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.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_VP6A,    FLV_CODECID_VP6A  },
43     {CODEC_ID_H264,    FLV_CODECID_H264  },
44     {CODEC_ID_NONE,    0}
45 };
46
47 static const AVCodecTag flv_audio_codec_ids[] = {
48     {CODEC_ID_MP3,       FLV_CODECID_MP3    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
49     {CODEC_ID_PCM_U8,    FLV_CODECID_PCM    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
50     {CODEC_ID_PCM_S16BE, FLV_CODECID_PCM    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
51     {CODEC_ID_PCM_S16LE, FLV_CODECID_PCM_LE >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
52     {CODEC_ID_ADPCM_SWF, FLV_CODECID_ADPCM  >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
53     {CODEC_ID_AAC,       FLV_CODECID_AAC    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
54     {CODEC_ID_NELLYMOSER, FLV_CODECID_NELLYMOSER >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
55     {CODEC_ID_SPEEX,     FLV_CODECID_SPEEX  >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
56     {CODEC_ID_NONE,      0}
57 };
58
59 typedef struct FLVContext {
60     int reserved;
61     int64_t duration_offset;
62     int64_t filesize_offset;
63     int64_t duration;
64     int64_t delay;      ///< first dts delay (needed for AVC & Speex)
65 } FLVContext;
66
67 typedef struct FLVStreamContext {
68     int64_t last_ts;    ///< last timestamp for each stream
69 } FLVStreamContext;
70
71 static int get_audio_flags(AVFormatContext *s, AVCodecContext *enc)
72 {
73     int flags = (enc->bits_per_coded_sample == 16) ? FLV_SAMPLESSIZE_16BIT : FLV_SAMPLESSIZE_8BIT;
74
75     if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC) // specs force these parameters
76         return FLV_CODECID_AAC | FLV_SAMPLERATE_44100HZ | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT | FLV_STEREO;
77     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_SPEEX) {
78         if (enc->sample_rate != 16000) {
79             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "flv only supports wideband (16kHz) Speex audio\n");
80             return -1;
81         }
82         if (enc->channels != 1) {
83             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "flv only supports mono Speex audio\n");
84             return -1;
85         }
86         return FLV_CODECID_SPEEX | FLV_SAMPLERATE_11025HZ | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
87     } else {
88     switch (enc->sample_rate) {
89         case    44100:
90             flags |= FLV_SAMPLERATE_44100HZ;
91             break;
92         case    22050:
93             flags |= FLV_SAMPLERATE_22050HZ;
94             break;
95         case    11025:
96             flags |= FLV_SAMPLERATE_11025HZ;
97             break;
98         case    16000: //nellymoser only
99         case     8000: //nellymoser only
100         case     5512: //not mp3
101             if(enc->codec_id != CODEC_ID_MP3){
102                 flags |= FLV_SAMPLERATE_SPECIAL;
103                 break;
104             }
105         default:
106             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "flv does not support that sample rate, choose from (44100, 22050, 11025).\n");
107             return -1;
108     }
109     }
110
111     if (enc->channels > 1) {
112         flags |= FLV_STEREO;
113     }
114
115     switch(enc->codec_id){
116     case CODEC_ID_MP3:
117         flags |= FLV_CODECID_MP3    | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
118         break;
119     case CODEC_ID_PCM_U8:
120         flags |= FLV_CODECID_PCM    | FLV_SAMPLESSIZE_8BIT;
121         break;
122     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
123         flags |= FLV_CODECID_PCM    | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
124         break;
125     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
126         flags |= FLV_CODECID_PCM_LE | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
127         break;
128     case CODEC_ID_ADPCM_SWF:
129         flags |= FLV_CODECID_ADPCM | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
130         break;
131     case CODEC_ID_NELLYMOSER:
132         if (enc->sample_rate == 8000) {
133             flags |= FLV_CODECID_NELLYMOSER_8KHZ_MONO | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
134         } else if (enc->sample_rate == 16000) {
135             flags |= FLV_CODECID_NELLYMOSER_16KHZ_MONO | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
136         } else {
137             flags |= FLV_CODECID_NELLYMOSER | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
138         }
139         break;
140     case 0:
141         flags |= enc->codec_tag<<4;
142         break;
143     default:
144         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "codec not compatible with flv\n");
145         return -1;
