Fix aspect ratio.
[ffmpeg.git] / libavformat / avienc.c
1 /*
2  * AVI muxer
3  * Copyright (c) 2000 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 #include "avformat.h"
22 #include "avi.h"
23 #include "riff.h"
24
25 /*
26  * TODO:
27  *  - fill all fields if non streamed (nb_frames for example)
28  */
29
30 #ifdef CONFIG_AVI_MUXER
31 typedef struct AVIIentry {
32     unsigned int flags, pos, len;
33 } AVIIentry;
34
35 #define AVI_INDEX_CLUSTER_SIZE 16384
36
37 typedef struct AVIIndex {
38     offset_t    indx_start;
39     int         entry;
40     int         ents_allocated;
41     AVIIentry** cluster;
42 } AVIIndex;
43
44 typedef struct {
45     offset_t riff_start, movi_list, odml_list;
46     offset_t frames_hdr_all, frames_hdr_strm[MAX_STREAMS];
47     int audio_strm_length[MAX_STREAMS];
48     int riff_id;
49     int packet_count[MAX_STREAMS];
50
51     AVIIndex indexes[MAX_STREAMS];
52 } AVIContext;
53
54 static inline AVIIentry* avi_get_ientry(AVIIndex* idx, int ent_id)
55 {
56     int cl = ent_id / AVI_INDEX_CLUSTER_SIZE;
57     int id = ent_id % AVI_INDEX_CLUSTER_SIZE;
58     return &idx->cluster[cl][id];
59 }
60
61 static offset_t avi_start_new_riff(AVIContext *avi, ByteIOContext *pb,
62                                    const char* riff_tag, const char* list_tag)
63 {
64     offset_t loff;
65     int i;
66
67     avi->riff_id++;
68     for (i=0; i<MAX_STREAMS; i++)
69          avi->indexes[i].entry = 0;
70
71     avi->riff_start = start_tag(pb, "RIFF");
72     put_tag(pb, riff_tag);
73     loff = start_tag(pb, "LIST");
74     put_tag(pb, list_tag);
75     return loff;
76 }
77
78 static char* avi_stream2fourcc(char* tag, int index, enum CodecType type)
79 {
80     tag[0] = '0';
81     tag[1] = '0' + index;
82     if (type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
83         tag[2] = 'd';
84         tag[3] = 'c';
85     } else {
86         tag[2] = 'w';
87         tag[3] = 'b';
88     }
89     tag[4] = '\0';
90     return tag;
91 }
92
93 static void avi_write_info_tag(ByteIOContext *pb, const char *tag, const char *str)
94 {
95     int len = strlen(str);
96     if (len > 0) {
97         len++;
98         put_tag(pb, tag);
99         put_le32(pb, len);
100         put_strz(pb, str);
101         if (len & 1)
102             put_byte(pb, 0);
103     }
104 }
105
106 static int avi_write_counters(AVFormatContext* s, int riff_id)
107 {
108     ByteIOContext *pb = s->pb;
109     AVIContext *avi = s->priv_data;
110     int n, au_byterate, au_ssize, au_scale, nb_frames = 0;
111     offset_t file_size;
112     AVCodecContext* stream;
113
114     file_size = url_ftell(pb);
115     for(n = 0; n < s->nb_streams; n++) {
116         assert(avi->frames_hdr_strm[n]);
117         stream = s->streams[n]->codec;
118         url_fseek(pb, avi->frames_hdr_strm[n], SEEK_SET);
119         ff_parse_specific_params(stream, &au_byterate, &au_ssize, &au_scale);
120         if(au_ssize == 0) {
121             put_le32(pb, avi->packet_count[n]);
122         } else {
123             put_le32(pb, avi->audio_strm_length[n] / au_ssize);
124         }
125         if(stream->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO)
126             nb_frames = FFMAX(nb_frames, avi->packet_count[n]);
127     }
128     if(riff_id == 1) {
129         assert(avi->frames_hdr_all);
130         url_fseek(pb, avi->frames_hdr_all, SEEK_SET);
131         put_le32(pb, nb_frames);
132     }
133     url_fseek(pb, file_size, SEEK_SET);
134
135     return 0;
136 }
137
138 static int avi_write_header(AVFormatContext *s)
139 {
