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     { "ssrc", "Stream identifier", offsetof(RTPMuxContext, ssrc), AV_OPT_TYPE_INT, { 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 CodecID id)
  50 {
  51     switch(id) {
  52     case CODEC_ID_H263:
  53     case CODEC_ID_H263P:
  54     case CODEC_ID_H264:
  55     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
  56     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
  57     case CODEC_ID_MPEG4:
  58     case CODEC_ID_AAC:
  59     case CODEC_ID_MP2:
  60     case CODEC_ID_MP3:
  61     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
  62     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
  63     case CODEC_ID_PCM_S8:
  64     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
  65     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
  66     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
  67     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
  68     case CODEC_ID_PCM_U8:
  69     case CODEC_ID_MPEG2TS:
  70     case CODEC_ID_AMR_NB:
  71     case CODEC_ID_AMR_WB:
  72     case CODEC_ID_VORBIS:
  73     case CODEC_ID_THEORA:
  74     case CODEC_ID_VP8:
  75     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
  76     case CODEC_ID_ADPCM_G726:
  77     case CODEC_ID_ILBC:
  78         return 1;
  79     default:
  80         return 0;
  81     }
  82 }
  83
  84 static int rtp_write_header(AVFormatContext *s1)
  85 {
  86     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
  87     int n;
  88     AVStream *st;
  89
  90     if (s1->nb_streams != 1) {
  91         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only one stream supported in the RTP muxer\n");
  92         return AVERROR(EINVAL);
  93     }
  94     st = s1->streams[0];
  95     if (!is_supported(st->codec->codec_id)) {
  96         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Unsupported codec %x\n", st->codec->codec_id);
  97
  98         return -1;
  99     }
 100
 101     if (s->payload_type < 0)
 102         s->payload_type = ff_rtp_get_payload_type(s1, st->codec);
 103     s->base_timestamp = av_get_random_seed();
 104     s->timestamp = s->base_timestamp;
 105     s->cur_timestamp = 0;
 106     if (!s->ssrc)
 107         s->ssrc = av_get_random_seed();
 108     s->first_packet = 1;
 109     s->first_rtcp_ntp_time = ff_ntp_time();
 110     if (s1->start_time_realtime)
 111         /* Round the NTP time to whole milliseconds. */
 112         s->first_rtcp_ntp_time = (s1->start_time_realtime / 1000) * 1000 +
 113                                  NTP_OFFSET_US;
 114
 115     if (s1->packet_size) {
 116         if (s1->pb->max_packet_size)
 117             s1->packet_size = FFMIN(s1->packet_size,
 118                                     s1->pb->max_packet_size);
 119     } else
 120         s1->packet_size = s1->pb->max_packet_size;
 121     if (s1->packet_size <= 12) {
 122         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Max packet size %d too low\n", s1->packet_size);
 123         return AVERROR(EIO);
 124     }
 125     s->buf = av_malloc(s1->packet_size);
 126     if (s->buf == NULL) {
 127         return AVERROR(ENOMEM);
 128     }
 129     s->max_payload_size = s1->packet_size - 12;
 130
 131     s->max_frames_per_packet = 0;
 132     if (s1->max_delay > 0) {
 133         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 134             int frame_size = av_get_audio_frame_duration(st->codec, 0);
 135             if (!frame_size)
 136                 frame_size = st->codec->frame_size;
 137             if (frame_size == 0) {
 138                 av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Cannot respect max delay: frame size = 0\n");
 139             } else {
 140                 s->max_frames_per_packet =
 141                         av_rescale_q_rnd(s1->max_delay,
 142                                          AV_TIME_BASE_Q,
 143                                          (AVRational){ frame_size, st->codec->sample_rate },
 144                                          AV_ROUND_DOWN);
 145             }
 146         }
 147         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 148             /* FIXME: We should round down here... */
 149             s->max_frames_per_packet = av_rescale_q(s1->max_delay, (AVRational){1, 1000000}, st->codec->time_base);
 150         }
 151     }
 152
 153     avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 90000);
 154     switch(st->codec->codec_id) {
 155     case CODEC_ID_MP2:
 156     case CODEC_ID_MP3:
 157         s->buf_ptr = s->buf + 4;
 158         break;
 159     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 160     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 161         break;
 162     case CODEC_ID_MPEG2TS:
 163         n = s->max_payload_size / TS_PACKET_SIZE;
 164         if (n < 1)
 165             n = 1;
 166         s->max_payload_size = n * TS_PACKET_SIZE;
 167         s->buf_ptr = s->buf;
 168         break;
 169     case CODEC_ID_H264:
 170         /* check for H.264 MP4 syntax */
