
  39 static const AVClass rtp_muxer_class = {
  40     .class_name = "RTP muxer",
  41     .item_name  = av_default_item_name,
  42     .option     = options,
  43     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  44 };
  45
  46 #define RTCP_SR_SIZE 28
  47
  48 static int is_supported(enum CodecID id)
  49 {
  50     switch(id) {
  51     case CODEC_ID_H263:
  52     case CODEC_ID_H263P:
  53     case CODEC_ID_H264:
  54     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
  55     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
  56     case CODEC_ID_MPEG4:
  57     case CODEC_ID_AAC:
  58     case CODEC_ID_MP2:
  59     case CODEC_ID_MP3:
  60     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
  61     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
  62     case CODEC_ID_PCM_S8:
  63     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
  64     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
  65     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
  66     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
  67     case CODEC_ID_PCM_U8:
  68     case CODEC_ID_MPEG2TS:
  69     case CODEC_ID_AMR_NB:
  70     case CODEC_ID_AMR_WB:
  71     case CODEC_ID_VORBIS:
  72     case CODEC_ID_THEORA:
  73     case CODEC_ID_VP8:
  74     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
  75     case CODEC_ID_ADPCM_G726:
  76         return 1;
  77     default:
  78         return 0;
  79     }
  80 }
  81
  82 static int rtp_write_header(AVFormatContext *s1)
  83 {
  84     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
  85     int n;
  86     AVStream *st;
  87
  88     if (s1->nb_streams != 1) {
  89         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only one stream supported in the RTP muxer\n");
  90         return AVERROR(EINVAL);
  91     }
  92     st = s1->streams[0];
  93     if (!is_supported(st->codec->codec_id)) {
  94         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Unsupported codec %x\n", st->codec->codec_id);
  95
  96         return -1;
  97     }
  98
  99     if (s->payload_type < 0)
 100         s->payload_type = ff_rtp_get_payload_type(s1, st->codec);
 101     s->base_timestamp = av_get_random_seed();
 102     s->timestamp = s->base_timestamp;
 103     s->cur_timestamp = 0;
 104     s->ssrc = av_get_random_seed();
 105     s->first_packet = 1;
 106     s->first_rtcp_ntp_time = ff_ntp_time();
 107     if (s1->start_time_realtime)
 108         /* Round the NTP time to whole milliseconds. */
 109         s->first_rtcp_ntp_time = (s1->start_time_realtime / 1000) * 1000 +
 110                                  NTP_OFFSET_US;
 111
 112     if (s1->packet_size) {
 113         if (s1->pb->max_packet_size)
 114             s1->packet_size = FFMIN(s1->packet_size,
 115                                     s1->pb->max_packet_size);
 116     } else
 117         s1->packet_size = s1->pb->max_packet_size;
 118     if (s1->packet_size <= 12) {
 119         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Max packet size %d too low\n", s1->packet_size);
 120         return AVERROR(EIO);
 121     }
 122     s->buf = av_malloc(s1->packet_size);
 123     if (s->buf == NULL) {
 124         return AVERROR(ENOMEM);
 125     }
 126     s->max_payload_size = s1->packet_size - 12;
 127
 128     s->max_frames_per_packet = 0;
 129     if (s1->max_delay > 0) {
 130         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 131             int frame_size = av_get_audio_frame_duration(st->codec, 0);
 132             if (!frame_size)
 133                 frame_size = st->codec->frame_size;
 134             if (frame_size == 0) {
 135                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot respect max delay: frame size = 0\n");
 136             } else {
 137                 s->max_frames_per_packet =
 138                         av_rescale_q_rnd(s1->max_delay,
 139                                          AV_TIME_BASE_Q,
 140                                          (AVRational){ frame_size, st->codec->sample_rate },
 141                                          AV_ROUND_DOWN);
 142             }
 143         }
 144         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 145             /* FIXME: We should round down here... */
 146             s->max_frames_per_packet = av_rescale_q(s1->max_delay, (AVRational){1, 1000000}, st->codec->time_base);
 147         }
 148     }
 149
 150     avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 90000);
 151     switch(st->codec->codec_id) {
 152     case CODEC_ID_MP2:
 153     case CODEC_ID_MP3:
 154         s->buf_ptr = s->buf + 4;
 155         break;