140     AVIContext *avi = s->priv_data;
141     ByteIOContext *pb = s->pb;
142     int bitrate, n, i, nb_frames, au_byterate, au_ssize, au_scale;
143     AVCodecContext *stream, *video_enc;
144     offset_t list1, list2, strh, strf;
145
146     /* header list */
147     avi->riff_id = 0;
148     list1 = avi_start_new_riff(avi, pb, "AVI ", "hdrl");
149
150     /* avi header */
151     put_tag(pb, "avih");
152     put_le32(pb, 14 * 4);
153     bitrate = 0;
154
155     video_enc = NULL;
156     for(n=0;n<s->nb_streams;n++) {
157         stream = s->streams[n]->codec;
158         bitrate += stream->bit_rate;
159         if (stream->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO)
160             video_enc = stream;
161     }
162
163     nb_frames = 0;
164
165     if(video_enc){
166         put_le32(pb, (uint32_t)(INT64_C(1000000) * video_enc->time_base.num / video_enc->time_base.den));
167     } else {
168         put_le32(pb, 0);
169     }
170     put_le32(pb, bitrate / 8); /* XXX: not quite exact */
171     put_le32(pb, 0); /* padding */
172     if (url_is_streamed(pb))
173         put_le32(pb, AVIF_TRUSTCKTYPE | AVIF_ISINTERLEAVED); /* flags */
174     else
175         put_le32(pb, AVIF_TRUSTCKTYPE | AVIF_HASINDEX | AVIF_ISINTERLEAVED); /* flags */
176     avi->frames_hdr_all = url_ftell(pb); /* remember this offset to fill later */
177     put_le32(pb, nb_frames); /* nb frames, filled later */
178     put_le32(pb, 0); /* initial frame */
179     put_le32(pb, s->nb_streams); /* nb streams */
180     put_le32(pb, 1024 * 1024); /* suggested buffer size */
181     if(video_enc){
182         put_le32(pb, video_enc->width);
183         put_le32(pb, video_enc->height);
184     } else {
185         put_le32(pb, 0);
186         put_le32(pb, 0);
187     }
188     put_le32(pb, 0); /* reserved */
189     put_le32(pb, 0); /* reserved */
190     put_le32(pb, 0); /* reserved */
191     put_le32(pb, 0); /* reserved */
192
193     /* stream list */
194     for(i=0;i<n;i++) {
195         list2 = start_tag(pb, "LIST");
196         put_tag(pb, "strl");
197
198         stream = s->streams[i]->codec;
199
200         /* stream generic header */
201         strh = start_tag(pb, "strh");
202         switch(stream->codec_type) {
203         case CODEC_TYPE_VIDEO: put_tag(pb, "vids"); break;
204         case CODEC_TYPE_AUDIO: put_tag(pb, "auds"); break;
205 //        case CODEC_TYPE_TEXT : put_tag(pb, "txts"); break;
206         case CODEC_TYPE_DATA : put_tag(pb, "dats"); break;
207         }
208         if(stream->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO)
209             put_le32(pb, stream->codec_tag);
210         else
211             put_le32(pb, 1);
212         put_le32(pb, 0); /* flags */
213         put_le16(pb, 0); /* priority */
214         put_le16(pb, 0); /* language */
215         put_le32(pb, 0); /* initial frame */
216
217         ff_parse_specific_params(stream, &au_byterate, &au_ssize, &au_scale);
218
219         put_le32(pb, au_scale); /* scale */
220         put_le32(pb, au_byterate); /* rate */
221         av_set_pts_info(s->streams[i], 64, au_scale, au_byterate);
222
223         put_le32(pb, 0); /* start */
224         avi->frames_hdr_strm[i] = url_ftell(pb); /* remember this offset to fill later */
225         if (url_is_streamed(pb))
226             put_le32(pb, AVI_MAX_RIFF_SIZE); /* FIXME: this may be broken, but who cares */
227         else
228             put_le32(pb, 0); /* length, XXX: filled later */
229
230         /* suggested buffer size */ //FIXME set at the end to largest chunk
