Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavformat / flvenc.c
1 /*
2  * FLV muxer
3  * Copyright (c) 2003 The FFmpeg Project
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
22 #include "libavutil/intreadwrite.h"
23 #include "libavutil/intfloat_readwrite.h"
24 #include "avformat.h"
25 #include "flv.h"
26 #include "internal.h"
27 #include "avc.h"
28 #include "metadata.h"
29 #include "libavutil/dict.h"
30
31 #undef NDEBUG
32 #include <assert.h>
33
34 static const AVCodecTag flv_video_codec_ids[] = {
35     {CODEC_ID_FLV1,    FLV_CODECID_H263  },
36     {CODEC_ID_H263,    FLV_CODECID_REALH263},
37     {CODEC_ID_MPEG4,   FLV_CODECID_MPEG4 },
38     {CODEC_ID_FLASHSV, FLV_CODECID_SCREEN},
39     {CODEC_ID_FLASHSV2, FLV_CODECID_SCREEN2},
40     {CODEC_ID_VP6F,    FLV_CODECID_VP6   },
41     {CODEC_ID_VP6,     FLV_CODECID_VP6   },
42     {CODEC_ID_H264,    FLV_CODECID_H264  },
43     {CODEC_ID_NONE,    0}
44 };
45
46 static const AVCodecTag flv_audio_codec_ids[] = {
47     {CODEC_ID_MP3,       FLV_CODECID_MP3    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
48     {CODEC_ID_PCM_U8,    FLV_CODECID_PCM    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
49     {CODEC_ID_PCM_S16BE, FLV_CODECID_PCM    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
50     {CODEC_ID_PCM_S16LE, FLV_CODECID_PCM_LE >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
51     {CODEC_ID_ADPCM_SWF, FLV_CODECID_ADPCM  >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
52     {CODEC_ID_AAC,       FLV_CODECID_AAC    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
53     {CODEC_ID_NELLYMOSER, FLV_CODECID_NELLYMOSER >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
54     {CODEC_ID_SPEEX,     FLV_CODECID_SPEEX  >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
55     {CODEC_ID_NONE,      0}
56 };
57
58 typedef struct FLVContext {
59     int reserved;
60     int64_t duration_offset;
61     int64_t filesize_offset;
62     int64_t duration;
63 } FLVContext;
64
65 typedef struct FLVStreamContext {
66     int     delay;      ///< first dts delay for each stream (needed for AVC & Speex)
67     int64_t last_ts;    ///< last timestamp for each stream
68 } FLVStreamContext;
69
70 static int get_audio_flags(AVCodecContext *enc){
71     int flags = (enc->bits_per_coded_sample == 16) ? FLV_SAMPLESSIZE_16BIT : FLV_SAMPLESSIZE_8BIT;
72
73     if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC) // specs force these parameters
74         return FLV_CODECID_AAC | FLV_SAMPLERATE_44100HZ | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT | FLV_STEREO;
75     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_SPEEX) {
76         if (enc->sample_rate != 16000) {
77             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "flv only supports wideband (16kHz) Speex audio\n");
78             return -1;
79         }
80         if (enc->channels != 1) {
81             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "flv only supports mono Speex audio\n");
82             return -1;
83         }
84         return FLV_CODECID_SPEEX | FLV_SAMPLERATE_11025HZ | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
85     } else {
86     switch (enc->sample_rate) {
87         case    44100:
88             flags |= FLV_SAMPLERATE_44100HZ;
89             break;
90         case    22050:
91             flags |= FLV_SAMPLERATE_22050HZ;
92             break;
93         case    11025:
94             flags |= FLV_SAMPLERATE_11025HZ;
95             break;
96         case     8000: //nellymoser only
97         case     5512: //not mp3
98             if(enc->codec_id != CODEC_ID_MP3){
99                 flags |= FLV_SAMPLERATE_SPECIAL;
100                 break;
101             }
102         default:
103             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "flv does not support that sample rate, choose from (44100, 22050, 11025).\n");
104             return -1;
105     }
106     }
107
108     if (enc->channels > 1) {
109         flags |= FLV_STEREO;
110     }
111
112     switch(enc->codec_id){
113     case CODEC_ID_MP3:
114         flags |= FLV_CODECID_MP3    | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
115         break;
116     case CODEC_ID_PCM_U8:
117         flags |= FLV_CODECID_PCM    | FLV_SAMPLESSIZE_8BIT;
118         break;
119     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
120         flags |= FLV_CODECID_PCM    | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
121         break;
122     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
123         flags |= FLV_CODECID_PCM_LE | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
124         break;
125     case CODEC_ID_ADPCM_SWF:
126         flags |= FLV_CODECID_ADPCM | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
127         break;
128     case CODEC_ID_NELLYMOSER:
129         if (enc->sample_rate == 8000) {
130             flags |= FLV_CODECID_NELLYMOSER_8KHZ_MONO | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
131         } else {
132             flags |= FLV_CODECID_NELLYMOSER | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
