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