231         if(stream->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO)
232             put_le32(pb, 1024 * 1024);
233         else if(stream->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO)
234             put_le32(pb, 12 * 1024);
235         else
236             put_le32(pb, 0);
237         put_le32(pb, -1); /* quality */
238         put_le32(pb, au_ssize); /* sample size */
239         put_le32(pb, 0);
240         put_le16(pb, stream->width);
241         put_le16(pb, stream->height);
242         end_tag(pb, strh);
243
244       if(stream->codec_type != CODEC_TYPE_DATA){
245         strf = start_tag(pb, "strf");
246         switch(stream->codec_type) {
247         case CODEC_TYPE_VIDEO:
248             put_bmp_header(pb, stream, codec_bmp_tags, 0);
249             break;
250         case CODEC_TYPE_AUDIO:
251             if (put_wav_header(pb, stream) < 0) {
252                 av_free(avi);
253                 return -1;
254             }
255             break;
256         default:
257             return -1;
258         }
259         end_tag(pb, strf);
260       }
261
262         if (!url_is_streamed(pb)) {
263             unsigned char tag[5];
264             int j;
265
266             /* Starting to lay out AVI OpenDML master index.
267              * We want to make it JUNK entry for now, since we'd
268              * like to get away without making AVI an OpenDML one
269              * for compatibility reasons.
270              */
271             avi->indexes[i].entry = avi->indexes[i].ents_allocated = 0;
272             avi->indexes[i].indx_start = start_tag(pb, "JUNK");
273             put_le16(pb, 4);        /* wLongsPerEntry */
274             put_byte(pb, 0);        /* bIndexSubType (0 == frame index) */
275             put_byte(pb, 0);        /* bIndexType (0 == AVI_INDEX_OF_INDEXES) */
276             put_le32(pb, 0);        /* nEntriesInUse (will fill out later on) */
277             put_tag(pb, avi_stream2fourcc(&tag[0], i, stream->codec_type));
278                                     /* dwChunkId */
279             put_le64(pb, 0);        /* dwReserved[3]
280             put_le32(pb, 0);           Must be 0.    */
281             for (j=0; j < AVI_MASTER_INDEX_SIZE * 2; j++)
282                  put_le64(pb, 0);
283             end_tag(pb, avi->indexes[i].indx_start);
284         }
285
286         if(   stream->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO
287            && stream->sample_aspect_ratio.num>0
288            && stream->sample_aspect_ratio.den>0){
289             int vprp= start_tag(pb, "vprp");
290             AVRational dar = av_mul_q(stream->sample_aspect_ratio,
291                                       (AVRational){stream->width, stream->height});
292             int num, den;
293             av_reduce(&num, &den, dar.num, dar.den, 0xFFFF);
294
295             put_le32(pb, 0); //video format  = unknown
296             put_le32(pb, 0); //video standard= unknown
297             put_le32(pb, lrintf(1.0/av_q2d(stream->time_base)));
298             put_le32(pb, stream->width );
299             put_le32(pb, stream->height);
300             put_le16(pb, den);
301             put_le16(pb, num);
302             put_le32(pb, stream->width );
303             put_le32(pb, stream->height);
304             put_le32(pb, 1); //progressive FIXME
305
306             put_le32(pb, stream->height);
307             put_le32(pb, stream->width );
308             put_le32(pb, stream->height);
309             put_le32(pb, stream->width );
310             put_le32(pb, 0);
311             put_le32(pb, 0);
312