133         }
134         break;
135     case 0:
136         flags |= enc->codec_tag<<4;
137         break;
138     default:
139         av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "codec not compatible with flv\n");
140         return -1;
141     }
142
143     return flags;
144 }
145
146 static void put_amf_string(AVIOContext *pb, const char *str)
147 {
148     size_t len = strlen(str);
149     avio_wb16(pb, len);
150     avio_write(pb, str, len);
151 }
152
153 static void put_avc_eos_tag(AVIOContext *pb, unsigned ts) {
154     avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_VIDEO);
155     avio_wb24(pb, 5);  /* Tag Data Size */
156     avio_wb24(pb, ts);  /* lower 24 bits of timestamp in ms*/
157     avio_w8(pb, (ts >> 24) & 0x7F);  /* MSB of ts in ms*/
158     avio_wb24(pb, 0);  /* StreamId = 0 */
159     avio_w8(pb, 23);  /* ub[4] FrameType = 1, ub[4] CodecId = 7 */
160     avio_w8(pb, 2);  /* AVC end of sequence */
161     avio_wb24(pb, 0);  /* Always 0 for AVC EOS. */
162     avio_wb32(pb, 16);  /* Size of FLV tag */
163 }
164
165 static void put_amf_double(AVIOContext *pb, double d)
166 {
167     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_NUMBER);
168     avio_wb64(pb, av_dbl2int(d));
169 }
170
171 static void put_amf_bool(AVIOContext *pb, int b) {
172     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_BOOL);
173     avio_w8(pb, !!b);
174 }
175
176 static int flv_write_header(AVFormatContext *s)
177 {
178     AVIOContext *pb = s->pb;
179     FLVContext *flv = s->priv_data;
180     AVCodecContext *audio_enc = NULL, *video_enc = NULL;
181     int i, metadata_count = 0;
182     double framerate = 0.0;
183     int64_t metadata_size_pos, data_size, metadata_count_pos;
184     AVDictionaryEntry *tag = NULL;
185
186     for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
187         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
188         FLVStreamContext *sc;
189         if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
190             if (s->streams[i]->r_frame_rate.den && s->streams[i]->r_frame_rate.num) {
191                 framerate = av_q2d(s->streams[i]->r_frame_rate);
192             } else {
193                 framerate = 1/av_q2d(s->streams[i]->codec->time_base);
194             }
195             video_enc = enc;
196             if(enc->codec_tag == 0) {
197                 av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "video codec not compatible with flv\n");
198                 return -1;
199             }
200         } else if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
201             audio_enc = enc;
202             if(get_audio_flags(enc)<0)
203                 return -1;
204         }
205         av_set_pts_info(s->streams[i], 32, 1, 1000); /* 32 bit pts in ms */
206
207         sc = av_mallocz(sizeof(FLVStreamContext));
208         if (!sc)
209             return AVERROR(ENOMEM);
210         s->streams[i]->priv_data = sc;
211         sc->last_ts = -1;
212     }
213     avio_write(pb, "FLV", 3);
214     avio_w8(pb,1);
215     avio_w8(pb,   FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO * !!audio_enc
216                  + FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO * !!video_enc);
217     avio_wb32(pb,9);
218     avio_wb32(pb,0);
219
220     for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
221         if(s->streams[i]->codec->codec_tag == 5){
222             avio_w8(pb,8); // message type
223             avio_wb24(pb,0); // include flags
224             avio_wb24(pb,0); // time stamp
225             avio_wb32(pb,0); // reserved
226             avio_wb32(pb,11); // size
227             flv->reserved=5;
228         }
229     }
230
231     /* write meta_tag */
232     avio_w8(pb, 18);         // tag type META
233     metadata_size_pos= avio_tell(pb);
234     avio_wb24(pb, 0);          // size of data part (sum of all parts below)
235     avio_wb24(pb, 0);          // time stamp
236     avio_wb32(pb, 0);          // reserved
237
238     /* now data of data_size size */
239
240     /* first event name as a string */
241     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_STRING);
242     put_amf_string(pb, "onMetaData"); // 12 bytes
243
244     /* mixed array (hash) with size and string/type/data tuples */
245     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_MIXEDARRAY);
246     metadata_count_pos = avio_tell(pb);
247     metadata_count = 5*!!video_enc + 5*!!audio_enc + 2; // +2 for duration and file size
248     avio_wb32(pb, metadata_count);
249
250     put_amf_string(pb, "duration");
251     flv->duration_offset= avio_tell(pb);
252     put_amf_double(pb, s->duration / AV_TIME_BASE); // fill in the guessed duration, it'll be corrected later if incorrect
253
254     if(video_enc){
255         put_amf_string(pb, "width");
256         put_amf_double(pb, video_enc->width);
257
258         put_amf_string(pb, "height");
259         put_amf_double(pb, video_enc->height);
260
261         put_amf_string(pb, "videodatarate");
