gst/mpegtsmux/gstmpegtsmux.c

   1 /*
   2  * Copyright 2006, 2007, 2008, 2009, 2010 Fluendo S.A.
   3  *  Authors: Jan Schmidt <jan@fluendo.com>
   4  *           Kapil Agrawal <kapil@fluendo.com>
   5  *           Julien Moutte <julien@fluendo.com>
   6  *
   7  * Copyright (C) 2011 Jan Schmidt <thaytan@noraisin.net>
   8  *
   9  * This library is licensed under 4 different licenses and you
  10  * can choose to use it under the terms of any one of them. The
  11  * four licenses are the MPL 1.1, the LGPL, the GPL and the MIT
  12  * license.
  13  *
  14  * MPL:
  15  *
  16  * The contents of this file are subject to the Mozilla Public License
  17  * Version 1.1 (the "License"); you may not use this file except in
  18  * compliance with the License. You may obtain a copy of the License at
  19  * http://www.mozilla.org/MPL/.
  20  *
  21  * Software distributed under the License is distributed on an "AS IS"
  22  * basis, WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, either express or implied. See the
  23  * License for the specific language governing rights and limitations
  24  * under the License.
  25  *
  26  * LGPL:
  27  *
  28  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  29  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
  30  * License as published by the Free Software Foundation; either
  31  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  32  *
  33  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  34  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  35  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  36  * Library General Public License for more details.
  37  *
  38  * You should have received a copy of the GNU Library General Public
  39  * License along with this library; if not, write to the
  40  * Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor,
  41  * Boston, MA 02110-1301, USA.
  42  *
  43  * GPL:
  44  *
  45  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  46  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  47  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  48  * (at your option) any later version.
  49  *
  50  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  51  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  52  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  53  * GNU General Public License for more details.
  54  *
  55  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  56  * along with this program; if not, write to the Free Software
  57  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.
  58  *
  59  * MIT:
  60  *
  61  * Unless otherwise indicated, Source Code is licensed under MIT license.
  62  * See further explanation attached in License Statement (distributed in the file
  63  * LICENSE).
  64  *
  65  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy of
  66  * this software and associated documentation files (the "Software"), to deal in
  67  * the Software without restriction, including without limitation the rights to
  68  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies
  69  * of the Software, and to permit persons to whom the Software is furnished to do
  70  * so, subject to the following conditions:
  71  *
  72  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all
  73  * copies or substantial portions of the Software.
  74  *
  75  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
  76  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  77  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
  78  * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
  79  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  80  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE
  81  * SOFTWARE.
  82  *
  83  */
  84
  85 /**
  86  * SECTION: element-mpegtsmux
  87  * @title: MPEG Transport Stream muxer
  88  *
  89  * mpegtsmux muxes different streams into an MPEG Transport stream
  90  *
  91  * SI sections can be specified through a custom event:
  92  *
  93  * {{ tests/examples/mpegts/ts-section-writer.c }}
