libavformat/mpegtsenc.c

   1 /*
   2  * MPEG2 transport stream (aka DVB) muxer
   3  * Copyright (c) 2003 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 "libavutil/bswap.h"
  23 #include "libavutil/crc.h"
  24 #include "libavutil/dict.h"
  25 #include "libavutil/mathematics.h"
  26 #include "libavutil/opt.h"
  27 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
  28 #include "avformat.h"
  29 #include "internal.h"
  30 #include "mpegts.h"
  31 #include "adts.h"
  32
  33 #define PCR_TIME_BASE 27000000
  34
  35 /* write DVB SI sections */
  36
  37 /*********************************************/
  38 /* mpegts section writer */
  39
  40 typedef struct MpegTSSection {
  41     int pid;
  42     int cc;
  43     void (*write_packet)(struct MpegTSSection *s, const uint8_t *packet);
  44     void *opaque;
  45 } MpegTSSection;
  46
  47 typedef struct MpegTSService {
  48     MpegTSSection pmt; /* MPEG2 pmt table context */
  49     int sid;           /* service ID */
  50     char *name;
  51     char *provider_name;
  52     int pcr_pid;
  53     int pcr_packet_count;
  54     int pcr_packet_period;
  55 } MpegTSService;
  56
  57 typedef struct MpegTSWrite {
  58     const AVClass *av_class;
  59     MpegTSSection pat; /* MPEG2 pat table */
  60     MpegTSSection sdt; /* MPEG2 sdt table context */
  61     MpegTSService **services;
  62     int sdt_packet_count;
  63     int sdt_packet_period;
  64     int pat_packet_count;
  65     int pat_packet_period;
  66     int nb_services;
  67     int onid;
  68     int tsid;
  69     int64_t first_pcr;
  70     int mux_rate; ///< set to 1 when VBR
  71
  72     int transport_stream_id;
  73     int original_network_id;
  74     int service_id;
  75
  76     int pmt_start_pid;
  77     int start_pid;
  78 } MpegTSWrite;
  79
  80 static const AVOption options[] = {
  81     { "mpegts_transport_stream_id", "Set transport_stream_id field.",
  82       offsetof(MpegTSWrite, transport_stream_id), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  83     { "mpegts_original_network_id", "Set original_network_id field.",
  84       offsetof(MpegTSWrite, original_network_id), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  85     { "mpegts_service_id", "Set service_id field.",
  86       offsetof(MpegTSWrite, service_id), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0001 }, 0x0001, 0xffff, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  87     { "mpegts_pmt_start_pid", "Set the first pid of the PMT.",
  88       offsetof(MpegTSWrite, pmt_start_pid), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x1000 }, 0x1000, 0x1f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  89     { "mpegts_start_pid", "Set the first pid.",
  90       offsetof(MpegTSWrite, start_pid), FF_OPT_TYPE_INT, {.dbl = 0x0100 }, 0x0100, 0x0f00, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM},
  91     { NULL },
  92 };
  93
  94 static const AVClass mpegts_muxer_class = {
  95     .class_name     = "MPEGTS muxer",
  96     .item_name      = av_default_item_name,
  97     .option         = options,
  98     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
  99 };
 100
 101 /* NOTE: 4 bytes must be left at the end for the crc32 */
 102 static void mpegts_write_section(MpegTSSection *s, uint8_t *buf, int len)
 103 {
 104     unsigned int crc;
 105     unsigned char packet[TS_PACKET_SIZE];
 106     const unsigned char *buf_ptr;
 107     unsigned char *q;
 108     int first, b, len1, left;
 109
 110     crc = av_bswap32(av_crc(av_crc_get_table(AV_CRC_32_IEEE), -1, buf, len - 4));
 111     buf[len - 4] = (crc >> 24) & 0xff;
 112     buf[len - 3] = (crc >> 16) & 0xff;
 113     buf[len - 2] = (crc >> 8) & 0xff;
 114     buf[len - 1] = (crc) & 0xff;
 115
 116     /* send each packet */
 117     buf_ptr = buf;
 118     while (len > 0) {
 119         first = (buf == buf_ptr);
 120         q = packet;
 121         *q++ = 0x47;
 122         b = (s->pid >> 8);
 123         if (first)
 124             b |= 0x40;
 125         *q++ = b;
 126         *q++ = s->pid;
 127         s->cc = (s->cc + 1) & 0xf;
 128         *q++ = 0x10 | s->cc;
 129         if (first)
 130             *q++ = 0; /* 0 offset */
 131         len1 = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 132         if (len1 > len)
 133             len1 = len;
 134         memcpy(q, buf_ptr, len1);
 135         q += len1;
 136         /* add known padding data */
 137         left = TS_PACKET_SIZE - (q - packet);
 138         if (left > 0)
 139             memset(q, 0xff, left);
 140
 141         s->write_packet(s, packet);
 142
 143         buf_ptr += len1;
 144         len -= len1;
 145     }
 146 }
 147
 148 static inline void put16(uint8_t **q_ptr, int val)
 149 {
 150     uint8_t *q;
 151     q = *q_ptr;
 152     *q++ = val >> 8;
 153     *q++ = val;
 154     *q_ptr = q;
 155 }
 156
 157 static int mpegts_write_section1(MpegTSSection *s, int tid, int id,
 158                           int version, int sec_num, int last_sec_num,
 159                           uint8_t *buf, int len)
 160 {