313             put_le32(pb, 0);
314             put_le32(pb, 0);
315             end_tag(pb, vprp);
316         }
317
318         end_tag(pb, list2);
319     }
320
321     if (!url_is_streamed(pb)) {
322         /* AVI could become an OpenDML one, if it grows beyond 2Gb range */
323         avi->odml_list = start_tag(pb, "JUNK");
324         put_tag(pb, "odml");
325         put_tag(pb, "dmlh");
326         put_le32(pb, 248);
327         for (i = 0; i < 248; i+= 4)
328              put_le32(pb, 0);
329         end_tag(pb, avi->odml_list);
330     }
331
332     end_tag(pb, list1);
333
334     list2 = start_tag(pb, "LIST");
335     put_tag(pb, "INFO");
336     avi_write_info_tag(pb, "INAM", s->title);
337     avi_write_info_tag(pb, "IART", s->author);
338     avi_write_info_tag(pb, "ICOP", s->copyright);
339     avi_write_info_tag(pb, "ICMT", s->comment);
340     avi_write_info_tag(pb, "IPRD", s->album);
341     avi_write_info_tag(pb, "IGNR", s->genre);
342     if (s->track) {
343         char str_track[4];
344         snprintf(str_track, 4, "%d", s->track);
345         avi_write_info_tag(pb, "IPRT", str_track);
346     }
347     if(!(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT))
348         avi_write_info_tag(pb, "ISFT", LIBAVFORMAT_IDENT);
349     end_tag(pb, list2);
350
351     /* some padding for easier tag editing */
352     list2 = start_tag(pb, "JUNK");
353     for (i = 0; i < 1016; i += 4)
354         put_le32(pb, 0);
355     end_tag(pb, list2);
356
357     avi->movi_list = start_tag(pb, "LIST");
358     put_tag(pb, "movi");
359
360     put_flush_packet(pb);
361
362     return 0;
363 }
364
365 static int avi_write_ix(AVFormatContext *s)
366 {
367     ByteIOContext *pb = s->pb;
368     AVIContext *avi = s->priv_data;
369     char tag[5];
370     char ix_tag[] = "ix00";
371     int i, j;
372
373     assert(!url_is_streamed(pb));
374
375     if (avi->riff_id > AVI_MASTER_INDEX_SIZE)
376         return -1;
377
378     for (i=0;i<s->nb_streams;i++) {
379          offset_t ix, pos;
380
381          avi_stream2fourcc(&tag[0], i, s->streams[i]->codec->codec_type);
382          ix_tag[3] = '0' + i;
383
384          /* Writing AVI OpenDML leaf index chunk */
385          ix = url_ftell(pb);
386          put_tag(pb, &ix_tag[0]);     /* ix?? */
387          put_le32(pb, avi->indexes[i].entry * 8 + 24);
388                                       /* chunk size */
389          put_le16(pb, 2);             /* wLongsPerEntry */
390          put_byte(pb, 0);             /* bIndexSubType (0 == frame index) */
391          put_byte(pb, 1);             /* bIndexType (1 == AVI_INDEX_OF_CHUNKS) */
392          put_le32(pb, avi->indexes[i].entry);
393                                       /* nEntriesInUse */
394          put_tag(pb, &tag[0]);        /* dwChunkId */
395          put_le64(pb, avi->movi_list);/* qwBaseOffset */
396          put_le32(pb, 0);             /* dwReserved_3 (must be 0) */
397
398          for (j=0; j<avi->indexes[i].entry; j++) {
399              AVIIentry* ie = avi_get_ientry(&avi->indexes[i], j);
400              put_le32(pb, ie->pos + 8);
401              put_le32(pb, ((uint32_t)ie->len & ~0x80000000) |
402                           (ie->flags & 0x10 ? 0 : 0x80000000));
403          }
404          put_flush_packet(pb);
405          pos = url_ftell(pb);
406
407          /* Updating one entry in the AVI OpenDML master index */
408          url_fseek(pb, avi->indexes[i].indx_start - 8, SEEK_SET);
409          put_tag(pb, "indx");                 /* enabling this entry */
410          url_fskip(pb, 8);