 156     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 157     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 158         break;
 159     case CODEC_ID_MPEG2TS:
 160         n = s->max_payload_size / TS_PACKET_SIZE;
 161         if (n < 1)
 162             n = 1;
 163         s->max_payload_size = n * TS_PACKET_SIZE;
 164         s->buf_ptr = s->buf;
 165         break;
 166     case CODEC_ID_H264:
 167         /* check for H.264 MP4 syntax */
 168         if (st->codec->extradata_size > 4 && st->codec->extradata[0] == 1) {
 169             s->nal_length_size = (st->codec->extradata[4] & 0x03) + 1;
 170         }
 171         break;
 172     case CODEC_ID_VORBIS:
 173     case CODEC_ID_THEORA:
 174         if (!s->max_frames_per_packet) s->max_frames_per_packet = 15;
 175         s->max_frames_per_packet = av_clip(s->max_frames_per_packet, 1, 15);
 176         s->max_payload_size -= 6; // ident+frag+tdt/vdt+pkt_num+pkt_length
 177         s->num_frames = 0;
 178         goto defaultcase;
 179     case CODEC_ID_VP8:
 180         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP VP8 payload implementation is "
 181                                  "incompatible with the latest spec drafts.\n");
 182         break;
 183     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
 184         /* Due to a historical error, the clock rate for G722 in RTP is
 185          * 8000, even if the sample rate is 16000. See RFC 3551. */
 186         avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 8000);
 187         break;
 188     case CODEC_ID_AMR_NB:
 189     case CODEC_ID_AMR_WB:
 190         if (!s->max_frames_per_packet)
 191             s->max_frames_per_packet = 12;
 192         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AMR_NB)
 193             n = 31;
 194         else
 195             n = 61;
 196         /* max_header_toc_size + the largest AMR payload must fit */
 197         if (1 + s->max_frames_per_packet + n > s->max_payload_size) {
 198             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP max payload size too small for AMR\n");
 199             return -1;
 200         }
 201         if (st->codec->channels != 1) {
 202             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only mono is supported\n");
 203             return -1;
 204         }
 205     case CODEC_ID_AAC:
 206         s->num_frames = 0;
 207     default:
 208 defaultcase:
 209         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 210             avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
 211         }
 212         s->buf_ptr = s->buf;
 213         break;
 214     }
 215
 216     return 0;
 217 }
 218
 219 /* send an rtcp sender report packet */
 220 static void rtcp_send_sr(AVFormatContext *s1, int64_t ntp_time)
 221 {
 222     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 223     uint32_t rtp_ts;
 224
 225     av_dlog(s1, "RTCP: %02x %"PRIx64" %x\n", s->payload_type, ntp_time, s->timestamp);
 226
 227     s->last_rtcp_ntp_time = ntp_time;
 228     rtp_ts = av_rescale_q(ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, (AVRational){1, 1000000},
 229                           s1->streams[0]->time_base) + s->base_timestamp;
 230     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
 231     avio_w8(s1->pb, RTCP_SR);
 232     avio_wb16(s1->pb, 6); /* length in words - 1 */
 233     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
 234     avio_wb32(s1->pb, ntp_time / 1000000);
 235     avio_wb32(s1->pb, ((ntp_time % 1000000) << 32) / 1000000);
 236     avio_wb32(s1->pb, rtp_ts);
 237     avio_wb32(s1->pb, s->packet_count);
 238     avio_wb32(s1->pb, s->octet_count);
 239     avio_flush(s1->pb);
 240 }
 241
 242 /* send an rtp packet. sequence number is incremented, but the caller
 243    must update the timestamp itself */
 244 void ff_rtp_send_data(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf1, int len, int m)
 245 {
 246     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 247
 248     av_dlog(s1, "rtp_send_data size=%d\n", len);
 249
 250     /* build the RTP header */
 251     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
 252     avio_w8(s1->pb, (s->payload_type & 0x7f) | ((m & 0x01) << 7));
 253     avio_wb16(s1->pb, s->seq);
 254     avio_wb32(s1->pb, s->timestamp);
 255     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
 256
 257     avio_write(s1->pb, buf1, len);
 258     avio_flush(s1->pb);
 259
 260     s->seq++;
 261     s->octet_count += len;
 262     s->packet_count++;
 263 }
 264
 265 /* send an integer number of samples and compute time stamp and fill
 266    the rtp send buffer before sending. */