262         put_amf_double(pb, video_enc->bit_rate / 1024.0);
263
264         put_amf_string(pb, "framerate");
265         put_amf_double(pb, framerate);
266
267         put_amf_string(pb, "videocodecid");
268         put_amf_double(pb, video_enc->codec_tag);
269     }
270
271     if(audio_enc){
272         put_amf_string(pb, "audiodatarate");
273         put_amf_double(pb, audio_enc->bit_rate / 1024.0);
274
275         put_amf_string(pb, "audiosamplerate");
276         put_amf_double(pb, audio_enc->sample_rate);
277
278         put_amf_string(pb, "audiosamplesize");
279         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_id == CODEC_ID_PCM_U8 ? 8 : 16);
280
281         put_amf_string(pb, "stereo");
282         put_amf_bool(pb, audio_enc->channels == 2);
283
284         put_amf_string(pb, "audiocodecid");
285         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_tag);
286     }
287
288     while ((tag = av_dict_get(s->metadata, "", tag, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
289         if(   !strcmp(tag->key, "width")
290             ||!strcmp(tag->key, "height")
291             ||!strcmp(tag->key, "videodatarate")
292             ||!strcmp(tag->key, "framerate")
293             ||!strcmp(tag->key, "videocodecid")
294             ||!strcmp(tag->key, "audiodatarate")
295             ||!strcmp(tag->key, "audiosamplerate")
296             ||!strcmp(tag->key, "audiosamplesize")
297             ||!strcmp(tag->key, "stereo")
298             ||!strcmp(tag->key, "audiocodecid")
299             ||!strcmp(tag->key, "duration")
300             ||!strcmp(tag->key, "onMetaData")
301         ){
302             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "ignoring metadata for %s\n", tag->key);
303             continue;
304         }
305         put_amf_string(pb, tag->key);
306         avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_STRING);
307         put_amf_string(pb, tag->value);
308         metadata_count++;
309     }
310
311     put_amf_string(pb, "filesize");
312     flv->filesize_offset= avio_tell(pb);
313     put_amf_double(pb, 0); // delayed write
314
315     put_amf_string(pb, "");
316     avio_w8(pb, AMF_END_OF_OBJECT);
317
318     /* write total size of tag */
319     data_size= avio_tell(pb) - metadata_size_pos - 10;
320
321     avio_seek(pb, metadata_count_pos, SEEK_SET);
322     avio_wb32(pb, metadata_count);
323
324     avio_seek(pb, metadata_size_pos, SEEK_SET);
325     avio_wb24(pb, data_size);
326     avio_skip(pb, data_size + 10 - 3);
327     avio_wb32(pb, data_size + 11);
328
329     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
330         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
331         if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC || enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4) {
332             int64_t pos;
333             avio_w8(pb, enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO ?
334                      FLV_TAG_TYPE_VIDEO : FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
335             avio_wb24(pb, 0); // size patched later
336             avio_wb24(pb, 0); // ts
337             avio_w8(pb, 0); // ts ext
338             avio_wb24(pb, 0); // streamid
339             pos = avio_tell(pb);
340             if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
341                 avio_w8(pb, get_audio_flags(enc));
342                 avio_w8(pb, 0); // AAC sequence header
343                 avio_write(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
344             } else {
345                 avio_w8(pb, enc->codec_tag | FLV_FRAME_KEY); // flags
346                 avio_w8(pb, 0); // AVC sequence header
347                 avio_wb24(pb, 0); // composition time
348                 ff_isom_write_avcc(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
349             }
350             data_size = avio_tell(pb) - pos;
351             avio_seek(pb, -data_size - 10, SEEK_CUR);
352             avio_wb24(pb, data_size);
353             avio_skip(pb, data_size + 10 - 3);
354             avio_wb32(pb, data_size + 11); // previous tag size
355         }
356     }
357
358     return 0;
359 }
360
361 static int flv_write_trailer(AVFormatContext *s)
362 {
363     int64_t file_size;
364
365     AVIOContext *pb = s->pb;
366     FLVContext *flv = s->priv_data;
367     int i;
368
369     /* Add EOS tag */
370     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
371         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
372         FLVStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
373         if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
374                 (enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4)) {
375             put_avc_eos_tag(pb, sc->last_ts);
376         }
377     }
378
379     file_size = avio_tell(pb);
380
381     /* update informations */
382     avio_seek(pb, flv->duration_offset, SEEK_SET);
383     put_amf_double(pb, flv->duration / (double)1000);
384     avio_seek(pb, flv->filesize_offset, SEEK_SET);
