examples/muxing: apply misc fixes to log messages
[ffmpeg.git] / doc / examples / muxing.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003 Fabrice Bellard
3  *
4  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
5  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
6  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
7  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
8  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
9  * furnished to do so, subject to the following conditions:
10  *
11  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
12  * all copies or substantial portions of the Software.
13  *
14  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
15  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
16  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
17  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
18  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
19  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
20  * THE SOFTWARE.
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * libavformat API example.
26  *
27  * Output a media file in any supported libavformat format.
28  * The default codecs are used.
29  */
30
31 #include <stdlib.h>
32 #include <stdio.h>
33 #include <string.h>
34 #include <math.h>
35
36 #include <libavutil/mathematics.h>
37 #include <libavformat/avformat.h>
38 #include <libswscale/swscale.h>
39
40 /* 5 seconds stream duration */
41 #define STREAM_DURATION   200.0
42 #define STREAM_FRAME_RATE 25 /* 25 images/s */
43 #define STREAM_NB_FRAMES  ((int)(STREAM_DURATION * STREAM_FRAME_RATE))
44 #define STREAM_PIX_FMT    PIX_FMT_YUV420P /* default pix_fmt */
45
46 static int sws_flags = SWS_BICUBIC;
47
48 /**************************************************************/
49 /* audio output */
50
51 static float t, tincr, tincr2;
52 static int16_t *samples;
53 static int audio_input_frame_size;
54
55 /*
56  * add an audio output stream
57  */
58 static AVStream *add_audio_stream(AVFormatContext *oc, AVCodec **codec,
59                                   enum AVCodecID codec_id)
60 {
61     AVCodecContext *c;
62     AVStream *st;
63
64     /* find the audio encoder */
65     *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
66     if (!(*codec)) {
67         fprintf(stderr, "Could not find codec\n");
68         exit(1);
69     }
70
71     st = avformat_new_stream(oc, *codec);
72     if (!st) {
73         fprintf(stderr, "Could not allocate stream\n");
74         exit(1);
75     }
76     st->id = 1;
77
78     c = st->codec;
79
80     /* put sample parameters */
81     c->sample_fmt  = AV_SAMPLE_FMT_S16;
82     c->bit_rate    = 64000;
83     c->sample_rate = 44100;
84     c->channels    = 2;
85
86     // some formats want stream headers to be separate
87     if (oc->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
88         c->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
89
90     return st;
91 }
92
93 static void open_audio(AVFormatContext *oc, AVCodec *codec, AVStream *st)
94 {
95     AVCodecContext *c;
96
97     c = st->codec;
98
99     /* open it */
100     if (avcodec_open2(c, codec, NULL) < 0) {
101         fprintf(stderr, "could not open codec\n");
102         exit(1);
103     }
104
105     /* init signal generator */
106     t     = 0;
107     tincr = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate;
108     /* increment frequency by 110 Hz per second */
109     tincr2 = 2 * M_PI * 110.0 / c->sample_rate / c->sample_rate;
110
111     if (c->codec->capabilities & CODEC_CAP_VARIABLE_FRAME_SIZE)
112         audio_input_frame_size = 10000;
113     else
114         audio_input_frame_size = c->frame_size;
115     samples = av_malloc(audio_input_frame_size *
116                         av_get_bytes_per_sample(c->sample_fmt) *
117                         c->channels);
118 }
119
120 /* Prepare a 16 bit dummy audio frame of 'frame_size' samples and
121  * 'nb_channels' channels. */
122 static void get_audio_frame(int16_t *samples, int frame_size, int nb_channels)
123 {
124     int j, i, v;
125     int16_t *q;
126
127     q = samples;
128     for (j = 0; j < frame_size; j++) {
129         v = (int)(sin(t) * 10000);
130         for (i = 0; i < nb_channels; i++)
131             *q++ = v;
132         t     += tincr;
133         tincr += tincr2;
134     }
135 }
136
137 static void write_audio_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
138 {
139     AVCodecContext *c;
140     AVPacket pkt = { 0 }; // data and size must be 0;
141     AVFrame *frame = avcodec_alloc_frame();
142     int got_packet;
143
144     av_init_packet(&pkt);
145     c = st->codec;
146