 161     uint8_t section[1024], *q;
 162     unsigned int tot_len;
 163     /* reserved_future_use field must be set to 1 for SDT */
 164     unsigned int flags = tid == SDT_TID ? 0xf000 : 0xb000;
 165
 166     tot_len = 3 + 5 + len + 4;
 167     /* check if not too big */
 168     if (tot_len > 1024)
 169         return -1;
 170
 171     q = section;
 172     *q++ = tid;
 173     put16(&q, flags | (len + 5 + 4)); /* 5 byte header + 4 byte CRC */
 174     put16(&q, id);
 175     *q++ = 0xc1 | (version << 1); /* current_next_indicator = 1 */
 176     *q++ = sec_num;
 177     *q++ = last_sec_num;
 178     memcpy(q, buf, len);
 179
 180     mpegts_write_section(s, section, tot_len);
 181     return 0;
 182 }
 183
 184 /*********************************************/
 185 /* mpegts writer */
 186
 187 #define DEFAULT_PROVIDER_NAME   "FFmpeg"
 188 #define DEFAULT_SERVICE_NAME    "Service01"
 189
 190 /* a PES packet header is generated every DEFAULT_PES_HEADER_FREQ packets */
 191 #define DEFAULT_PES_HEADER_FREQ 16
 192 #define DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE ((DEFAULT_PES_HEADER_FREQ - 1) * 184 + 170)
 193
 194 /* we retransmit the SI info at this rate */
 195 #define SDT_RETRANS_TIME 500
 196 #define PAT_RETRANS_TIME 100
 197 #define PCR_RETRANS_TIME 20
 198
 199 typedef struct MpegTSWriteStream {
 200     struct MpegTSService *service;
 201     int pid; /* stream associated pid */
 202     int cc;
 203     int payload_index;
 204     int first_pts_check; ///< first pts check needed
 205     int64_t payload_pts;
 206     int64_t payload_dts;
 207     int payload_flags;
 208     uint8_t payload[DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE];
 209     ADTSContext *adts;
 210 } MpegTSWriteStream;
 211
 212 static void mpegts_write_pat(AVFormatContext *s)
 213 {
 214     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 215     MpegTSService *service;
 216     uint8_t data[1012], *q;
 217     int i;
 218
 219     q = data;
 220     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 221         service = ts->services[i];
 222         put16(&q, service->sid);
 223         put16(&q, 0xe000 | service->pmt.pid);
 224     }
 225     mpegts_write_section1(&ts->pat, PAT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 226                           data, q - data);
 227 }
 228
 229 static void mpegts_write_pmt(AVFormatContext *s, MpegTSService *service)
 230 {
 231     //    MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 232     uint8_t data[1012], *q, *desc_length_ptr, *program_info_length_ptr;
 233     int val, stream_type, i;
 234
 235     q = data;
 236     put16(&q, 0xe000 | service->pcr_pid);
 237
 238     program_info_length_ptr = q;
 239     q += 2; /* patched after */
 240
 241     /* put program info here */
 242
 243     val = 0xf000 | (q - program_info_length_ptr - 2);
 244     program_info_length_ptr[0] = val >> 8;
 245     program_info_length_ptr[1] = val;
 246
 247     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 248         AVStream *st = s->streams[i];
 249         MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 250         AVDictionaryEntry *lang = av_dict_get(st->metadata, "language", NULL,0);
 251         switch(st->codec->codec_id) {
 252         case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 253         case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 254             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2;
 255             break;
 256         case CODEC_ID_MPEG4:
 257             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4;
 258             break;
 259         case CODEC_ID_H264:
 260             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_H264;
 261             break;
 262         case CODEC_ID_DIRAC:
 263             stream_type = STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC;
 264             break;
 265         case CODEC_ID_MP2:
 266         case CODEC_ID_MP3:
 267             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1;
 268             break;
 269         case CODEC_ID_AAC:
 270             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC;
 271             break;
 272         case CODEC_ID_AAC_LATM:
 273             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AAC_LATM;
 274             break;
 275         case CODEC_ID_AC3:
 276             stream_type = STREAM_TYPE_AUDIO_AC3;
 277             break;
 278         default:
 279             stream_type = STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA;
 280             break;
 281         }
 282         *q++ = stream_type;
 283         put16(&q, 0xe000 | ts_st->pid);
 284         desc_length_ptr = q;
 285         q += 2; /* patched after */
 286
 287         /* write optional descriptors here */
 288         switch(st->codec->codec_type) {
 289         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 290             if (lang) {
 291                 char *p;
 292                 char *next = lang->value;
 293                 uint8_t *len_ptr;
 294
 295                 *q++ = 0x0a; /* ISO 639 language descriptor */