 171         if (st->codec->extradata_size > 4 && st->codec->extradata[0] == 1) {
 172             s->nal_length_size = (st->codec->extradata[4] & 0x03) + 1;
 173         }
 174         break;
 175     case CODEC_ID_VORBIS:
 176     case CODEC_ID_THEORA:
 177         if (!s->max_frames_per_packet) s->max_frames_per_packet = 15;
 178         s->max_frames_per_packet = av_clip(s->max_frames_per_packet, 1, 15);
 179         s->max_payload_size -= 6; // ident+frag+tdt/vdt+pkt_num+pkt_length
 180         s->num_frames = 0;
 181         goto defaultcase;
 182     case CODEC_ID_VP8:
 183         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP VP8 payload implementation is "
 184                                  "incompatible with the latest spec drafts.\n");
 185         break;
 186     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
 187         /* Due to a historical error, the clock rate for G722 in RTP is
 188          * 8000, even if the sample rate is 16000. See RFC 3551. */
 189         avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 8000);
 190         break;
 191     case CODEC_ID_ILBC:
 192         if (st->codec->block_align != 38 && st->codec->block_align != 50) {
 193             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Incorrect iLBC block size specified\n");
 194             goto fail;
 195         }
 196         if (!s->max_frames_per_packet)
 197             s->max_frames_per_packet = 1;
 198         s->max_frames_per_packet = FFMIN(s->max_frames_per_packet,
 199                                          s->max_payload_size / st->codec->block_align);
 200         goto defaultcase;
 201     case CODEC_ID_AMR_NB:
 202     case CODEC_ID_AMR_WB:
 203         if (!s->max_frames_per_packet)
 204             s->max_frames_per_packet = 12;
 205         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AMR_NB)
 206             n = 31;
 207         else
 208             n = 61;
 209         /* max_header_toc_size + the largest AMR payload must fit */
 210         if (1 + s->max_frames_per_packet + n > s->max_payload_size) {
 211             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP max payload size too small for AMR\n");
 212             goto fail;
 213         }
 214         if (st->codec->channels != 1) {
 215             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only mono is supported\n");
 216             goto fail;
 217         }
 218     case CODEC_ID_AAC:
 219         s->num_frames = 0;
 220     default:
 221 defaultcase:
 222         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 223             avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
 224         }
 225         s->buf_ptr = s->buf;
 226         break;
 227     }
 228
 229     return 0;
 230
 231 fail:
 232     av_freep(&s->buf);
 233     return AVERROR(EINVAL);
 234 }
 235
 236 /* send an rtcp sender report packet */
 237 static void rtcp_send_sr(AVFormatContext *s1, int64_t ntp_time)
 238 {
 239     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 240     uint32_t rtp_ts;
 241
 242     av_dlog(s1, "RTCP: %02x %"PRIx64" %x\n", s->payload_type, ntp_time, s->timestamp);
 243
 244     s->last_rtcp_ntp_time = ntp_time;
 245     rtp_ts = av_rescale_q(ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, (AVRational){1, 1000000},
 246                           s1->streams[0]->time_base) + s->base_timestamp;
 247     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
 248     avio_w8(s1->pb, RTCP_SR);
 249     avio_wb16(s1->pb, 6); /* length in words - 1 */
 250     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
 251     avio_wb32(s1->pb, ntp_time / 1000000);
 252     avio_wb32(s1->pb, ((ntp_time % 1000000) << 32) / 1000000);
 253     avio_wb32(s1->pb, rtp_ts);
 254     avio_wb32(s1->pb, s->packet_count);
 255     avio_wb32(s1->pb, s->octet_count);
 256     avio_flush(s1->pb);
 257 }
 258
 259 /* send an rtp packet. sequence number is incremented, but the caller
 260    must update the timestamp itself */
 261 void ff_rtp_send_data(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf1, int len, int m)
 262 {
 263     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 264
 265     av_dlog(s1, "rtp_send_data size=%d\n", len);
 266
 267     /* build the RTP header */
 268     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
 269     avio_w8(s1->pb, (s->payload_type & 0x7f) | ((m & 0x01) << 7));
 270     avio_wb16(s1->pb, s->seq);
 271     avio_wb32(s1->pb, s->timestamp);
 272     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
 273
 274     avio_write(s1->pb, buf1, len);
 275     avio_flush(s1->pb);
 276
 277     s->seq++;
 278     s->octet_count += len;
 279     s->packet_count++;
 280 }
 281
 282 /* send an integer number of samples and compute time stamp and fill
 283    the rtp send buffer before sending. */
 284 static void rtp_send_samples(AVFormatContext *s1,
 285                              const uint8_t *buf1, int size, int sample_size_bits)
 286 {
 287     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 288     int len, max_packet_size, n;