147     get_audio_frame(samples, audio_input_frame_size, c->channels);
148     frame->nb_samples = audio_input_frame_size;
149     avcodec_fill_audio_frame(frame, c->channels, c->sample_fmt,
150                              (uint8_t *)samples,
151                              audio_input_frame_size *
152                              av_get_bytes_per_sample(c->sample_fmt) *
153                              c->channels, 1);
154
155     avcodec_encode_audio2(c, &pkt, frame, &got_packet);
156     if (!got_packet)
157         return;
158
159     pkt.stream_index = st->index;
160
161     /* Write the compressed frame to the media file. */
162     if (av_interleaved_write_frame(oc, &pkt) != 0) {
163         fprintf(stderr, "Error while writing audio frame\n");
164         exit(1);
165     }
166 }
167
168 static void close_audio(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
169 {
170     avcodec_close(st->codec);
171
172     av_free(samples);
173 }
174
175 /**************************************************************/
176 /* video output */
177
178 static AVFrame *frame;
179 static AVPicture src_picture, dst_picture;
180 static uint8_t *video_outbuf;
181 static int frame_count, video_outbuf_size;
182
183 /* Add a video output stream. */
184 static AVStream *add_video_stream(AVFormatContext *oc, AVCodec **codec,
185                                   enum AVCodecID codec_id)
186 {
187     AVCodecContext *c;
188     AVStream *st;
189
190     /* find the video encoder */
191     *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
192     if (!(*codec)) {
193         fprintf(stderr, "codec not found\n");
194         exit(1);
195     }
196
197     st = avformat_new_stream(oc, *codec);
198     if (!st) {
199         fprintf(stderr, "Could not alloc stream\n");
200         exit(1);
201     }
202
203     c = st->codec;
204
205     avcodec_get_context_defaults3(c, *codec);
206
207     c->codec_id = codec_id;
208
209     /* Put sample parameters. */
210     c->bit_rate = 400000;
211     /* Resolution must be a multiple of two. */
212     c->width    = 352;
213     c->height   = 288;
214     /* timebase: This is the fundamental unit of time (in seconds) in terms
215      * of which frame timestamps are represented. For fixed-fps content,
216      * timebase should be 1/framerate and timestamp increments should be
217      * identical to 1. */
218     c->time_base.den = STREAM_FRAME_RATE;
219     c->time_base.num = 1;
220     c->gop_size      = 12; /* emit one intra frame every twelve frames at most */
221     c->pix_fmt       = STREAM_PIX_FMT;
222     if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
223         /* just for testing, we also add B frames */
224         c->max_b_frames = 2;
225     }
226     if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO) {
227         /* Needed to avoid using macroblocks in which some coeffs overflow.
228          * This does not happen with normal video, it just happens here as
229          * the motion of the chroma plane does not match the luma plane. */
230         c->mb_decision = 2;
231     }
232     /* Some formats want stream headers to be separate. */
233     if (oc->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
234         c->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
235
236     return st;
237 }
238
239 static void open_video(AVFormatContext *oc, AVCodec *codec, AVStream *st)
240 {
241     int ret;
242     AVCodecContext *c = st->codec;
243
244     /* open the codec */
245     if (avcodec_open2(c, codec, NULL) < 0) {
246         fprintf(stderr, "Could not open codec\n");
247         exit(1);
248     }
249
250     video_outbuf = NULL;
251     if (!(oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE)) {
252         /* Allocate output buffer. */
253         /* XXX: API change will be done. */
254         /* Buffers passed into lav* can be allocated any way you prefer,
255          * as long as they're aligned enough for the architecture, and
256          * they're freed appropriately (such as using av_free for buffers
257          * allocated with av_malloc). */
258         video_outbuf_size = 200000;
259         video_outbuf      = av_malloc(video_outbuf_size);
260     }
261
262     /* allocate and init a re-usable frame */
263     frame = avcodec_alloc_frame();
264     if (!frame) {
265         fprintf(stderr, "Could not allocate video frame\n");
266         exit(1);
267     }
268
269     /* Allocate the encoded raw picture. */
270     ret = avpicture_alloc(&dst_picture, c->pix_fmt, c->width, c->height);
271     if (ret < 0) {
272         fprintf(stderr, "Could not allocate picture\n");
273         exit(1);