 296                 len_ptr = q++;
 297                 *len_ptr = 0;
 298
 299                 for (p = lang->value; next && *len_ptr < 255 / 4 * 4; p = next + 1) {
 300                     next = strchr(p, ',');
 301                     if (strlen(p) != 3 && (!next || next != p + 3))
 302                         continue; /* not a 3-letter code */
 303
 304                     *q++ = *p++;
 305                     *q++ = *p++;
 306                     *q++ = *p++;
 307
 308                 if (st->disposition & AV_DISPOSITION_CLEAN_EFFECTS)
 309                     *q++ = 0x01;
 310                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_HEARING_IMPAIRED)
 311                     *q++ = 0x02;
 312                 else if (st->disposition & AV_DISPOSITION_VISUAL_IMPAIRED)
 313                     *q++ = 0x03;
 314                 else
 315                     *q++ = 0; /* undefined type */
 316
 317                     *len_ptr += 4;
 318                 }
 319
 320                 if (*len_ptr == 0)
 321                     q -= 2; /* no language codes were written */
 322             }
 323             break;
 324         case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE:
 325             {
 326                 const char *language;
 327                 language = lang && strlen(lang->value)==3 ? lang->value : "eng";
 328                 *q++ = 0x59;
 329                 *q++ = 8;
 330                 *q++ = language[0];
 331                 *q++ = language[1];
 332                 *q++ = language[2];
 333                 *q++ = 0x10; /* normal subtitles (0x20 = if hearing pb) */
 334                 if(st->codec->extradata_size == 4) {
 335                     memcpy(q, st->codec->extradata, 4);
 336                     q += 4;
 337                 } else {
 338                     put16(&q, 1); /* page id */
 339                     put16(&q, 1); /* ancillary page id */
 340                 }
 341             }
 342             break;
 343         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 344             if (stream_type == STREAM_TYPE_VIDEO_DIRAC) {
 345                 *q++ = 0x05; /*MPEG-2 registration descriptor*/
 346                 *q++ = 4;
 347                 *q++ = 'd';
 348                 *q++ = 'r';
 349                 *q++ = 'a';
 350                 *q++ = 'c';
 351             }
 352             break;
 353         }
 354
 355         val = 0xf000 | (q - desc_length_ptr - 2);
 356         desc_length_ptr[0] = val >> 8;
 357         desc_length_ptr[1] = val;
 358     }
 359     mpegts_write_section1(&service->pmt, PMT_TID, service->sid, 0, 0, 0,
 360                           data, q - data);
 361 }
 362
 363 /* NOTE: str == NULL is accepted for an empty string */
 364 static void putstr8(uint8_t **q_ptr, const char *str)
 365 {
 366     uint8_t *q;
 367     int len;
 368
 369     q = *q_ptr;
 370     if (!str)
 371         len = 0;
 372     else
 373         len = strlen(str);
 374     *q++ = len;
 375     memcpy(q, str, len);
 376     q += len;
 377     *q_ptr = q;
 378 }
 379
 380 static void mpegts_write_sdt(AVFormatContext *s)
 381 {
 382     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 383     MpegTSService *service;
 384     uint8_t data[1012], *q, *desc_list_len_ptr, *desc_len_ptr;
 385     int i, running_status, free_ca_mode, val;
 386
 387     q = data;
 388     put16(&q, ts->onid);
 389     *q++ = 0xff;
 390     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 391         service = ts->services[i];
 392         put16(&q, service->sid);
 393         *q++ = 0xfc | 0x00; /* currently no EIT info */
 394         desc_list_len_ptr = q;
 395         q += 2;
 396         running_status = 4; /* running */
 397         free_ca_mode = 0;
 398
 399         /* write only one descriptor for the service name and provider */
 400         *q++ = 0x48;
 401         desc_len_ptr = q;
 402         q++;
 403         *q++ = 0x01; /* digital television service */
 404         putstr8(&q, service->provider_name);
 405         putstr8(&q, service->name);
 406         desc_len_ptr[0] = q - desc_len_ptr - 1;
 407
 408         /* fill descriptor length */
 409         val = (running_status << 13) | (free_ca_mode << 12) |
 410             (q - desc_list_len_ptr - 2);
 411         desc_list_len_ptr[0] = val >> 8;
 412         desc_list_len_ptr[1] = val;
 413     }
 414     mpegts_write_section1(&ts->sdt, SDT_TID, ts->tsid, 0, 0, 0,
 415                           data, q - data);
 416 }
 417
 418 static MpegTSService *mpegts_add_service(MpegTSWrite *ts,
 419                                          int sid,
 420                                          const char *provider_name,
 421                                          const char *name)
 422 {
 423     MpegTSService *service;
 424
 425     service = av_mallocz(sizeof(MpegTSService));
 426     if (!service)
 427         return NULL;
 428     service->pmt.pid = ts->pmt_start_pid + ts->nb_services;
 429     service->sid = sid;
 430     service->provider_name = av_strdup(provider_name);