 289     /* Calculate the number of bytes to get samples aligned on a byte border */
 290     int aligned_samples_size = sample_size_bits/av_gcd(sample_size_bits, 8);
 291
 292     max_packet_size = (s->max_payload_size / aligned_samples_size) * aligned_samples_size;
 293     /* Not needed, but who knows. Don't check if samples aren't an even number of bytes. */
 294     if ((sample_size_bits % 8) == 0 && ((8 * size) % sample_size_bits) != 0)
 295         av_abort();
 296     n = 0;
 297     while (size > 0) {
 298         s->buf_ptr = s->buf;
 299         len = FFMIN(max_packet_size, size);
 300
 301         /* copy data */
 302         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
 303         s->buf_ptr += len;
 304         buf1 += len;
 305         size -= len;
 306         s->timestamp = s->cur_timestamp + n * 8 / sample_size_bits;
 307         ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
 308         n += (s->buf_ptr - s->buf);
 309     }
 310 }
 311
 312 static void rtp_send_mpegaudio(AVFormatContext *s1,
 313                                const uint8_t *buf1, int size)
 314 {
 315     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 316     int len, count, max_packet_size;
 317
 318     max_packet_size = s->max_payload_size;
 319
 320     /* test if we must flush because not enough space */
 321     len = (s->buf_ptr - s->buf);
 322     if ((len + size) > max_packet_size) {
 323         if (len > 4) {
 324             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
 325             s->buf_ptr = s->buf + 4;
 326         }
 327     }
 328     if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
 329         s->timestamp = s->cur_timestamp;
 330     }
 331
 332     /* add the packet */
 333     if (size > max_packet_size) {
 334         /* big packet: fragment */
 335         count = 0;
 336         while (size > 0) {
 337             len = max_packet_size - 4;
 338             if (len > size)
 339                 len = size;
 340             /* build fragmented packet */
 341             s->buf[0] = 0;
 342             s->buf[1] = 0;
 343             s->buf[2] = count >> 8;
 344             s->buf[3] = count;
 345             memcpy(s->buf + 4, buf1, len);
 346             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, len + 4, 0);
 347             size -= len;
 348             buf1 += len;
 349             count += len;
 350         }
 351     } else {
 352         if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
 353             /* no fragmentation possible */
 354             s->buf[0] = 0;
 355             s->buf[1] = 0;
 356             s->buf[2] = 0;
 357             s->buf[3] = 0;
 358         }
 359         memcpy(s->buf_ptr, buf1, size);
 360         s->buf_ptr += size;
 361     }
 362 }
 363
 364 static void rtp_send_raw(AVFormatContext *s1,
 365                          const uint8_t *buf1, int size)
 366 {
 367     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 368     int len, max_packet_size;
 369
 370     max_packet_size = s->max_payload_size;
 371
 372     while (size > 0) {
 373         len = max_packet_size;
 374         if (len > size)
 375             len = size;
 376
 377         s->timestamp = s->cur_timestamp;
 378         ff_rtp_send_data(s1, buf1, len, (len == size));
 379
 380         buf1 += len;
 381         size -= len;
 382     }
 383 }
 384
 385 /* NOTE: size is assumed to be an integer multiple of TS_PACKET_SIZE */
 386 static void rtp_send_mpegts_raw(AVFormatContext *s1,
 387                                 const uint8_t *buf1, int size)
 388 {
 389     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 390     int len, out_len;
 391
 392     while (size >= TS_PACKET_SIZE) {
 393         len = s->max_payload_size - (s->buf_ptr - s->buf);
 394         if (len > size)
 395             len = size;
 396         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
 397         buf1 += len;
 398         size -= len;
 399         s->buf_ptr += len;
 400
 401         out_len = s->buf_ptr - s->buf;
 402         if (out_len >= s->max_payload_size) {
 403             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, out_len, 0);
 404             s->buf_ptr = s->buf;
 405         }
 406     }
 407 }
 408
 409 static int rtp_send_ilbc(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf, int size)
 410 {
 411     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 412     AVStream *st = s1->streams[0];
 413     int frame_duration = av_get_audio_frame_duration(st->codec, 0);
 414     int frame_size = st->codec->block_align;
 415     int frames = size / frame_size;
 416
 417     while (frames > 0) {
 418         int n = FFMIN(s->max_frames_per_packet - s->num_frames, frames);
 419
 420         if (!s->num_frames) {
 421             s->buf_ptr = s->buf;
 422             s->timestamp = s->cur_timestamp;
 423         }
 424         memcpy(s->buf_ptr, buf, n * frame_size);
 425         frames           -= n;
 426         s->num_frames    += n;
 427         s->buf_ptr       += n * frame_size;