274     }
275
276     /* If the output format is not YUV420P, then a temporary YUV420P
277      * picture is needed too. It is then converted to the required
278      * output format. */
279     if (c->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) {
280         ret = avpicture_alloc(&src_picture, PIX_FMT_YUV420P, c->width, c->height);
281         if (ret < 0) {
282             fprintf(stderr, "Could not allocate temporary picture\n");
283             exit(1);
284         }
285     }
286
287     /* copy data and linesize picture pointers to frame */
288     *((AVPicture *)frame) = dst_picture;
289 }
290
291 /* Prepare a dummy image. */
292 static void fill_yuv_image(AVPicture *pict, int frame_index,
293                            int width, int height)
294 {
295     int x, y, i;
296
297     i = frame_index;
298
299     /* Y */
300     for (y = 0; y < height; y++)
301         for (x = 0; x < width; x++)
302             pict->data[0][y * pict->linesize[0] + x] = x + y + i * 3;
303
304     /* Cb and Cr */
305     for (y = 0; y < height / 2; y++) {
306         for (x = 0; x < width / 2; x++) {
307             pict->data[1][y * pict->linesize[1] + x] = 128 + y + i * 2;
308             pict->data[2][y * pict->linesize[2] + x] = 64 + x + i * 5;
309         }
310     }
311 }
312
313 static void write_video_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
314 {
315     int ret;
316     static struct SwsContext *sws_ctx;
317     AVCodecContext *c = st->codec;
318
319     if (frame_count >= STREAM_NB_FRAMES) {
320         /* No more frames to compress. The codec has a latency of a few
321          * frames if using B-frames, so we get the last frames by
322          * passing the same picture again. */
323     } else {
324         if (c->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) {
325             /* as we only generate a YUV420P picture, we must convert it
326              * to the codec pixel format if needed */
327             if (!sws_ctx) {
328                 sws_ctx = sws_getContext(c->width, c->height, PIX_FMT_YUV420P,
329                                          c->width, c->height, c->pix_fmt,
330                                          sws_flags, NULL, NULL, NULL);
331                 if (!sws_ctx) {
332                     fprintf(stderr,
333                             "Could not initialize the conversion context\n");
334                     exit(1);
335                 }
336             }
337             fill_yuv_image(&src_picture, frame_count, c->width, c->height);
338             sws_scale(sws_ctx,
339                       (const uint8_t * const *)src_picture.data, src_picture.linesize,
340                       0, c->height, dst_picture.data, dst_picture.linesize);
341         } else {
342             fill_yuv_image(&dst_picture, frame_count, c->width, c->height);
343         }
344     }
345
346     if (oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE) {
347         /* Raw video case - the API will change slightly in the near
348          * future for that. */
349         AVPacket pkt;
350         av_init_packet(&pkt);
351
352         pkt.flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
353         pkt.stream_index  = st->index;
354         pkt.data          = dst_picture.data[0];
355         pkt.size          = sizeof(AVPicture);
356
357         ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
358     } else {
359         /* encode the image */
360         AVPacket pkt;
361         int got_output;
362
363         av_init_packet(&pkt);
364         pkt.data = NULL;    // packet data will be allocated by the encoder
365         pkt.size = 0;
366
367         ret = avcodec_encode_video2(c, &pkt, frame, &got_output);
368         if (ret < 0) {
369             fprintf(stderr, "Error encoding video frame\n");
370             exit(1);
371         }
372
373         /* If size is zero, it means the image was buffered. */
374         if (got_output) {
375             if (c->coded_frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
376                 pkt.pts = av_rescale_q(c->coded_frame->pts,
377                                        c->time_base, st->time_base);
378             if (c->coded_frame->key_frame)
379                 pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
380
381             pkt.stream_index = st->index;
382
383             /* Write the compressed frame to the media file. */
384             ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
385         } else {
386             ret = 0;
387         }
388     }
389     if (ret != 0) {
390         fprintf(stderr, "Error while writing video frame\n");