 431     service->name = av_strdup(name);
 432     service->pcr_pid = 0x1fff;
 433     dynarray_add(&ts->services, &ts->nb_services, service);
 434     return service;
 435 }
 436
 437 static void section_write_packet(MpegTSSection *s, const uint8_t *packet)
 438 {
 439     AVFormatContext *ctx = s->opaque;
 440     avio_write(ctx->pb, packet, TS_PACKET_SIZE);
 441 }
 442
 443 static int mpegts_write_header(AVFormatContext *s)
 444 {
 445     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 446     MpegTSWriteStream *ts_st;
 447     MpegTSService *service;
 448     AVStream *st, *pcr_st = NULL;
 449     AVDictionaryEntry *title, *provider;
 450     int i, j;
 451     const char *service_name;
 452     const char *provider_name;
 453     int *pids;
 454
 455     ts->tsid = ts->transport_stream_id;
 456     ts->onid = ts->original_network_id;
 457     /* allocate a single DVB service */
 458     title = av_dict_get(s->metadata, "service_name", NULL, 0);
 459     if (!title)
 460         title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
 461     service_name = title ? title->value : DEFAULT_SERVICE_NAME;
 462     provider = av_dict_get(s->metadata, "service_provider", NULL, 0);
 463     provider_name = provider ? provider->value : DEFAULT_PROVIDER_NAME;
 464     service = mpegts_add_service(ts, ts->service_id, provider_name, service_name);
 465     service->pmt.write_packet = section_write_packet;
 466     service->pmt.opaque = s;
 467     service->pmt.cc = 15;
 468
 469     ts->pat.pid = PAT_PID;
 470     ts->pat.cc = 15; // Initialize at 15 so that it wraps and be equal to 0 for the first packet we write
 471     ts->pat.write_packet = section_write_packet;
 472     ts->pat.opaque = s;
 473
 474     ts->sdt.pid = SDT_PID;
 475     ts->sdt.cc = 15;
 476     ts->sdt.write_packet = section_write_packet;
 477     ts->sdt.opaque = s;
 478
 479     pids = av_malloc(s->nb_streams * sizeof(*pids));
 480     if (!pids)
 481         return AVERROR(ENOMEM);
 482
 483     /* assign pids to each stream */
 484     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 485         st = s->streams[i];
 486         av_set_pts_info(st, 33, 1, 90000);
 487         ts_st = av_mallocz(sizeof(MpegTSWriteStream));
 488         if (!ts_st)
 489             goto fail;
 490         st->priv_data = ts_st;
 491         ts_st->service = service;
 492         /* MPEG pid values < 16 are reserved. Applications which set st->id in
 493          * this range are assigned a calculated pid. */
 494         if (st->id < 16) {
 495             ts_st->pid = ts->start_pid + i;
 496         } else if (st->id < 0x1FFF) {
 497             ts_st->pid = st->id;
 498         } else {
 499             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Invalid stream id %d, must be less than 8191\n", st->id);
 500             goto fail;
 501         }
 502         if (ts_st->pid == service->pmt.pid) {
 503             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 504             goto fail;
 505         }
 506         for (j = 0; j < i; j++)
 507             if (pids[j] == ts_st->pid) {
 508                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Duplicate stream id %d\n", ts_st->pid);
 509                 goto fail;
 510             }
 511         pids[i] = ts_st->pid;
 512         ts_st->payload_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 513         ts_st->payload_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 514         ts_st->first_pts_check = 1;
 515         ts_st->cc = 15;
 516         /* update PCR pid by using the first video stream */
 517         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 518             service->pcr_pid == 0x1fff) {
 519             service->pcr_pid = ts_st->pid;
 520             pcr_st = st;
 521         }
 522         if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC &&
 523             st->codec->extradata_size > 0) {
 524             ts_st->adts = av_mallocz(sizeof(*ts_st->adts));
 525             if (!ts_st->adts)
 526                 return AVERROR(ENOMEM);
 527             if (ff_adts_decode_extradata(s, ts_st->adts, st->codec->extradata,
 528                                          st->codec->extradata_size) < 0)
 529                 return -1;
 530         }
 531     }
 532
 533     av_free(pids);
 534
 535     /* if no video stream, use the first stream as PCR */
 536     if (service->pcr_pid == 0x1fff && s->nb_streams > 0) {
 537         pcr_st = s->streams[0];
 538         ts_st = pcr_st->priv_data;
 539         service->pcr_pid = ts_st->pid;
 540     }
 541
 542     ts->mux_rate = s->mux_rate ? s->mux_rate : 1;
 543
 544     if (ts->mux_rate > 1) {
 545         service->pcr_packet_period = (ts->mux_rate * PCR_RETRANS_TIME) /
 546             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 547         ts->sdt_packet_period      = (ts->mux_rate * SDT_RETRANS_TIME) /
 548             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 549         ts->pat_packet_period      = (ts->mux_rate * PAT_RETRANS_TIME) /