411          put_le32(pb, avi->riff_id);          /* nEntriesInUse */
412          url_fskip(pb, 16*avi->riff_id);
413          put_le64(pb, ix);                    /* qwOffset */
414          put_le32(pb, pos - ix);              /* dwSize */
415          put_le32(pb, avi->indexes[i].entry); /* dwDuration */
416
417          url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
418     }
419     return 0;
420 }
421
422 static int avi_write_idx1(AVFormatContext *s)
423 {
424     ByteIOContext *pb = s->pb;
425     AVIContext *avi = s->priv_data;
426     offset_t idx_chunk;
427     int i;
428     char tag[5];
429
430     if (!url_is_streamed(pb)) {
431         AVIIentry* ie = 0, *tie;
432         int entry[MAX_STREAMS];
433         int empty, stream_id = -1;
434
435         idx_chunk = start_tag(pb, "idx1");
436         memset(&entry[0], 0, sizeof(entry));
437         do {
438             empty = 1;
439             for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
440                  if (avi->indexes[i].entry <= entry[i])
441                      continue;
442
443                  tie = avi_get_ientry(&avi->indexes[i], entry[i]);
444                  if (empty || tie->pos < ie->pos) {
445                      ie = tie;
446                      stream_id = i;
447                  }
448                  empty = 0;
449             }
450             if (!empty) {
451                 avi_stream2fourcc(&tag[0], stream_id,
452                                   s->streams[stream_id]->codec->codec_type);
453                 put_tag(pb, &tag[0]);
454                 put_le32(pb, ie->flags);
455                 put_le32(pb, ie->pos);
456                 put_le32(pb, ie->len);
457                 entry[stream_id]++;
458             }
459         } while (!empty);
460         end_tag(pb, idx_chunk);
461
462         avi_write_counters(s, avi->riff_id);
463     }
464     return 0;
465 }
466
467 static int avi_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
468 {
469     AVIContext *avi = s->priv_data;
470     ByteIOContext *pb = s->pb;
471     unsigned char tag[5];
472     unsigned int flags=0;
473     const int stream_index= pkt->stream_index;
474     AVCodecContext *enc= s->streams[stream_index]->codec;
475     int size= pkt->size;
476
477 //    av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "%"PRId64" %d %d\n", pkt->dts, avi->packet_count[stream_index], stream_index);
478     while(enc->block_align==0 && pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts > avi->packet_count[stream_index]){
479         AVPacket empty_packet;
480
481         av_init_packet(&empty_packet);
482         empty_packet.size= 0;
483         empty_packet.data= NULL;
484         empty_packet.stream_index= stream_index;
485         avi_write_packet(s, &empty_packet);
486 //        av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "dup %"PRId64" %d\n", pkt->dts, avi->packet_count[stream_index]);
487     }
488     avi->packet_count[stream_index]++;
489
490     // Make sure to put an OpenDML chunk when the file size exceeds the limits
491     if (!url_is_streamed(pb) &&
492         (url_ftell(pb) - avi->riff_start > AVI_MAX_RIFF_SIZE)) {
493
494         avi_write_ix(s);
495         end_tag(pb, avi->movi_list);
496
497         if (avi->riff_id == 1)
498             avi_write_idx1(s);
499
500         end_tag(pb, avi->riff_start);
501         avi->movi_list = avi_start_new_riff(avi, pb, "AVIX", "movi");
502     }
503
504     avi_stream2fourcc(&tag[0], stream_index, enc->codec_type);
505     if(pkt->flags&PKT_FLAG_KEY)