146     }
147
148     return flags;
149 }
150
151 static void put_amf_string(AVIOContext *pb, const char *str)
152 {
153     size_t len = strlen(str);
154     avio_wb16(pb, len);
155     avio_write(pb, str, len);
156 }
157
158 static void put_avc_eos_tag(AVIOContext *pb, unsigned ts) {
159     avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_VIDEO);
160     avio_wb24(pb, 5);  /* Tag Data Size */
161     avio_wb24(pb, ts);  /* lower 24 bits of timestamp in ms*/
162     avio_w8(pb, (ts >> 24) & 0x7F);  /* MSB of ts in ms*/
163     avio_wb24(pb, 0);  /* StreamId = 0 */
164     avio_w8(pb, 23);  /* ub[4] FrameType = 1, ub[4] CodecId = 7 */
165     avio_w8(pb, 2);  /* AVC end of sequence */
166     avio_wb24(pb, 0);  /* Always 0 for AVC EOS. */
167     avio_wb32(pb, 16);  /* Size of FLV tag */
168 }
169
170 static void put_amf_double(AVIOContext *pb, double d)
171 {
172     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_NUMBER);
173     avio_wb64(pb, av_double2int(d));
174 }
175
176 static void put_amf_bool(AVIOContext *pb, int b) {
177     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_BOOL);
178     avio_w8(pb, !!b);
179 }
180
181 static int flv_write_header(AVFormatContext *s)
182 {
183     AVIOContext *pb = s->pb;
184     FLVContext *flv = s->priv_data;
185     AVCodecContext *audio_enc = NULL, *video_enc = NULL;
186     int i, metadata_count = 0;
187     double framerate = 0.0;
188     int64_t metadata_size_pos, data_size, metadata_count_pos;
189     AVDictionaryEntry *tag = NULL;
190
191     for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
192         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
193         FLVStreamContext *sc;
194         if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
195             if (s->streams[i]->r_frame_rate.den && s->streams[i]->r_frame_rate.num) {
196                 framerate = av_q2d(s->streams[i]->r_frame_rate);
197             } else {
198                 framerate = 1/av_q2d(s->streams[i]->codec->time_base);
199             }
200             video_enc = enc;
201             if(enc->codec_tag == 0) {
202                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video codec not compatible with flv\n");
203                 return -1;
204             }
205         } else if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
206             audio_enc = enc;
207             if (get_audio_flags(s, enc) < 0)
208                 return -1;
209         }
210         avpriv_set_pts_info(s->streams[i], 32, 1, 1000); /* 32 bit pts in ms */
211
212         sc = av_mallocz(sizeof(FLVStreamContext));
213         if (!sc)
214             return AVERROR(ENOMEM);
215         s->streams[i]->priv_data = sc;
216         sc->last_ts = -1;
217     }
218     flv->delay = AV_NOPTS_VALUE;
219
220     avio_write(pb, "FLV", 3);
221     avio_w8(pb,1);
222     avio_w8(pb,   FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO * !!audio_enc
223                  + FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO * !!video_enc);
224     avio_wb32(pb,9);
225     avio_wb32(pb,0);
226
227     for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
228         if(s->streams[i]->codec->codec_tag == 5){
229             avio_w8(pb,8); // message type
230             avio_wb24(pb,0); // include flags
231             avio_wb24(pb,0); // time stamp
232             avio_wb32(pb,0); // reserved
233             avio_wb32(pb,11); // size
234             flv->reserved=5;
235         }
236     }
237
238     /* write meta_tag */
239     avio_w8(pb, 18);         // tag type META
240     metadata_size_pos= avio_tell(pb);
241     avio_wb24(pb, 0);          // size of data part (sum of all parts below)
242     avio_wb24(pb, 0);          // time stamp
243     avio_wb32(pb, 0);          // reserved
244
245     /* now data of data_size size */
246
247     /* first event name as a string */
248     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_STRING);
249     put_amf_string(pb, "onMetaData"); // 12 bytes
250
251     /* mixed array (hash) with size and string/type/data tuples */
252     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_MIXEDARRAY);
253     metadata_count_pos = avio_tell(pb);
254     metadata_count = 5*!!video_enc + 5*!!audio_enc + 2; // +2 for duration and file size
255     avio_wb32(pb, metadata_count);
256
257     put_amf_string(pb, "duration");
258     flv->duration_offset= avio_tell(pb);
259     put_amf_double(pb, s->duration / AV_TIME_BASE); // fill in the guessed duration, it'll be corrected later if incorrect
260
261     if(video_enc){
262         put_amf_string(pb, "width");
263         put_amf_double(pb, video_enc->width);
264
265         put_amf_string(pb, "height");
266         put_amf_double(pb, video_enc->height);
267
268         put_amf_string(pb, "videodatarate");
269         put_amf_double(pb, video_enc->bit_rate / 1024.0);