 550             (TS_PACKET_SIZE * 8 * 1000);
 551
 552         ts->first_pcr = av_rescale(s->max_delay, PCR_TIME_BASE, AV_TIME_BASE);
 553     } else {
 554         /* Arbitrary values, PAT/PMT could be written on key frames */
 555         ts->sdt_packet_period = 200;
 556         ts->pat_packet_period = 40;
 557         if (pcr_st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 558             if (!pcr_st->codec->frame_size) {
 559                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "frame size not set\n");
 560                 service->pcr_packet_period =
 561                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*512);
 562             } else {
 563                 service->pcr_packet_period =
 564                     pcr_st->codec->sample_rate/(10*pcr_st->codec->frame_size);
 565             }
 566         } else {
 567             // max delta PCR 0.1s
 568             service->pcr_packet_period =
 569                 pcr_st->codec->time_base.den/(10*pcr_st->codec->time_base.num);
 570         }
 571     }
 572
 573     // output a PCR as soon as possible
 574     service->pcr_packet_count = service->pcr_packet_period;
 575     ts->pat_packet_count = ts->pat_packet_period-1;
 576     ts->sdt_packet_count = ts->sdt_packet_period-1;
 577
 578     if (ts->mux_rate == 1)
 579         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate VBR, ");
 580     else
 581         av_log(s, AV_LOG_INFO, "muxrate %d, ", ts->mux_rate);
 582     av_log(s, AV_LOG_INFO, "pcr every %d pkts, "
 583            "sdt every %d, pat/pmt every %d pkts\n",
 584            service->pcr_packet_period,
 585            ts->sdt_packet_period, ts->pat_packet_period);
 586
 587     avio_flush(s->pb);
 588
 589     return 0;
 590
 591  fail:
 592     av_free(pids);
 593     for(i = 0;i < s->nb_streams; i++) {
 594         st = s->streams[i];
 595         av_freep(&st->priv_data);
 596     }
 597     return -1;
 598 }
 599
 600 /* send SDT, PAT and PMT tables regulary */
 601 static void retransmit_si_info(AVFormatContext *s)
 602 {
 603     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 604     int i;
 605
 606     if (++ts->sdt_packet_count == ts->sdt_packet_period) {
 607         ts->sdt_packet_count = 0;
 608         mpegts_write_sdt(s);
 609     }
 610     if (++ts->pat_packet_count == ts->pat_packet_period) {
 611         ts->pat_packet_count = 0;
 612         mpegts_write_pat(s);
 613         for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
 614             mpegts_write_pmt(s, ts->services[i]);
 615         }
 616     }
 617 }
 618
 619 static int64_t get_pcr(const MpegTSWrite *ts, AVIOContext *pb)
 620 {
 621     return av_rescale(avio_tell(pb) + 11, 8 * PCR_TIME_BASE, ts->mux_rate) +
 622            ts->first_pcr;
 623 }
 624
 625 static int write_pcr_bits(uint8_t *buf, int64_t pcr)
 626 {
 627     int64_t pcr_low = pcr % 300, pcr_high = pcr / 300;
 628
 629     *buf++ = pcr_high >> 25;
 630     *buf++ = pcr_high >> 17;
 631     *buf++ = pcr_high >> 9;
 632     *buf++ = pcr_high >> 1;
 633     *buf++ = pcr_high << 7 | pcr_low >> 8 | 0x7e;
 634     *buf++ = pcr_low;
 635
 636     return 6;
 637 }
 638
 639 /* Write a single null transport stream packet */
 640 static void mpegts_insert_null_packet(AVFormatContext *s)
 641 {
 642     uint8_t *q;
 643     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 644
 645     q = buf;
 646     *q++ = 0x47;
 647     *q++ = 0x00 | 0x1f;
 648     *q++ = 0xff;
 649     *q++ = 0x10;
 650     memset(q, 0x0FF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 651     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 652 }
 653
 654 /* Write a single transport stream packet with a PCR and no payload */
 655 static void mpegts_insert_pcr_only(AVFormatContext *s, AVStream *st)
 656 {
 657     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 658     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 659     uint8_t *q;
 660     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 661
 662     q = buf;
 663     *q++ = 0x47;
 664     *q++ = ts_st->pid >> 8;
 665     *q++ = ts_st->pid;
 666     *q++ = 0x20 | ts_st->cc;   /* Adaptation only */
 667     /* Continuity Count field does not increment (see 13818-1 section 2.4.3.3) */
 668     *q++ = TS_PACKET_SIZE - 5; /* Adaptation Field Length */
 669     *q++ = 0x10;               /* Adaptation flags: PCR present */
 670
 671     /* PCR coded into 6 bytes */
 672     q += write_pcr_bits(q, get_pcr(ts, s->pb));
 673
 674     /* stuffing bytes */
 675     memset(q, 0xFF, TS_PACKET_SIZE - (q - buf));
 676     avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 677 }
 678
 679 static void write_pts(uint8_t *q, int fourbits, int64_t pts)
 680 {
 681     int val;
 682
 683     val = fourbits << 4 | (((pts >> 30) & 0x07) << 1) | 1;
 684     *q++ = val;
 685     val = (((pts >> 15) & 0x7fff) << 1) | 1;
 686     *q++ = val >> 8;
 687     *q++ = val;
 688     val = (((pts) & 0x7fff) << 1) | 1;
 689     *q++ = val >> 8;
 690     *q++ = val;
 691 }
 692
 693 /* Set an adaptation field flag in an MPEG-TS packet*/