  94  */
  95
  96 #include "gstmpegtsmux.h"
  97 #include <string.h>
  98
  99 #define MPEGTSMUX_DEFAULT_M2TS         FALSE
 100
 101 #define M2TS_PACKET_LENGTH      192
 102
 103 enum
 104 {
 105   PROP_0,
 106   PROP_M2TS_MODE,
 107 };
 108
 109 static GstStaticPadTemplate gst_mpeg_ts_mux_sink_factory =
 110     GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("sink_%d",
 111     GST_PAD_SINK,
 112     GST_PAD_REQUEST,
 113     GST_STATIC_CAPS ("video/mpeg, "
 114         "parsed = (boolean) TRUE, "
 115         "mpegversion = (int) { 1, 2, 4 }, "
 116         "systemstream = (boolean) false; "
 117         "video/x-dirac;"
 118         "image/x-jpc;"
 119         "video/x-h264,stream-format=(string)byte-stream,"
 120         "alignment=(string){au, nal}; "
 121         "video/x-h265,stream-format=(string)byte-stream,"
 122         "alignment=(string){au, nal}; "
 123         "audio/mpeg, "
 124         "parsed = (boolean) TRUE, "
 125         "mpegversion = (int) { 1, 2 };"
 126         "audio/mpeg, "
 127         "framed = (boolean) TRUE, "
 128         "mpegversion = (int) 4, stream-format = (string) adts;"
 129         "audio/mpeg, "
 130         "mpegversion = (int) 4, stream-format = (string) raw;"
 131         "audio/x-lpcm, "
 132         "width = (int) { 16, 20, 24 }, "
 133         "rate = (int) { 48000, 96000 }, "
 134         "channels = (int) [ 1, 8 ], "
 135         "dynamic_range = (int) [ 0, 255 ], "
 136         "emphasis = (boolean) { FALSE, TRUE }, "
 137         "mute = (boolean) { FALSE, TRUE }; "
 138         "audio/x-ac3, framed = (boolean) TRUE;"
 139         "audio/x-dts, framed = (boolean) TRUE;"
 140         "audio/x-opus, "
 141         "channels = (int) [1, 8], "
 142         "channel-mapping-family = (int) {0, 1};"
 143         "subpicture/x-dvb; application/x-teletext; meta/x-klv, parsed=true;"
 144         "image/x-jpc, profile = (int)[0, 49151];"));
 145
 146 static GstStaticPadTemplate gst_mpeg_ts_mux_src_factory =
 147 GST_STATIC_PAD_TEMPLATE ("src",
 148     GST_PAD_SRC,
 149     GST_PAD_ALWAYS,
 150     GST_STATIC_CAPS ("video/mpegts, "
 151         "systemstream = (boolean) true, " "packetsize = (int) { 188, 192} ")
 152     );
 153
 154 GST_DEBUG_CATEGORY (gst_mpeg_ts_mux_debug);
 155 #define GST_CAT_DEFAULT gst_mpeg_ts_mux_debug
 156
 157 G_DEFINE_TYPE (GstMpegTsMux, gst_mpeg_ts_mux, GST_TYPE_BASE_TS_MUX);
 158 #define parent_class gst_mpeg_ts_mux_parent_class
 159
 160 /* Internals */
 161
 162 static gboolean
 163 new_packet_m2ts (GstMpegTsMux * mux, GstBuffer * buf, gint64 new_pcr)
 164 {
 165   GstBuffer *out_buf;
 166   int chunk_bytes;
 167   GstMapInfo map;
 168
 169   GST_LOG_OBJECT (mux, "Have buffer %p with new_pcr=%" G_GINT64_FORMAT,
 170       buf, new_pcr);
 171
 172   chunk_bytes = gst_adapter_available (mux->adapter);
 173
 174   if (G_LIKELY (buf)) {
 175     if (new_pcr < 0) {
 176       /* If there is no pcr in current ts packet then just add the packet
 177          to the adapter for later output when we see a PCR */
 178       GST_LOG_OBJECT (mux, "Accumulating non-PCR packet");
 179       gst_adapter_push (mux->adapter, buf);
 180       goto exit;
 181     }
 182
 183     /* no first interpolation point yet, then this is the one,
 184      * otherwise it is the second interpolation point */
 185     if (mux->previous_pcr < 0 && chunk_bytes) {
 186       mux->previous_pcr = new_pcr;
 187       mux->previous_offset = chunk_bytes;
 188       GST_LOG_OBJECT (mux, "Accumulating non-PCR packet");
 189       gst_adapter_push (mux->adapter, buf);
 190       goto exit;
 191     }
 192   } else {
 193     g_assert (new_pcr == -1);
 194   }
 195
 196   /* interpolate if needed, and 2 points available */
 197   if (chunk_bytes && (new_pcr != mux->previous_pcr)) {
 198     gint64 offset = 0;
 199
 200     GST_LOG_OBJECT (mux, "Processing pending packets; "
 201         "previous pcr %" G_GINT64_FORMAT ", previous offset %d, "
 202         "current pcr %" G_GINT64_FORMAT ", current offset %d",
 203         mux->previous_pcr, (gint) mux->previous_offset,