385     put_amf_double(pb, file_size);
386
387     avio_seek(pb, file_size, SEEK_SET);
388     return 0;
389 }
390
391 static int flv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
392 {
393     AVIOContext *pb = s->pb;
394     AVCodecContext *enc = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
395     FLVContext *flv = s->priv_data;
396     FLVStreamContext *sc = s->streams[pkt->stream_index]->priv_data;
397     unsigned ts;
398     int size= pkt->size;
399     uint8_t *data= NULL;
400     int flags, flags_size;
401
402 //    av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "type:%d pts: %"PRId64" size:%d\n", enc->codec_type, timestamp, size);
403
404     if(enc->codec_id == CODEC_ID_VP6 || enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F ||
405        enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
406         flags_size= 2;
407     else if(enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4)
408         flags_size= 5;
409     else
410         flags_size= 1;
411
412     if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
413         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_VIDEO);
414
415         flags = enc->codec_tag;
416         if(flags == 0) {
417             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "video codec %s not compatible with flv\n", avcodec_get_name(enc->codec_id));
418             return -1;
419         }
420
421         flags |= pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY ? FLV_FRAME_KEY : FLV_FRAME_INTER;
422     } else if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
423         flags = get_audio_flags(enc);
424
425         assert(size);
426
427         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
428     } else {
429         // In-band flv metadata ("scriptdata")
430         assert(enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_DATA);
431         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_META);
432         flags_size = 0;
433         flags = NULL;
434     }
435
436     if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4) {
437         /* check if extradata looks like mp4 formated */
438         if (enc->extradata_size > 0 && *(uint8_t*)enc->extradata != 1) {
439             if (ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size) < 0)
440                 return -1;
441         }
442     } else if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC && pkt->size > 2 &&
443                (AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) == 0xfff0) {
444         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "malformated aac bitstream, use -absf aac_adtstoasc\n");
445         return -1;
446     }
447     if (!sc->delay && pkt->dts < 0)
448         sc->delay = -pkt->dts;
449
450     ts = pkt->dts + sc->delay; // add delay to force positive dts
451
452     /* check Speex packet duration */
453     if (enc->codec_id == CODEC_ID_SPEEX && ts - sc->last_ts > 160) {
454         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Warning: Speex stream has more than "
455                                   "8 frames per packet. Adobe Flash "
456                                   "Player cannot handle this!\n");
457     }
458
459     if (sc->last_ts < ts)
460         sc->last_ts = ts;
461
462     avio_wb24(pb,size + flags_size);
463     avio_wb24(pb,ts);
464     avio_w8(pb,(ts >> 24) & 0x7F); // timestamps are 32bits _signed_
465     avio_wb24(pb,flv->reserved);
466
467     if(flags_size)
468         avio_w8(pb,flags);
469
470     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6)
471         avio_w8(pb,0);
472     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F)
473         avio_w8(pb, enc->extradata_size ? enc->extradata[0] : 0);
474     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
475         avio_w8(pb,1); // AAC raw
476     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4) {
477         avio_w8(pb,1); // AVC NALU
478         avio_wb24(pb,pkt->pts - pkt->dts);
479     }
480
481     avio_write(pb, data ? data : pkt->data, size);
482
483     avio_wb32(pb,size+flags_size+11); // previous tag size
484     flv->duration = FFMAX(flv->duration, pkt->pts + sc->delay + pkt->duration);
485
486     avio_flush(pb);
487
488     av_free(data);
489
490     return pb->error;
491 }
492
493 AVOutputFormat ff_flv_muxer = {
494     .name           = "flv",
495     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLV format"),
496     .mime_type      = "video/x-flv",
497     .extensions     = "flv",
498     .priv_data_size = sizeof(FLVContext),
499 #if CONFIG_LIBMP3LAME
500     .audio_codec    = CODEC_ID_MP3,
501 #else // CONFIG_LIBMP3LAME
502     .audio_codec    = CODEC_ID_ADPCM_SWF,
503 #endif // CONFIG_LIBMP3LAME
504     .video_codec    = CODEC_ID_FLV1,
505     .write_header   = flv_write_header,
506     .write_packet   = flv_write_packet,
507     .write_trailer  = flv_write_trailer,
508     .codec_tag= (const AVCodecTag* const []){flv_video_codec_ids, flv_audio_codec_ids, 0},
509     .flags= AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
510 };