 694 static void set_af_flag(uint8_t *pkt, int flag)
 695 {
 696     // expect at least one flag to set
 697     assert(flag);
 698
 699     if ((pkt[3] & 0x20) == 0) {
 700         // no AF yet, set adaptation field flag
 701         pkt[3] |= 0x20;
 702         // 1 byte length, no flags
 703         pkt[4] = 1;
 704         pkt[5] = 0;
 705     }
 706     pkt[5] |= flag;
 707 }
 708
 709 /* Extend the adaptation field by size bytes */
 710 static void extend_af(uint8_t *pkt, int size)
 711 {
 712     // expect already existing adaptation field
 713     assert(pkt[3] & 0x20);
 714     pkt[4] += size;
 715 }
 716
 717 /* Get a pointer to MPEG-TS payload (right after TS packet header) */
 718 static uint8_t *get_ts_payload_start(uint8_t *pkt)
 719 {
 720     if (pkt[3] & 0x20)
 721         return pkt + 5 + pkt[4];
 722     else
 723         return pkt + 4;
 724 }
 725
 726 /* Add a pes header to the front of payload, and segment into an integer number of
 727  * ts packets. The final ts packet is padded using an over-sized adaptation header
 728  * to exactly fill the last ts packet.
 729  * NOTE: 'payload' contains a complete PES payload.
 730  */
 731 static void mpegts_write_pes(AVFormatContext *s, AVStream *st,
 732                              const uint8_t *payload, int payload_size,
 733                              int64_t pts, int64_t dts, int key)
 734 {
 735     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 736     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
 737     uint8_t buf[TS_PACKET_SIZE];
 738     uint8_t *q;
 739     int val, is_start, len, header_len, write_pcr, private_code, flags;
 740     int afc_len, stuffing_len;
 741     int64_t pcr = -1; /* avoid warning */
 742     int64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE);
 743
 744     is_start = 1;
 745     while (payload_size > 0) {
 746         retransmit_si_info(s);
 747
 748         write_pcr = 0;
 749         if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid) {
 750             if (ts->mux_rate > 1 || is_start) // VBR pcr period is based on frames
 751                 ts_st->service->pcr_packet_count++;
 752             if (ts_st->service->pcr_packet_count >=
 753                 ts_st->service->pcr_packet_period) {
 754                 ts_st->service->pcr_packet_count = 0;
 755                 write_pcr = 1;
 756             }
 757         }
 758
 759         if (ts->mux_rate > 1 && dts != AV_NOPTS_VALUE &&
 760             (dts - get_pcr(ts, s->pb)/300) > delay) {
 761             /* pcr insert gets priority over null packet insert */
 762             if (write_pcr)
 763                 mpegts_insert_pcr_only(s, st);
 764             else
 765                 mpegts_insert_null_packet(s);
 766             continue; /* recalculate write_pcr and possibly retransmit si_info */
 767         }
 768
 769         /* prepare packet header */
 770         q = buf;
 771         *q++ = 0x47;
 772         val = (ts_st->pid >> 8);
 773         if (is_start)
 774             val |= 0x40;
 775         *q++ = val;
 776         *q++ = ts_st->pid;
 777         ts_st->cc = (ts_st->cc + 1) & 0xf;
 778         *q++ = 0x10 | ts_st->cc; // payload indicator + CC
 779         if (key && is_start && pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 780             // set Random Access for key frames
 781             if (ts_st->pid == ts_st->service->pcr_pid)
 782                 write_pcr = 1;
 783             set_af_flag(buf, 0x40);
 784             q = get_ts_payload_start(buf);
 785         }
 786         if (write_pcr) {
 787             set_af_flag(buf, 0x10);
 788             q = get_ts_payload_start(buf);
 789             // add 11, pcr references the last byte of program clock reference base
 790             if (ts->mux_rate > 1)
 791                 pcr = get_pcr(ts, s->pb);
 792             else
 793                 pcr = (dts - delay)*300;
 794             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && dts < pcr / 300)
 795                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "dts < pcr, TS is invalid\n");
 796             extend_af(buf, write_pcr_bits(q, pcr));
 797             q = get_ts_payload_start(buf);
 798         }
 799         if (is_start) {
 800             int pes_extension = 0;
 801             /* write PES header */
 802             *q++ = 0x00;
 803             *q++ = 0x00;
 804             *q++ = 0x01;
 805             private_code = 0;
 806             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 807                 if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 808                     *q++ = 0xfd;
 809                 } else
 810                     *q++ = 0xe0;
 811             } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO &&
 812                        (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP2 ||
 813                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_MP3 ||
 814                         st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC)) {
 815                 *q++ = 0xc0;