 428         buf              += n * frame_size;
 429         s->cur_timestamp += n * frame_duration;
 430
 431         if (s->num_frames == s->max_frames_per_packet) {
 432             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 1);
 433             s->num_frames = 0;
 434         }
 435     }
 436     return 0;
 437 }
 438
 439 static int rtp_write_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 440 {
 441     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 442     AVStream *st = s1->streams[0];
 443     int rtcp_bytes;
 444     int size= pkt->size;
 445
 446     av_dlog(s1, "%d: write len=%d\n", pkt->stream_index, size);
 447
 448     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
 449         RTCP_TX_RATIO_DEN;
 450     if ((s->first_packet || ((rtcp_bytes >= RTCP_SR_SIZE) &&
 451                             (ff_ntp_time() - s->last_rtcp_ntp_time > 5000000))) &&
 452         !(s->flags & FF_RTP_FLAG_SKIP_RTCP)) {
 453         rtcp_send_sr(s1, ff_ntp_time());
 454         s->last_octet_count = s->octet_count;
 455         s->first_packet = 0;
 456     }
 457     s->cur_timestamp = s->base_timestamp + pkt->pts;
 458
 459     switch(st->codec->codec_id) {
 460     case CODEC_ID_PCM_MULAW:
 461     case CODEC_ID_PCM_ALAW:
 462     case CODEC_ID_PCM_U8:
 463     case CODEC_ID_PCM_S8:
 464         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
 465         break;
 466     case CODEC_ID_PCM_U16BE:
 467     case CODEC_ID_PCM_U16LE:
 468     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
 469     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
 470         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 16 * st->codec->channels);
 471         break;
 472     case CODEC_ID_ADPCM_G722:
 473         /* The actual sample size is half a byte per sample, but since the
 474          * stream clock rate is 8000 Hz while the sample rate is 16000 Hz,
 475          * the correct parameter for send_samples_bits is 8 bits per stream
 476          * clock. */
 477         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
 478         break;
 479     case CODEC_ID_ADPCM_G726:
 480         rtp_send_samples(s1, pkt->data, size,
 481                          st->codec->bits_per_coded_sample * st->codec->channels);
 482         break;
 483     case CODEC_ID_MP2:
 484     case CODEC_ID_MP3:
 485         rtp_send_mpegaudio(s1, pkt->data, size);
 486         break;
 487     case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 488     case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 489         ff_rtp_send_mpegvideo(s1, pkt->data, size);
 490         break;
 491     case CODEC_ID_AAC:
 492         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_MP4A_LATM)
 493             ff_rtp_send_latm(s1, pkt->data, size);
 494         else
 495             ff_rtp_send_aac(s1, pkt->data, size);
 496         break;
 497     case CODEC_ID_AMR_NB:
 498     case CODEC_ID_AMR_WB:
 499         ff_rtp_send_amr(s1, pkt->data, size);
 500         break;
 501     case CODEC_ID_MPEG2TS:
 502         rtp_send_mpegts_raw(s1, pkt->data, size);
 503         break;
 504     case CODEC_ID_H264:
 505         ff_rtp_send_h264(s1, pkt->data, size);
 506         break;
 507     case CODEC_ID_H263:
 508         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_RFC2190) {
 509             int mb_info_size = 0;
 510             const uint8_t *mb_info =
 511                 av_packet_get_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_H263_MB_INFO,
 512                                         &mb_info_size);
 513             ff_rtp_send_h263_rfc2190(s1, pkt->data, size, mb_info, mb_info_size);
 514             break;
 515         }
 516         /* Fallthrough */
 517     case CODEC_ID_H263P:
 518         ff_rtp_send_h263(s1, pkt->data, size);
 519         break;
 520     case CODEC_ID_VORBIS:
 521     case CODEC_ID_THEORA:
 522         ff_rtp_send_xiph(s1, pkt->data, size);
 523         break;
 524     case CODEC_ID_VP8:
 525         ff_rtp_send_vp8(s1, pkt->data, size);
 526         break;
 527     case CODEC_ID_ILBC:
 528         rtp_send_ilbc(s1, pkt->data, size);
 529         break;
 530     default:
 531         /* better than nothing : send the codec raw data */
 532         rtp_send_raw(s1, pkt->data, size);
 533         break;
 534     }
 535     return 0;
 536 }
 537
 538 static int rtp_write_trailer(AVFormatContext *s1)
 539 {
 540     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 541
 542     av_freep(&s->buf);
 543
 544     return 0;
 545 }
 546
 547 AVOutputFormat ff_rtp_muxer = {
 548     .name              = "rtp",
 549     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RTP output format"),
 550     .priv_data_size    = sizeof(RTPMuxContext),
 551     .audio_codec       = CODEC_ID_PCM_MULAW,
 552     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG4,
 553     .write_header      = rtp_write_header,
 554     .write_packet      = rtp_write_packet,
 555     .write_trailer     = rtp_write_trailer,
 556     .priv_class        = &rtp_muxer_class,
 557 };