examples/muxing: add missing error checks
[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    AV_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     if (!samples) {
119         fprintf(stderr, "Could not allocate audio samples buffer\n");
120         exit(1);
121     }
122 }
123
124 /* Prepare a 16 bit dummy audio frame of 'frame_size' samples and
125  * 'nb_channels' channels. */
126 static void get_audio_frame(int16_t *samples, int frame_size, int nb_channels)
127 {
128     int j, i, v;
129     int16_t *q;
130
131     q = samples;
132     for (j = 0; j < frame_size; j++) {
133         v = (int)(sin(t) * 10000);
134         for (i = 0; i < nb_channels; i++)
135             *q++ = v;
136         t     += tincr;
137         tincr += tincr2;
138     }
139 }
140
141 static void write_audio_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
142 {
143     AVCodecContext *c;
144     AVPacket pkt = { 0 }; // data and size must be 0;
145     AVFrame *frame = avcodec_alloc_frame();
146     int got_packet, ret;
147
148     av_init_packet(&pkt);
149     c = st->codec;
150
151     get_audio_frame(samples, audio_input_frame_size, c->channels);
152     frame->nb_samples = audio_input_frame_size;
153     avcodec_fill_audio_frame(frame, c->channels, c->sample_fmt,
154                              (uint8_t *)samples,
155                              audio_input_frame_size *
156                              av_get_bytes_per_sample(c->sample_fmt) *
157                              c->channels, 1);
158
159     ret = avcodec_encode_audio2(c, &pkt, frame, &got_packet);
160     if (ret < 0) {
161         fprintf(stderr, "Error encoding audio frame\n");
162         exit(1);
163     }
164
165     if (!got_packet)
166         return;
167
168     pkt.stream_index = st->index;
169
170     /* Write the compressed frame to the media file. */
171     if (av_interleaved_write_frame(oc, &pkt) != 0) {
172         fprintf(stderr, "Error while writing audio frame\n");
173         exit(1);
174     }
175     avcodec_free_frame(&frame);
176 }
177
178 static void close_audio(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
179 {
180     avcodec_close(st->codec);
181
182     av_free(samples);
183 }
184
185 /**************************************************************/
186 /* video output */
187
188 static AVFrame *frame;
189 static AVPicture src_picture, dst_picture;
190 static uint8_t *video_outbuf;
191 static int frame_count, video_outbuf_size;
192
193 /* Add a video output stream. */
194 static AVStream *add_video_stream(AVFormatContext *oc, AVCodec **codec,
195                                   enum AVCodecID codec_id)
196 {
197     AVCodecContext *c;
198     AVStream *st;
199
200     /* find the video encoder */
201     *codec = avcodec_find_encoder(codec_id);
202     if (!(*codec)) {
203         fprintf(stderr, "codec not found\n");
204         exit(1);
205     }
206
207     st = avformat_new_stream(oc, *codec);
208     if (!st) {
209         fprintf(stderr, "Could not alloc stream\n");
210         exit(1);
211     }
212
213     c = st->codec;
214
215     avcodec_get_context_defaults3(c, *codec);
216
217     c->codec_id = codec_id;
218
219     /* Put sample parameters. */
220     c->bit_rate = 400000;
221     /* Resolution must be a multiple of two. */
222     c->width    = 352;
223     c->height   = 288;
224     /* timebase: This is the fundamental unit of time (in seconds) in terms
225      * of which frame timestamps are represented. For fixed-fps content,
226      * timebase should be 1/framerate and timestamp increments should be
227      * identical to 1. */
228     c->time_base.den = STREAM_FRAME_RATE;
229     c->time_base.num = 1;
230     c->gop_size      = 12; /* emit one intra frame every twelve frames at most */
231     c->pix_fmt       = STREAM_PIX_FMT;
232     if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
233         /* just for testing, we also add B frames */
234         c->max_b_frames = 2;
235     }
236     if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO) {
237         /* Needed to avoid using macroblocks in which some coeffs overflow.