 816             } else {
 817                 *q++ = 0xbd;
 818                 if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE) {
 819                     private_code = 0x20;
 820                 }
 821             }
 822             header_len = 0;
 823             flags = 0;
 824             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 825                 header_len += 5;
 826                 flags |= 0x80;
 827             }
 828             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 829                 header_len += 5;
 830                 flags |= 0x40;
 831             }
 832             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
 833                 st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 834                 /* set PES_extension_flag */
 835                 pes_extension = 1;
 836                 flags |= 0x01;
 837
 838                 /*
 839                 * One byte for PES2 extension flag +
 840                 * one byte for extension length +
 841                 * one byte for extension id
 842                 */
 843                 header_len += 3;
 844             }
 845             len = payload_size + header_len + 3;
 846             if (private_code != 0)
 847                 len++;
 848             if (len > 0xffff)
 849                 len = 0;
 850             *q++ = len >> 8;
 851             *q++ = len;
 852             val = 0x80;
 853             /* data alignment indicator is required for subtitle data */
 854             if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE)
 855                 val |= 0x04;
 856             *q++ = val;
 857             *q++ = flags;
 858             *q++ = header_len;
 859             if (pts != AV_NOPTS_VALUE) {
 860                 write_pts(q, flags >> 6, pts);
 861                 q += 5;
 862             }
 863             if (dts != AV_NOPTS_VALUE && pts != AV_NOPTS_VALUE && dts != pts) {
 864                 write_pts(q, 1, dts);
 865                 q += 5;
 866             }
 867             if (pes_extension && st->codec->codec_id == CODEC_ID_DIRAC) {
 868                 flags = 0x01;  /* set PES_extension_flag_2 */
 869                 *q++ = flags;
 870                 *q++ = 0x80 | 0x01;  /* marker bit + extension length */
 871                 /*
 872                 * Set the stream id extension flag bit to 0 and
 873                 * write the extended stream id
 874                 */
 875                 *q++ = 0x00 | 0x60;
 876             }
 877             if (private_code != 0)
 878                 *q++ = private_code;
 879             is_start = 0;
 880         }
 881         /* header size */
 882         header_len = q - buf;
 883         /* data len */
 884         len = TS_PACKET_SIZE - header_len;
 885         if (len > payload_size)
 886             len = payload_size;
 887         stuffing_len = TS_PACKET_SIZE - header_len - len;
 888         if (stuffing_len > 0) {
 889             /* add stuffing with AFC */
 890             if (buf[3] & 0x20) {
 891                 /* stuffing already present: increase its size */
 892                 afc_len = buf[4] + 1;
 893                 memmove(buf + 4 + afc_len + stuffing_len,
 894                         buf + 4 + afc_len,
 895                         header_len - (4 + afc_len));
 896                 buf[4] += stuffing_len;
 897                 memset(buf + 4 + afc_len, 0xff, stuffing_len);
 898             } else {
 899                 /* add stuffing */
 900                 memmove(buf + 4 + stuffing_len, buf + 4, header_len - 4);
 901                 buf[3] |= 0x20;
 902                 buf[4] = stuffing_len - 1;
 903                 if (stuffing_len >= 2) {
 904                     buf[5] = 0x00;
 905                     memset(buf + 6, 0xff, stuffing_len - 2);
 906                 }
 907             }
 908         }
 909         memcpy(buf + TS_PACKET_SIZE - len, payload, len);
 910         payload += len;
 911         payload_size -= len;
 912         avio_write(s->pb, buf, TS_PACKET_SIZE);
 913     }
 914     avio_flush(s->pb);
 915 }
 916
 917 static int mpegts_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 918 {
 919     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 920     int size = pkt->size;
 921     uint8_t *buf= pkt->data;
 922     uint8_t *data= NULL;
 923     MpegTSWriteStream *ts_st = st->priv_data;
 924     const uint64_t delay = av_rescale(s->max_delay, 90000, AV_TIME_BASE)*2;
 925     int64_t dts = AV_NOPTS_VALUE, pts = AV_NOPTS_VALUE;
 926
 927     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 928         pts = pkt->pts + delay;
 929     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
 930         dts = pkt->dts + delay;
 931
 932     if (ts_st->first_pts_check && pts == AV_NOPTS_VALUE) {
 933         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "first pts value must set\n");
 934         return -1;
 935     }
 936     ts_st->first_pts_check = 0;
 937
 938     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_H264) {
 939         const uint8_t *p = buf, *buf_end = p+size;
