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_VP8:
 185         av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP VP8 payload implementation is "
 186                                  "incompatible with the latest spec drafts.\n");
 187         break;
 188     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G722:
 189         /* Due to a historical error, the clock rate for G722 in RTP is
 190          * 8000, even if the sample rate is 16000. See RFC 3551. */
 191         avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, 8000);
 192         break;
 193     case AV_CODEC_ID_ILBC:
 194         if (st->codec->block_align != 38 && st->codec->block_align != 50) {
 195             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Incorrect iLBC block size specified\n");
 196             goto fail;
 197         }
 198         if (!s->max_frames_per_packet)
 199             s->max_frames_per_packet = 1;
 200         s->max_frames_per_packet = FFMIN(s->max_frames_per_packet,
 201                                          s->max_payload_size / st->codec->block_align);
 202         goto defaultcase;
 203     case AV_CODEC_ID_AMR_NB:
 204     case AV_CODEC_ID_AMR_WB:
 205         if (!s->max_frames_per_packet)
 206             s->max_frames_per_packet = 12;
 207         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_AMR_NB)
 208             n = 31;
 209         else
 210             n = 61;
 211         /* max_header_toc_size + the largest AMR payload must fit */
 212         if (1 + s->max_frames_per_packet + n > s->max_payload_size) {
 213             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "RTP max payload size too small for AMR\n");
 214             goto fail;
 215         }
 216         if (st->codec->channels != 1) {
 217             av_log(s1, AV_LOG_ERROR, "Only mono is supported\n");
 218             goto fail;
 219         }
 220     case AV_CODEC_ID_AAC:
 221         s->num_frames = 0;
 222     default:
 223 defaultcase:
 224         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 225             avpriv_set_pts_info(st, 32, 1, st->codec->sample_rate);
 226         }
 227         s->buf_ptr = s->buf;
 228         break;
 229     }
 230
 231     return 0;
 232
 233 fail:
 234     av_freep(&s->buf);
 235     return AVERROR(EINVAL);
 236 }
 237
 238 /* send an rtcp sender report packet */
 239 static void rtcp_send_sr(AVFormatContext *s1, int64_t ntp_time)
 240 {
 241     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 242     uint32_t rtp_ts;
 243
 244     av_dlog(s1, "RTCP: %02x %"PRIx64" %x\n", s->payload_type, ntp_time, s->timestamp);
 245
 246     s->last_rtcp_ntp_time = ntp_time;
 247     rtp_ts = av_rescale_q(ntp_time - s->first_rtcp_ntp_time, (AVRational){1, 1000000},
 248                           s1->streams[0]->time_base) + s->base_timestamp;
 249     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
 250     avio_w8(s1->pb, RTCP_SR);
 251     avio_wb16(s1->pb, 6); /* length in words - 1 */
 252     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
 253     avio_wb32(s1->pb, ntp_time / 1000000);
 254     avio_wb32(s1->pb, ((ntp_time % 1000000) << 32) / 1000000);
 255     avio_wb32(s1->pb, rtp_ts);
 256     avio_wb32(s1->pb, s->packet_count);
 257     avio_wb32(s1->pb, s->octet_count);
 258     avio_flush(s1->pb);
 259 }
 260
 261 /* send an rtp packet. sequence number is incremented, but the caller
 262    must update the timestamp itself */
 263 void ff_rtp_send_data(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf1, int len, int m)
 264 {
 265     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 266
 267     av_dlog(s1, "rtp_send_data size=%d\n", len);
 268
 269     /* build the RTP header */
 270     avio_w8(s1->pb, (RTP_VERSION << 6));
 271     avio_w8(s1->pb, (s->payload_type & 0x7f) | ((m & 0x01) << 7));
 272     avio_wb16(s1->pb, s->seq);
 273     avio_wb32(s1->pb, s->timestamp);
 274     avio_wb32(s1->pb, s->ssrc);
 275
 276     avio_write(s1->pb, buf1, len);
 277     avio_flush(s1->pb);
 278
 279     s->seq++;
 280     s->octet_count += len;
 281     s->packet_count++;
 282 }
 283
 284 /* send an integer number of samples and compute time stamp and fill
 285    the rtp send buffer before sending. */
 286 static int rtp_send_samples(AVFormatContext *s1,
 287                             const uint8_t *buf1, int size, int sample_size_bits)
 288 {
 289     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 290     int len, max_packet_size, n;
 291     /* Calculate the number of bytes to get samples aligned on a byte border */
 292     int aligned_samples_size = sample_size_bits/av_gcd(sample_size_bits, 8);
 293
 294     max_packet_size = (s->max_payload_size / aligned_samples_size) * aligned_samples_size;
 295     /* Not needed, but who knows. Don't check if samples aren't an even number of bytes. */
 296     if ((sample_size_bits % 8) == 0 && ((8 * size) % sample_size_bits) != 0)