 267 static void rtp_send_samples(AVFormatContext *s1,
 268                              const uint8_t *buf1, int size, int sample_size_bits)
 269 {
 270     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 271     int len, max_packet_size, n;
 272     /* Calculate the number of bytes to get samples aligned on a byte border */
 273     int aligned_samples_size = sample_size_bits/av_gcd(sample_size_bits, 8);
 274
 275     max_packet_size = (s->max_payload_size / aligned_samples_size) * aligned_samples_size;
 276     /* Not needed, but who knows. Don't check if samples aren't an even number of bytes. */
 277     if ((sample_size_bits % 8) == 0 && ((8 * size) % sample_size_bits) != 0)
 278         av_abort();
 279     n = 0;
 280     while (size > 0) {
 281         s->buf_ptr = s->buf;
 282         len = FFMIN(max_packet_size, size);
 283
 284         /* copy data */
 285         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
 286         s->buf_ptr += len;
 287         buf1 += len;
 288         size -= len;
 289         s->timestamp = s->cur_timestamp + n * 8 / sample_size_bits;
 290         ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
 291         n += (s->buf_ptr - s->buf);
 292     }
 293 }
 294
 295 static void rtp_send_mpegaudio(AVFormatContext *s1,
 296                                const uint8_t *buf1, int size)
 297 {
 298     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 299     int len, count, max_packet_size;
 300
 301     max_packet_size = s->max_payload_size;
 302
 303     /* test if we must flush because not enough space */
 304     len = (s->buf_ptr - s->buf);
 305     if ((len + size) > max_packet_size) {
 306         if (len > 4) {
 307             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
 308             s->buf_ptr = s->buf + 4;
 309         }
 310     }
 311     if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
 312         s->timestamp = s->cur_timestamp;
 313     }
 314
 315     /* add the packet */
 316     if (size > max_packet_size) {
 317         /* big packet: fragment */
 318         count = 0;
 319         while (size > 0) {
 320             len = max_packet_size - 4;
 321             if (len > size)
 322                 len = size;
 323             /* build fragmented packet */
 324             s->buf[0] = 0;
 325             s->buf[1] = 0;
 326             s->buf[2] = count >> 8;
 327             s->buf[3] = count;
 328             memcpy(s->buf + 4, buf1, len);
 329             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, len + 4, 0);
 330             size -= len;
 331             buf1 += len;
 332             count += len;
 333         }
 334     } else {
 335         if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
 336             /* no fragmentation possible */
 337             s->buf[0] = 0;
 338             s->buf[1] = 0;
 339             s->buf[2] = 0;
 340             s->buf[3] = 0;
 341         }
 342         memcpy(s->buf_ptr, buf1, size);
 343         s->buf_ptr += size;
 344     }
 345 }
 346
 347 static void rtp_send_raw(AVFormatContext *s1,
 348                          const uint8_t *buf1, int size)
 349 {
 350     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 351     int len, max_packet_size;
 352
 353     max_packet_size = s->max_payload_size;
 354
 355     while (size > 0) {
 356         len = max_packet_size;
 357         if (len > size)
 358             len = size;
 359
 360         s->timestamp = s->cur_timestamp;
 361         ff_rtp_send_data(s1, buf1, len, (len == size));
 362
 363         buf1 += len;
 364         size -= len;
 365     }
 366 }
 367
 368 /* NOTE: size is assumed to be an integer multiple of TS_PACKET_SIZE */
 369 static void rtp_send_mpegts_raw(AVFormatContext *s1,
 370                                 const uint8_t *buf1, int size)
 371 {
 372     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 373     int len, out_len;
 374
 375     while (size >= TS_PACKET_SIZE) {
 376         len = s->max_payload_size - (s->buf_ptr - s->buf);
 377         if (len > size)
 378             len = size;
 379         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
 380         buf1 += len;
 381         size -= len;
 382         s->buf_ptr += len;
 383
 384         out_len = s->buf_ptr - s->buf;
 385         if (out_len >= s->max_payload_size) {
 386             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, out_len, 0);
 387             s->buf_ptr = s->buf;
 388         }
 389     }
 390 }
 391
 392 static int rtp_write_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 393 {
 394     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 395     AVStream *st = s1->streams[0];