506         flags = 0x10;
507     if (enc->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
508        avi->audio_strm_length[stream_index] += size;
509     }
510
511     if (!url_is_streamed(s->pb)) {
512         AVIIndex* idx = &avi->indexes[stream_index];
513         int cl = idx->entry / AVI_INDEX_CLUSTER_SIZE;
514         int id = idx->entry % AVI_INDEX_CLUSTER_SIZE;
515         if (idx->ents_allocated <= idx->entry) {
516             idx->cluster = av_realloc(idx->cluster, (cl+1)*sizeof(void*));
517             if (!idx->cluster)
518                 return -1;
519             idx->cluster[cl] = av_malloc(AVI_INDEX_CLUSTER_SIZE*sizeof(AVIIentry));
520             if (!idx->cluster[cl])
521                 return -1;
522             idx->ents_allocated += AVI_INDEX_CLUSTER_SIZE;
523         }
524
525         idx->cluster[cl][id].flags = flags;
526         idx->cluster[cl][id].pos = url_ftell(pb) - avi->movi_list;
527         idx->cluster[cl][id].len = size;
528         idx->entry++;
529     }
530
531     put_buffer(pb, tag, 4);
532     put_le32(pb, size);
533     put_buffer(pb, pkt->data, size);
534     if (size & 1)
535         put_byte(pb, 0);
536
537     put_flush_packet(pb);
538     return 0;
539 }
540
541 static int avi_write_trailer(AVFormatContext *s)
542 {
543     AVIContext *avi = s->priv_data;
544     ByteIOContext *pb = s->pb;
545     int res = 0;
546     int i, j, n, nb_frames;
547     offset_t file_size;
548
549     if (!url_is_streamed(pb)){
550         if (avi->riff_id == 1) {
551             end_tag(pb, avi->movi_list);
552             res = avi_write_idx1(s);
553             end_tag(pb, avi->riff_start);
554         } else {
555             avi_write_ix(s);
556             end_tag(pb, avi->movi_list);
557             end_tag(pb, avi->riff_start);
558
559             file_size = url_ftell(pb);
560             url_fseek(pb, avi->odml_list - 8, SEEK_SET);
561             put_tag(pb, "LIST"); /* Making this AVI OpenDML one */
562             url_fskip(pb, 16);
563
564             for (n=nb_frames=0;n<s->nb_streams;n++) {
565                 AVCodecContext *stream = s->streams[n]->codec;
566                 if (stream->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
567                     if (nb_frames < avi->packet_count[n])
568                         nb_frames = avi->packet_count[n];
569                 } else {
570                     if (stream->codec_id == CODEC_ID_MP2 || stream->codec_id == CODEC_ID_MP3) {
571                         nb_frames += avi->packet_count[n];
572                     }
573                 }
574             }
575             put_le32(pb, nb_frames);
576             url_fseek(pb, file_size, SEEK_SET);
577
578             avi_write_counters(s, avi->riff_id);
579         }
580     }
581     put_flush_packet(pb);
582
583     for (i=0; i<MAX_STREAMS; i++) {
584          for (j=0; j<avi->indexes[i].ents_allocated/AVI_INDEX_CLUSTER_SIZE; j++)
585               av_free(avi->indexes[i].cluster[j]);
586          av_free(avi->indexes[i].cluster);
587          avi->indexes[i].cluster = NULL;
588          avi->indexes[i].ents_allocated = avi->indexes[i].entry = 0;
589     }
590
591     return res;
592 }
593
594 AVOutputFormat avi_muxer = {
595     "avi",
596     "avi format",
597     "video/x-msvideo",
598     "avi",
599     sizeof(AVIContext),
600     CODEC_ID_MP2,
601     CODEC_ID_MPEG4,
602     avi_write_header,
603     avi_write_packet,
604     avi_write_trailer,
605     .codec_tag= (const AVCodecTag*[]){codec_bmp_tags, codec_wav_tags, 0},
606 };
607 #endif //CONFIG_AVI_MUXER