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