238          * This does not happen with normal video, it just happens here as
239          * the motion of the chroma plane does not match the luma plane. */
240         c->mb_decision = 2;
241     }
242     /* Some formats want stream headers to be separate. */
243     if (oc->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
244         c->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
245
246     return st;
247 }
248
249 static void open_video(AVFormatContext *oc, AVCodec *codec, AVStream *st)
250 {
251     int ret;
252     AVCodecContext *c = st->codec;
253
254     /* open the codec */
255     if (avcodec_open2(c, codec, NULL) < 0) {
256         fprintf(stderr, "Could not open codec\n");
257         exit(1);
258     }
259
260     video_outbuf = NULL;
261     if (!(oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE)) {
262         /* Allocate output buffer. */
263         /* XXX: API change will be done. */
264         /* Buffers passed into lav* can be allocated any way you prefer,
265          * as long as they're aligned enough for the architecture, and
266          * they're freed appropriately (such as using av_free for buffers
267          * allocated with av_malloc). */
268         video_outbuf_size = 200000;
269         video_outbuf      = av_malloc(video_outbuf_size);
270     }
271
272     /* allocate and init a re-usable frame */
273     frame = avcodec_alloc_frame();
274     if (!frame) {
275         fprintf(stderr, "Could not allocate video frame\n");
276         exit(1);
277     }
278
279     /* Allocate the encoded raw picture. */
280     ret = avpicture_alloc(&dst_picture, c->pix_fmt, c->width, c->height);
281     if (ret < 0) {
282         fprintf(stderr, "Could not allocate picture\n");
283         exit(1);
284     }
285
286     /* If the output format is not YUV420P, then a temporary YUV420P
287      * picture is needed too. It is then converted to the required
288      * output format. */
289     if (c->pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV420P) {
290         ret = avpicture_alloc(&src_picture, AV_PIX_FMT_YUV420P, c->width, c->height);
291         if (ret < 0) {
292             fprintf(stderr, "Could not allocate temporary picture\n");
293             exit(1);
294         }
295     }
296
297     /* copy data and linesize picture pointers to frame */
298     *((AVPicture *)frame) = dst_picture;
299 }
300
301 /* Prepare a dummy image. */
302 static void fill_yuv_image(AVPicture *pict, int frame_index,
303                            int width, int height)
304 {
305     int x, y, i;
306
307     i = frame_index;
308
309     /* Y */
310     for (y = 0; y < height; y++)
311         for (x = 0; x < width; x++)
312             pict->data[0][y * pict->linesize[0] + x] = x + y + i * 3;
313
314     /* Cb and Cr */
315     for (y = 0; y < height / 2; y++) {
316         for (x = 0; x < width / 2; x++) {
317             pict->data[1][y * pict->linesize[1] + x] = 128 + y + i * 2;
318             pict->data[2][y * pict->linesize[2] + x] = 64 + x + i * 5;
319         }
320     }
321 }
322
323 static void write_video_frame(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
324 {
325     int ret;
326     static struct SwsContext *sws_ctx;
327     AVCodecContext *c = st->codec;
328
329     if (frame_count >= STREAM_NB_FRAMES) {
330         /* No more frames to compress. The codec has a latency of a few
331          * frames if using B-frames, so we get the last frames by
332          * passing the same picture again. */
333     } else {
334         if (c->pix_fmt != AV_PIX_FMT_YUV420P) {
335             /* as we only generate a YUV420P picture, we must convert it
336              * to the codec pixel format if needed */
337             if (!sws_ctx) {
338                 sws_ctx = sws_getContext(c->width, c->height, AV_PIX_FMT_YUV420P,
339                                          c->width, c->height, c->pix_fmt,
340                                          sws_flags, NULL, NULL, NULL);
341                 if (!sws_ctx) {
342                     fprintf(stderr,
343                             "Could not initialize the conversion context\n");
344                     exit(1);
345                 }
346             }
347             fill_yuv_image(&src_picture, frame_count, c->width, c->height);
348             sws_scale(sws_ctx,
349                       (const uint8_t * const *)src_picture.data, src_picture.linesize,
350                       0, c->height, dst_picture.data, dst_picture.linesize);
351         } else {
352             fill_yuv_image(&dst_picture, frame_count, c->width, c->height);
353         }
354     }
355
356     if (oc->oformat->flags & AVFMT_RAWPICTURE) {
357         /* Raw video case - the API will change slightly in the near
358          * future for that. */
359         AVPacket pkt;
360         av_init_packet(&pkt);
361
362         pkt.flags        |= AV_PKT_FLAG_KEY;
363         pkt.stream_index  = st->index;
364         pkt.data          = dst_picture.data[0];
365         pkt.size          = sizeof(AVPicture);
366
367         ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
368     } else {
369         /* encode the image */
370         AVPacket pkt;
371         int got_output;
372
373         av_init_packet(&pkt);
374         pkt.data = NULL;    // packet data will be allocated by the encoder
375         pkt.size = 0;
376
377         ret = avcodec_encode_video2(c, &pkt, frame, &got_output);
378         if (ret < 0) {
379             fprintf(stderr, "Error encoding video frame\n");