 940         uint32_t state = -1;
 941
 942         if (pkt->size < 5 || AV_RB32(pkt->data) != 0x0000001) {
 943             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "h264 bitstream malformated, "
 944                    "no startcode found, use -vbsf h264_mp4toannexb\n");
 945             return -1;
 946         }
 947
 948         do {
 949             p = ff_find_start_code(p, buf_end, &state);
 950             //av_log(s, AV_LOG_INFO, "nal %d\n", state & 0x1f);
 951         } while (p < buf_end && (state & 0x1f) != 9 &&
 952                  (state & 0x1f) != 5 && (state & 0x1f) != 1);
 953
 954         if ((state & 0x1f) != 9) { // AUD NAL
 955             data = av_malloc(pkt->size+6);
 956             if (!data)
 957                 return -1;
 958             memcpy(data+6, pkt->data, pkt->size);
 959             AV_WB32(data, 0x00000001);
 960             data[4] = 0x09;
 961             data[5] = 0xf0; // any slice type (0xe) + rbsp stop one bit
 962             buf  = data;
 963             size = pkt->size+6;
 964         }
 965     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
 966         if (pkt->size < 2)
 967             return -1;
 968         if ((AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) != 0xfff0) {
 969             ADTSContext *adts = ts_st->adts;
 970             int new_size;
 971             if (!adts) {
 972                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "aac bitstream not in adts format "
 973                        "and extradata missing\n");
 974                 return -1;
 975             }
 976             new_size = ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size+pkt->size;
 977             if ((unsigned)new_size >= INT_MAX)
 978                 return -1;
 979             data = av_malloc(new_size);
 980             if (!data)
 981                 return AVERROR(ENOMEM);
 982             ff_adts_write_frame_header(adts, data, pkt->size, adts->pce_size);
 983             if (adts->pce_size) {
 984                 memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE, adts->pce_data, adts->pce_size);
 985                 adts->pce_size = 0;
 986             }
 987             memcpy(data+ADTS_HEADER_SIZE+adts->pce_size, pkt->data, pkt->size);
 988             buf = data;
 989             size = new_size;
 990         }
 991     }
 992
 993     if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 994         // for video and subtitle, write a single pes packet
 995         mpegts_write_pes(s, st, buf, size, pts, dts, pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
 996         av_free(data);
 997         return 0;
 998     }
 999
1000     if (ts_st->payload_index + size > DEFAULT_PES_PAYLOAD_SIZE) {
1001         mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1002                          ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1003                          ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1004         ts_st->payload_index = 0;
1005     }
1006
1007     if (!ts_st->payload_index) {
1008         ts_st->payload_pts = pts;
1009         ts_st->payload_dts = dts;
1010         ts_st->payload_flags = pkt->flags;
1011     }
1012
1013     memcpy(ts_st->payload + ts_st->payload_index, buf, size);
1014     ts_st->payload_index += size;
1015
1016     av_free(data);
1017
1018     return 0;
1019 }
1020
1021 static int mpegts_write_end(AVFormatContext *s)
1022 {
1023     MpegTSWrite *ts = s->priv_data;
1024     MpegTSWriteStream *ts_st;
1025     MpegTSService *service;
1026     AVStream *st;
1027     int i;
1028
1029     /* flush current packets */
1030     for(i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
1031         st = s->streams[i];
1032         ts_st = st->priv_data;
1033         if (ts_st->payload_index > 0) {
1034             mpegts_write_pes(s, st, ts_st->payload, ts_st->payload_index,
1035                              ts_st->payload_pts, ts_st->payload_dts,
1036                              ts_st->payload_flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
1037         }
1038         av_freep(&ts_st->adts);
1039     }
1040     avio_flush(s->pb);
1041
1042     for(i = 0; i < ts->nb_services; i++) {
1043         service = ts->services[i];
1044         av_freep(&service->provider_name);
1045         av_freep(&service->name);
1046         av_free(service);
1047     }
1048     av_free(ts->services);
1049
1050     return 0;
1051 }
1052
1053 AVOutputFormat ff_mpegts_muxer = {
1054     .name              = "mpegts",
1055     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-2 transport stream format"),
1056     .mime_type         = "video/x-mpegts",
1057     .extensions        = "ts,m2t",
1058     .priv_data_size    = sizeof(MpegTSWrite),
1059     .audio_codec       = CODEC_ID_MP2,
1060     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1061     .write_header      = mpegts_write_header,
1062     .write_packet      = mpegts_write_packet,
1063     .write_trailer     = mpegts_write_end,
1064     .priv_class = &mpegts_muxer_class,
1065 };