 396     int rtcp_bytes;
 397     int size= pkt->size;
 398
 399     av_dlog(s1, "%d: write len=%d\n", pkt->stream_index, size);
 400
 401     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
 402         RTCP_TX_RATIO_DEN;
 403     if ((s->first_packet || ((rtcp_bytes >= RTCP_SR_SIZE) &&
 404                             (ff_ntp_time() - s->last_rtcp_ntp_time > 5000000))) &&
 405         !(s->flags & FF_RTP_FLAG_SKIP_RTCP)) {
 406         rtcp_send_sr(s1, ff_ntp_time());
 407         s->last_octet_count = s->octet_count;
 408         s->first_packet = 0;
 409     }
 410     s->cur_timestamp = s->base_timestamp + pkt->pts;
 411
 412     switch(st->codec->codec_id) {
 413     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 414     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 415     case CODEC_ID_PCM_U8:
 416     case CODEC_ID_PCM_S8:
 417         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
 418         break;
 419     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
 420     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
 421     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
 422     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
 423         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 16 * st->codec->channels);
 424         break;
 425     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
 426         /* The actual sample size is half a byte per sample, but since the
 427          * stream clock rate is 8000 Hz while the sample rate is 16000 Hz,
 428          * the correct parameter for send_samples_bits is 8 bits per stream
 429          * clock. */
 430         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
 431         break;
 432     case CODEC_ID_ADPCM_G726:
 433         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size,
 434                          st->codec->bits_per_coded_sample * st->codec->channels);
 435         break;
 436     case CODEC_ID_MP2:
 437     case CODEC_ID_MP3:
 438         rtp_send_mpegaudio(s1, pkt->data, size);
 439         break;
 440     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 441     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 442         ff_rtp_send_mpegvideo(s1, pkt->data, size);
 443         break;
 444     case CODEC_ID_AAC:
 445         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_MP4A_LATM)
 446             ff_rtp_send_latm(s1, pkt->data, size);
 447         else
 448             ff_rtp_send_aac(s1, pkt->data, size);
 449         break;
 450     case CODEC_ID_AMR_NB:
 451     case CODEC_ID_AMR_WB:
 452         ff_rtp_send_amr(s1, pkt->data, size);
 453         break;
 454     case CODEC_ID_MPEG2TS:
 455         rtp_send_mpegts_raw(s1, pkt->data, size);
 456         break;
 457     case CODEC_ID_H264:
 458         ff_rtp_send_h264(s1, pkt->data, size);
 459         break;
 460     case CODEC_ID_H263:
 461         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_RFC2190) {
 462             int mb_info_size = 0;
 463             const uint8_t *mb_info =
 464                 av_packet_get_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_H263_MB_INFO,
 465                                         &mb_info_size);
 466             ff_rtp_send_h263_rfc2190(s1, pkt->data, size, mb_info, mb_info_size);
 467             break;
 468         }
 469         /* Fallthrough */
 470     case CODEC_ID_H263P:
 471         ff_rtp_send_h263(s1, pkt->data, size);
 472         break;
 473     case CODEC_ID_VORBIS:
 474     case CODEC_ID_THEORA:
 475         ff_rtp_send_xiph(s1, pkt->data, size);
 476         break;
 477     case CODEC_ID_VP8:
 478         ff_rtp_send_vp8(s1, pkt->data, size);
 479         break;
 480     default:
 481         /* better than nothing : send the codec raw data */
 482         rtp_send_raw(s1, pkt->data, size);
 483         break;
 484     }
 485     return 0;
 486 }
 487
 488 static int rtp_write_trailer(AVFormatContext *s1)
 489 {
 490     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 491
 492     av_freep(&s->buf);
 493
 494     return 0;
 495 }
 496
 497 AVOutputFormat ff_rtp_muxer = {
 498     .name              = "rtp",
 499     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RTP output format"),
 500     .priv_data_size    = sizeof(RTPMuxContext),
 501     .audio_codec       = CODEC_ID_PCM_MULAW,
 502     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG4,
 503     .write_header      = rtp_write_header,
 504     .write_packet      = rtp_write_packet,
 505     .write_trailer     = rtp_write_trailer,
 506     .priv_class        = &rtp_muxer_class,
 507 };