380             exit(1);
381         }
382
383         /* If size is zero, it means the image was buffered. */
384         if (got_output) {
385             if (c->coded_frame->pts != AV_NOPTS_VALUE)
386                 pkt.pts = av_rescale_q(c->coded_frame->pts,
387                                        c->time_base, st->time_base);
388             if (c->coded_frame->key_frame)
389                 pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
390
391             pkt.stream_index = st->index;
392
393             /* Write the compressed frame to the media file. */
394             ret = av_interleaved_write_frame(oc, &pkt);
395         } else {
396             ret = 0;
397         }
398     }
399     if (ret != 0) {
400         fprintf(stderr, "Error while writing video frame\n");
401         exit(1);
402     }
403     frame_count++;
404 }
405
406 static void close_video(AVFormatContext *oc, AVStream *st)
407 {
408     avcodec_close(st->codec);
409     av_free(src_picture.data[0]);
410     av_free(dst_picture.data[0]);
411     av_free(frame);
412     av_free(video_outbuf);
413 }
414
415 /**************************************************************/
416 /* media file output */
417
418 int main(int argc, char **argv)
419 {
420     const char *filename;
421     AVOutputFormat *fmt;
422     AVFormatContext *oc;
423     AVStream *audio_st, *video_st;
424     AVCodec *audio_codec, *video_codec;
425     double audio_pts, video_pts;
426     int i;
427
428     /* Initialize libavcodec, and register all codecs and formats. */
429     av_register_all();
430
431     if (argc != 2) {
432         printf("usage: %s output_file\n"
433                "API example program to output a media file with libavformat.\n"
434                "The output format is automatically guessed according to the file extension.\n"
435                "Raw images can also be output by using '%%d' in the filename\n"
436                "\n", argv[0]);
437         return 1;
438     }
439
440     filename = argv[1];
441
442     /* allocate the output media context */
443     avformat_alloc_output_context2(&oc, NULL, NULL, filename);
444     if (!oc) {
445         printf("Could not deduce output format from file extension: using MPEG.\n");
446         avformat_alloc_output_context2(&oc, NULL, "mpeg", filename);
447     }
448     if (!oc) {
449         return 1;
450     }
451     fmt = oc->oformat;
452
453     /* Add the audio and video streams using the default format codecs
454      * and initialize the codecs. */
455     video_st = NULL;
456     audio_st = NULL;
457     if (fmt->video_codec != AV_CODEC_ID_NONE) {
458         video_st = add_video_stream(oc, &video_codec, fmt->video_codec);
459     }
460     if (fmt->audio_codec != AV_CODEC_ID_NONE) {
461         audio_st = add_audio_stream(oc, &audio_codec, fmt->audio_codec);
462     }
463
464     /* Now that all the parameters are set, we can open the audio and
465      * video codecs and allocate the necessary encode buffers. */
466     if (video_st)
467         open_video(oc, video_codec, video_st);
468     if (audio_st)
469         open_audio(oc, audio_codec, audio_st);
470
471     av_dump_format(oc, 0, filename, 1);
472
473     /* open the output file, if needed */
474     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE)) {
475         if (avio_open(&oc->pb, filename, AVIO_FLAG_WRITE) < 0) {
476             fprintf(stderr, "Could not open '%s'\n", filename);
477             return 1;
478         }
479     }
480
481     /* Write the stream header, if any. */
482     if (avformat_write_header(oc, NULL) < 0) {
483         fprintf(stderr, "Error occurred when opening output file\n");
484         return 1;
485     }
486
487     frame->pts = 0;
488     for (;;) {
489         /* Compute current audio and video time. */
490         if (audio_st)
491             audio_pts = (double)audio_st->pts.val * audio_st->time_base.num / audio_st->time_base.den;
492         else
493             audio_pts = 0.0;
494
495         if (video_st)
496             video_pts = (double)video_st->pts.val * video_st->time_base.num /
497                         video_st->time_base.den;
498         else
499             video_pts = 0.0;
500
501         if ((!audio_st || audio_pts >= STREAM_DURATION) &&
502             (!video_st || video_pts >= STREAM_DURATION))
503             break;
504
505         /* write interleaved audio and video frames */
506         if (!video_st || (video_st && audio_st && audio_pts < video_pts)) {
507             write_audio_frame(oc, audio_st);
508         } else {
509             write_video_frame(oc, video_st);
510             frame->pts++;
511         }
512     }
513
514     /* Write the trailer, if any. The trailer must be written before you
515      * close the CodecContexts open when you wrote the header; otherwise
516      * av_write_trailer() may try to use memory that was freed on
517      * av_codec_close(). */
518     av_write_trailer(oc);
519
520     /* Close each codec. */
521     if (video_st)
522         close_video(oc, video_st);
523     if (audio_st)
524         close_audio(oc, audio_st);
525
526     /* Free the streams. */
527     for (i = 0; i < oc->nb_streams; i++) {
528         av_freep(&oc->streams[i]->codec);
529         av_freep(&oc->streams[i]);
530     }
531
532     if (!(fmt->flags & AVFMT_NOFILE))
533         /* Close the output file. */
534         avio_close(oc->pb);
535
536     /* free the stream */
537     av_free(oc);
538
539     return 0;
540 }