 297         return AVERROR(EINVAL);
 298     n = 0;
 299     while (size > 0) {
 300         s->buf_ptr = s->buf;
 301         len = FFMIN(max_packet_size, size);
 302
 303         /* copy data */
 304         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
 305         s->buf_ptr += len;
 306         buf1 += len;
 307         size -= len;
 308         s->timestamp = s->cur_timestamp + n * 8 / sample_size_bits;
 309         ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
 310         n += (s->buf_ptr - s->buf);
 311     }
 312     return 0;
 313 }
 314
 315 static void rtp_send_mpegaudio(AVFormatContext *s1,
 316                                const uint8_t *buf1, int size)
 317 {
 318     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 319     int len, count, max_packet_size;
 320
 321     max_packet_size = s->max_payload_size;
 322
 323     /* test if we must flush because not enough space */
 324     len = (s->buf_ptr - s->buf);
 325     if ((len + size) > max_packet_size) {
 326         if (len > 4) {
 327             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 0);
 328             s->buf_ptr = s->buf + 4;
 329         }
 330     }
 331     if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
 332         s->timestamp = s->cur_timestamp;
 333     }
 334
 335     /* add the packet */
 336     if (size > max_packet_size) {
 337         /* big packet: fragment */
 338         count = 0;
 339         while (size > 0) {
 340             len = max_packet_size - 4;
 341             if (len > size)
 342                 len = size;
 343             /* build fragmented packet */
 344             s->buf[0] = 0;
 345             s->buf[1] = 0;
 346             s->buf[2] = count >> 8;
 347             s->buf[3] = count;
 348             memcpy(s->buf + 4, buf1, len);
 349             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, len + 4, 0);
 350             size -= len;
 351             buf1 += len;
 352             count += len;
 353         }
 354     } else {
 355         if (s->buf_ptr == s->buf + 4) {
 356             /* no fragmentation possible */
 357             s->buf[0] = 0;
 358             s->buf[1] = 0;
 359             s->buf[2] = 0;
 360             s->buf[3] = 0;
 361         }
 362         memcpy(s->buf_ptr, buf1, size);
 363         s->buf_ptr += size;
 364     }
 365 }
 366
 367 static void rtp_send_raw(AVFormatContext *s1,
 368                          const uint8_t *buf1, int size)
 369 {
 370     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 371     int len, max_packet_size;
 372
 373     max_packet_size = s->max_payload_size;
 374
 375     while (size > 0) {
 376         len = max_packet_size;
 377         if (len > size)
 378             len = size;
 379
 380         s->timestamp = s->cur_timestamp;
 381         ff_rtp_send_data(s1, buf1, len, (len == size));
 382
 383         buf1 += len;
 384         size -= len;
 385     }
 386 }
 387
 388 /* NOTE: size is assumed to be an integer multiple of TS_PACKET_SIZE */
 389 static void rtp_send_mpegts_raw(AVFormatContext *s1,
 390                                 const uint8_t *buf1, int size)
 391 {
 392     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 393     int len, out_len;
 394
 395     while (size >= TS_PACKET_SIZE) {
 396         len = s->max_payload_size - (s->buf_ptr - s->buf);
 397         if (len > size)
 398             len = size;
 399         memcpy(s->buf_ptr, buf1, len);
 400         buf1 += len;
 401         size -= len;
 402         s->buf_ptr += len;
 403
 404         out_len = s->buf_ptr - s->buf;
 405         if (out_len >= s->max_payload_size) {
 406             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, out_len, 0);
 407             s->buf_ptr = s->buf;
 408         }
 409     }
 410 }
 411
 412 static int rtp_send_ilbc(AVFormatContext *s1, const uint8_t *buf, int size)
 413 {
 414     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 415     AVStream *st = s1->streams[0];
 416     int frame_duration = av_get_audio_frame_duration(st->codec, 0);
 417     int frame_size = st->codec->block_align;
 418     int frames = size / frame_size;
 419
 420     while (frames > 0) {
 421         int n = FFMIN(s->max_frames_per_packet - s->num_frames, frames);
 422
 423         if (!s->num_frames) {
 424             s->buf_ptr = s->buf;
 425             s->timestamp = s->cur_timestamp;
 426         }
 427         memcpy(s->buf_ptr, buf, n * frame_size);
 428         frames           -= n;
 429         s->num_frames    += n;
 430         s->buf_ptr       += n * frame_size;
 431         buf              += n * frame_size;
 432         s->cur_timestamp += n * frame_duration;
 433
 434         if (s->num_frames == s->max_frames_per_packet) {
 435             ff_rtp_send_data(s1, s->buf, s->buf_ptr - s->buf, 1);
 436             s->num_frames = 0;
 437         }