391         exit(1);
392     }
393     frame_count++;
394 }
395
396 static void close_video(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
397 {
398     avcodec_close(st->codec);
399     av_free(src_picture.data[0]);
400     av_free(dst_picture.data[0]);
401     av_free(frame);
402     av_free(video_outbuf);
403 }
404
405 /**************************************************************/
406 /* media file output */
407
408 int main(int argc, char **argv)
409 {
410     const char *filename;
411     AVOutputFormat *fmt;
412     AVFormatContext *oc;
413     AVStream *audio_st, *video_st;
414     AVCodec *audio_codec, *video_codec;
415     double audio_pts, video_pts;
416     int i;
417
418     /* Initialize libavcodec, and register all codecs and formats. */
419     av_register_all();
420
421     if (argc != 2) {
422         printf("usage: %s output_file\n"
423                "API example program to output a media file with libavformat.\n"
424                "The output format is automatically guessed according to the file extension.\n"
425                "Raw images can also be output by using '%%d' in the filename\n"
426                "\n", argv[0]);
427         return 1;
428     }
429
430     filename = argv[1];
431
432     /* allocate the output media context */
433     avformat_alloc_output_context2(&oc, NULL, NULL, filename);
434     if (!oc) {
435         printf("Could not deduce output format from file extension: using MPEG.\n");
436         avformat_alloc_output_context2(&oc, NULL, "mpeg", filename);
437     }
438     if (!oc) {
439         return 1;
440     }
441     fmt = oc->oformat;
442
443     /* Add the audio and video streams using the default format codecs
444      * and initialize the codecs. */
445     video_st = NULL;
446     audio_st = NULL;
447     if (fmt->video_codec != AV_CODEC_ID_NONE) {
448         video_st = add_video_stream(oc, &video_codec, fmt->video_codec);
449     }
450     if (fmt->audio_codec != AV_CODEC_ID_NONE) {
451         audio_st = add_audio_stream(oc, &audio_codec, fmt->audio_codec);
452     }
453
454     /* Now that all the parameters are set, we can open the audio and
455      * video codecs and allocate the necessary encode buffers. */
456     if (video_st)
457         open_video(oc, video_codec, video_st);
458     if (audio_st)
459         open_audio(oc, audio_codec, audio_st);
460
461     av_dump_format(oc, 0, filename, 1);
462
463     /* open the output file, if needed */
464     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
465         if (avio_open(&oc->pb, filename, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
466             fprintf(stderr, "Could not open '%s'\n", filename);
467             return 1;
468         }
469     }
470
471     /* Write the stream header, if any. */
472     avformat_write_header(oc, NULL);
473
474     frame->pts = 0;
475     for (;;) {
476         /* Compute current audio and video time. */
477         if (audio_st)
478             audio_pts = (double)audio_st->pts.val * audio_st->time_base.num / audio_st->time_base.den;
479         else
480             audio_pts = 0.0;
481
482         if (video_st)
483             video_pts = (double)video_st->pts.val * video_st->time_base.num /
484                         video_st->time_base.den;
485         else
486             video_pts = 0.0;
487
488         if ((!audio_st || audio_pts >= STREAM_DURATION) &&
489             (!video_st || video_pts >= STREAM_DURATION))
490             break;
491
492         /* write interleaved audio and video frames */
493         if (!video_st || (video_st && audio_st && audio_pts < video_pts)) {
494             write_audio_frame(oc, audio_st);
495         } else {
496             write_video_frame(oc, video_st);
497             frame->pts++;
498         }
499     }
500
501     /* Write the trailer, if any. The trailer must be written before you
502      * close the CodecContexts open when you wrote the header; otherwise
503      * av_write_trailer() may try to use memory that was freed on
504      * av_codec_close(). */
505     av_write_trailer(oc);
506
507     /* Close each codec. */
508     if (video_st)
509         close_video(oc, video_st);
510     if (audio_st)
511         close_audio(oc, audio_st);
512
513     /* Free the streams. */
514     for (i = 0; i < oc->nb_streams; i++) {
515         av_freep(&oc->streams[i]->codec);
516         av_freep(&oc->streams[i]);
517     }
518
519     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE))
520         /* Close the output file. */
521         avio_close(oc->pb);
522
523     /* free the stream */
524     av_free(oc);
525
526     return 0;
527 }