 204         new_pcr, (gint) chunk_bytes);
 205
 206     g_assert (chunk_bytes > mux->previous_offset);
 207     /* if draining, use previous rate */
 208     if (G_LIKELY (new_pcr > 0)) {
 209       mux->pcr_rate_num = new_pcr - mux->previous_pcr;
 210       mux->pcr_rate_den = chunk_bytes - mux->previous_offset;
 211     }
 212
 213     while (offset < chunk_bytes) {
 214       guint64 cur_pcr, ts;
 215
 216       /* Loop, pulling packets of the adapter, updating their 4 byte
 217        * timestamp header and pushing */
 218
 219       /* interpolate PCR */
 220       if (G_LIKELY (offset >= mux->previous_offset))
 221         cur_pcr = mux->previous_pcr +
 222             gst_util_uint64_scale (offset - mux->previous_offset,
 223             mux->pcr_rate_num, mux->pcr_rate_den);
 224       else
 225         cur_pcr = mux->previous_pcr -
 226             gst_util_uint64_scale (mux->previous_offset - offset,
 227             mux->pcr_rate_num, mux->pcr_rate_den);
 228
 229       /* FIXME: what about DTS here? */
 230       ts = gst_adapter_prev_pts (mux->adapter, NULL);
 231       out_buf = gst_adapter_take_buffer (mux->adapter, M2TS_PACKET_LENGTH);
 232       g_assert (out_buf);
 233       offset += M2TS_PACKET_LENGTH;
 234
 235       GST_BUFFER_PTS (out_buf) = ts;
 236
 237       gst_buffer_map (out_buf, &map, GST_MAP_WRITE);
 238
 239       /* The header is the bottom 30 bits of the PCR, apparently not
 240        * encoded into base + ext as in the packets themselves */
 241       GST_WRITE_UINT32_BE (map.data, cur_pcr & 0x3FFFFFFF);
 242       gst_buffer_unmap (out_buf, &map);
 243
 244       GST_LOG_OBJECT (mux, "Outputting a packet of length %d PCR %"
 245           G_GUINT64_FORMAT, M2TS_PACKET_LENGTH, cur_pcr);
 246       ((GstBaseTsMuxClass *)
 247           parent_class)->output_packet (GST_BASE_TS_MUX (mux), out_buf, -1);
 248     }
 249   }
 250
 251   if (G_UNLIKELY (!buf))
 252     goto exit;
 253
 254   gst_buffer_map (buf, &map, GST_MAP_WRITE);
 255
 256   /* Finally, output the passed in packet */
 257   /* Only write the bottom 30 bits of the PCR */
 258   GST_WRITE_UINT32_BE (map.data, new_pcr & 0x3FFFFFFF);
 259
 260   gst_buffer_unmap (buf, &map);
 261
 262   GST_LOG_OBJECT (mux, "Outputting a packet of length %d PCR %"
 263       G_GUINT64_FORMAT, M2TS_PACKET_LENGTH, new_pcr);
 264
 265   ((GstBaseTsMuxClass *) parent_class)->output_packet (GST_BASE_TS_MUX (mux),
 266       buf, -1);
 267
 268   if (new_pcr != mux->previous_pcr) {
 269     mux->previous_pcr = new_pcr;
 270     mux->previous_offset = -M2TS_PACKET_LENGTH;
 271   }
 272
 273 exit:
 274   return TRUE;
 275 }
 276
 277 /* GstBaseTsMux implementation */
 278
 279 static void
 280 gst_mpeg_ts_mux_allocate_packet (GstBaseTsMux * mux, GstBuffer ** buffer)
 281 {
 282   ((GstBaseTsMuxClass *) parent_class)->allocate_packet (mux, buffer);
 283
 284   gst_buffer_set_size (*buffer, GST_BASE_TS_MUX_NORMAL_PACKET_LENGTH);
 285 }
 286
 287 static gboolean
 288 gst_mpeg_ts_mux_output_packet (GstBaseTsMux * base_tsmux, GstBuffer * buffer,
 289     gint64 new_pcr)
 290 {
 291   GstMpegTsMux *mux = GST_MPEG_TS_MUX (base_tsmux);
 292   GstMapInfo map;
 293
 294   if (!mux->m2ts_mode)
 295     return ((GstBaseTsMuxClass *) parent_class)->output_packet (base_tsmux,
 296         buffer, new_pcr);
 297
 298   gst_buffer_set_size (buffer, M2TS_PACKET_LENGTH);
 299
 300   gst_buffer_map (buffer, &map, GST_MAP_READWRITE);
 301
 302   /* there should be a better way to do this */
 303   memmove (map.data + 4, map.data, map.size - 4);
 304
 305   gst_buffer_unmap (buffer, &map);
 306
 307   return new_packet_m2ts (mux, buffer, new_pcr);
 308 }
 309
 310 static void
 311 gst_mpeg_ts_mux_reset (GstBaseTsMux * base_tsmux)
 312 {
 313   GstMpegTsMux *mux = GST_MPEG_TS_MUX (base_tsmux);
 314
 315   if (mux->adapter)
 316     gst_adapter_clear (mux->adapter);
 317
 318   mux->previous_pcr = -1;
 319   mux->previous_offset = 0;
 320   mux->pcr_rate_num = mux->pcr_rate_den = 1;
 321 }
 322
 323 static gboolean
 324 gst_mpeg_ts_mux_drain (GstBaseTsMux * mux)