 438     }
 439     return 0;
 440 }
 441
 442 static int rtp_write_packet(AVFormatContext *s1, AVPacket *pkt)
 443 {
 444     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 445     AVStream *st = s1->streams[0];
 446     int rtcp_bytes;
 447     int size= pkt->size;
 448
 449     av_dlog(s1, "%d: write len=%d\n", pkt->stream_index, size);
 450
 451     rtcp_bytes = ((s->octet_count - s->last_octet_count) * RTCP_TX_RATIO_NUM) /
 452         RTCP_TX_RATIO_DEN;
 453     if ((s->first_packet || ((rtcp_bytes >= RTCP_SR_SIZE) &&
 454                             (ff_ntp_time() - s->last_rtcp_ntp_time > 5000000))) &&
 455         !(s->flags & FF_RTP_FLAG_SKIP_RTCP)) {
 456         rtcp_send_sr(s1, ff_ntp_time());
 457         s->last_octet_count = s->octet_count;
 458         s->first_packet = 0;
 459     }
 460     s->cur_timestamp = s->base_timestamp + pkt->pts;
 461
 462     switch(st->codec->codec_id) {
 463     case AV_CODEC_ID_PCM_MULAW:
 464     case AV_CODEC_ID_PCM_ALAW:
 465     case AV_CODEC_ID_PCM_U8:
 466     case AV_CODEC_ID_PCM_S8:
 467         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
 468     case AV_CODEC_ID_PCM_U16BE:
 469     case AV_CODEC_ID_PCM_U16LE:
 470     case AV_CODEC_ID_PCM_S16BE:
 471     case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
 472         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 16 * st->codec->channels);
 473     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G722:
 474         /* The actual sample size is half a byte per sample, but since the
 475          * stream clock rate is 8000 Hz while the sample rate is 16000 Hz,
 476          * the correct parameter for send_samples_bits is 8 bits per stream
 477          * clock. */
 478         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size, 8 * st->codec->channels);
 479     case AV_CODEC_ID_ADPCM_G726:
 480         return rtp_send_samples(s1, pkt->data, size,
 481                                 st->codec->bits_per_coded_sample * st->codec->channels);
 482     case AV_CODEC_ID_MP2:
 483     case AV_CODEC_ID_MP3:
 484         rtp_send_mpegaudio(s1, pkt->data, size);
 485         break;
 486     case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 487     case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 488         ff_rtp_send_mpegvideo(s1, pkt->data, size);
 489         break;
 490     case AV_CODEC_ID_AAC:
 491         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_MP4A_LATM)
 492             ff_rtp_send_latm(s1, pkt->data, size);
 493         else
 494             ff_rtp_send_aac(s1, pkt->data, size);
 495         break;
 496     case AV_CODEC_ID_AMR_NB:
 497     case AV_CODEC_ID_AMR_WB:
 498         ff_rtp_send_amr(s1, pkt->data, size);
 499         break;
 500     case AV_CODEC_ID_MPEG2TS:
 501         rtp_send_mpegts_raw(s1, pkt->data, size);
 502         break;
 503     case AV_CODEC_ID_H264:
 504         ff_rtp_send_h264(s1, pkt->data, size);
 505         break;
 506     case AV_CODEC_ID_H263:
 507         if (s->flags & FF_RTP_FLAG_RFC2190) {
 508             int mb_info_size = 0;
 509             const uint8_t *mb_info =
 510                 av_packet_get_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_H263_MB_INFO,
 511                                         &mb_info_size);
 512             ff_rtp_send_h263_rfc2190(s1, pkt->data, size, mb_info, mb_info_size);
 513             break;
 514         }
 515         /* Fallthrough */
 516     case AV_CODEC_ID_H263P:
 517         ff_rtp_send_h263(s1, pkt->data, size);
 518         break;
 519     case AV_CODEC_ID_VORBIS:
 520     case AV_CODEC_ID_THEORA:
 521         ff_rtp_send_xiph(s1, pkt->data, size);
 522         break;
 523     case AV_CODEC_ID_VP8:
 524         ff_rtp_send_vp8(s1, pkt->data, size);
 525         break;
 526     case AV_CODEC_ID_ILBC:
 527         rtp_send_ilbc(s1, pkt->data, size);
 528         break;
 529     case AV_CODEC_ID_MJPEG:
 530         ff_rtp_send_jpeg(s1, pkt->data, size);
 531         break;
 532     default:
 533         /* better than nothing : send the codec raw data */
 534         rtp_send_raw(s1, pkt->data, size);
 535         break;
 536     }
 537     return 0;
 538 }
 539
 540 static int rtp_write_trailer(AVFormatContext *s1)
 541 {
 542     RTPMuxContext *s = s1->priv_data;
 543
 544     av_freep(&s->buf);
 545
 546     return 0;
 547 }
 548
 549 AVOutputFormat ff_rtp_muxer = {
 550     .name              = "rtp",
 551     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("RTP output"),
 552     .priv_data_size    = sizeof(RTPMuxContext),
 553     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_PCM_MULAW,
 554     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG4,
 555     .write_header      = rtp_write_header,
 556     .write_packet      = rtp_write_packet,
 557     .write_trailer     = rtp_write_trailer,
 558     .priv_class        = &rtp_muxer_class,
 559 };