 325 {
 326   return new_packet_m2ts (GST_MPEG_TS_MUX (mux), NULL, -1);
 327 }
 328
 329 /* GObject implementation */
 330
 331 static void
 332 gst_mpeg_ts_mux_set_property (GObject * object, guint prop_id,
 333     const GValue * value, GParamSpec * pspec)
 334 {
 335   GstMpegTsMux *mux = GST_MPEG_TS_MUX (object);
 336
 337   switch (prop_id) {
 338     case PROP_M2TS_MODE:
 339       /* set incase if the output stream need to be of 192 bytes */
 340       mux->m2ts_mode = g_value_get_boolean (value);
 341       gst_base_ts_mux_set_packet_size (GST_BASE_TS_MUX (mux),
 342           mux->m2ts_mode ? M2TS_PACKET_LENGTH :
 343           GST_BASE_TS_MUX_NORMAL_PACKET_LENGTH);
 344       gst_base_ts_mux_set_automatic_alignment (GST_BASE_TS_MUX (mux),
 345           mux->m2ts_mode ? 32 : 0);
 346       break;
 347     default:
 348       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 349       break;
 350   }
 351 }
 352
 353 static void
 354 gst_mpeg_ts_mux_get_property (GObject * object, guint prop_id,
 355     GValue * value, GParamSpec * pspec)
 356 {
 357   GstMpegTsMux *mux = GST_MPEG_TS_MUX (object);
 358
 359   switch (prop_id) {
 360     case PROP_M2TS_MODE:
 361       g_value_set_boolean (value, mux->m2ts_mode);
 362       break;
 363     default:
 364       G_OBJECT_WARN_INVALID_PROPERTY_ID (object, prop_id, pspec);
 365       break;
 366   }
 367 }
 368
 369 static void
 370 gst_mpeg_ts_mux_dispose (GObject * object)
 371 {
 372   GstMpegTsMux *mux = GST_MPEG_TS_MUX (object);
 373
 374   if (mux->adapter) {
 375     g_object_unref (mux->adapter);
 376     mux->adapter = NULL;
 377   }
 378
 379   GST_CALL_PARENT (G_OBJECT_CLASS, dispose, (object));
 380 }
 381
 382 static void
 383 gst_mpeg_ts_mux_class_init (GstMpegTsMuxClass * klass)
 384 {
 385   GstElementClass *gstelement_class = GST_ELEMENT_CLASS (klass);
 386   GObjectClass *gobject_class = G_OBJECT_CLASS (klass);
 387   GstBaseTsMuxClass *base_tsmux_class = GST_BASE_TS_MUX_CLASS (klass);
 388
 389   GST_DEBUG_CATEGORY_INIT (gst_mpeg_ts_mux_debug, "mpegtsmux", 0,
 390       "MPEG Transport Stream muxer");
 391
 392   gobject_class->set_property =
 393       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_mpeg_ts_mux_set_property);
 394   gobject_class->get_property =
 395       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_mpeg_ts_mux_get_property);
 396   gobject_class->dispose = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_mpeg_ts_mux_dispose);
 397
 398   base_tsmux_class->allocate_packet =
 399       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_mpeg_ts_mux_allocate_packet);
 400   base_tsmux_class->output_packet =
 401       GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_mpeg_ts_mux_output_packet);
 402   base_tsmux_class->reset = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_mpeg_ts_mux_reset);
 403   base_tsmux_class->drain = GST_DEBUG_FUNCPTR (gst_mpeg_ts_mux_drain);
 404
 405   gst_element_class_set_static_metadata (gstelement_class,
 406       "MPEG Transport Stream Muxer", "Codec/Muxer",
 407       "Multiplexes media streams into an MPEG Transport Stream",
 408       "Fluendo <contact@fluendo.com>");
 409
 410   gst_element_class_add_static_pad_template_with_gtype (gstelement_class,
 411       &gst_mpeg_ts_mux_sink_factory, GST_TYPE_BASE_TS_MUX_PAD);
 412
 413   gst_element_class_add_static_pad_template_with_gtype (gstelement_class,
 414       &gst_mpeg_ts_mux_src_factory, GST_TYPE_AGGREGATOR_PAD);
 415
 416   g_object_class_install_property (gobject_class, PROP_M2TS_MODE,
 417       g_param_spec_boolean ("m2ts-mode", "M2TS(192 bytes) Mode",
 418           "Set to TRUE to output Blu-Ray disc format with 192 byte packets. "
 419           "FALSE for standard TS format with 188 byte packets.",
 420           MPEGTSMUX_DEFAULT_M2TS, G_PARAM_READWRITE | G_PARAM_STATIC_STRINGS));
 421 }
 422
 423 static void
 424 gst_mpeg_ts_mux_init (GstMpegTsMux * mux)
 425 {
 426   mux->m2ts_mode = MPEGTSMUX_DEFAULT_M2TS;
 427   mux->adapter = gst_adapter_new ();
 428 }