270
271         put_amf_string(pb, "framerate");
272         put_amf_double(pb, framerate);
273
274         put_amf_string(pb, "videocodecid");
275         put_amf_double(pb, video_enc->codec_tag);
276     }
277
278     if(audio_enc){
279         put_amf_string(pb, "audiodatarate");
280         put_amf_double(pb, audio_enc->bit_rate / 1024.0);
281
282         put_amf_string(pb, "audiosamplerate");
283         put_amf_double(pb, audio_enc->sample_rate);
284
285         put_amf_string(pb, "audiosamplesize");
286         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_id == CODEC_ID_PCM_U8 ? 8 : 16);
287
288         put_amf_string(pb, "stereo");
289         put_amf_bool(pb, audio_enc->channels == 2);
290
291         put_amf_string(pb, "audiocodecid");
292         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_tag);
293     }
294
295     while ((tag = av_dict_get(s->metadata, "", tag, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
296         if(   !strcmp(tag->key, "width")
297             ||!strcmp(tag->key, "height")
298             ||!strcmp(tag->key, "videodatarate")
299             ||!strcmp(tag->key, "framerate")
300             ||!strcmp(tag->key, "videocodecid")
301             ||!strcmp(tag->key, "audiodatarate")
302             ||!strcmp(tag->key, "audiosamplerate")
303             ||!strcmp(tag->key, "audiosamplesize")
304             ||!strcmp(tag->key, "stereo")
305             ||!strcmp(tag->key, "audiocodecid")
306             ||!strcmp(tag->key, "duration")
307             ||!strcmp(tag->key, "onMetaData")
308         ){
309             av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "ignoring metadata for %s\n", tag->key);
310             continue;
311         }
312         put_amf_string(pb, tag->key);
313         avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_STRING);
314         put_amf_string(pb, tag->value);
315         metadata_count++;
316     }
317
318     put_amf_string(pb, "filesize");
319     flv->filesize_offset= avio_tell(pb);
320     put_amf_double(pb, 0); // delayed write
321
322     put_amf_string(pb, "");
323     avio_w8(pb, AMF_END_OF_OBJECT);
324
325     /* write total size of tag */
326     data_size= avio_tell(pb) - metadata_size_pos - 10;
327
328     avio_seek(pb, metadata_count_pos, SEEK_SET);
329     avio_wb32(pb, metadata_count);
330
331     avio_seek(pb, metadata_size_pos, SEEK_SET);
332     avio_wb24(pb, data_size);
333     avio_skip(pb, data_size + 10 - 3);
334     avio_wb32(pb, data_size + 11);
335
336     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
337         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
338         if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC || enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4) {
339             int64_t pos;
340             avio_w8(pb, enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO ?
341                      FLV_TAG_TYPE_VIDEO : FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
342             avio_wb24(pb, 0); // size patched later
343             avio_wb24(pb, 0); // ts
344             avio_w8(pb, 0); // ts ext
345             avio_wb24(pb, 0); // streamid
346             pos = avio_tell(pb);
347             if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
348                 avio_w8(pb, get_audio_flags(s, enc));
349                 avio_w8(pb, 0); // AAC sequence header
350                 avio_write(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
351             } else {
352                 avio_w8(pb, enc->codec_tag | FLV_FRAME_KEY); // flags
353                 avio_w8(pb, 0); // AVC sequence header
354                 avio_wb24(pb, 0); // composition time
355                 ff_isom_write_avcc(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
356             }
357             data_size = avio_tell(pb) - pos;
358             avio_seek(pb, -data_size - 10, SEEK_CUR);
359             avio_wb24(pb, data_size);
360             avio_skip(pb, data_size + 10 - 3);
361             avio_wb32(pb, data_size + 11); // previous tag size
362         }
363     }
364
365     return 0;
366 }
367
368 static int flv_write_trailer(AVFormatContext *s)
369 {
370     int64_t file_size;
371
372     AVIOContext *pb = s->pb;
373     FLVContext *flv = s->priv_data;
374     int i;
375
376     /* Add EOS tag */
377     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
378         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
379         FLVStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
380         if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
381                 (enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4)) {
382             put_avc_eos_tag(pb, sc->last_ts);
383         }
384     }
385
386     file_size = avio_tell(pb);
387
388     /* update information */
389     avio_seek(pb, flv->duration_offset, SEEK_SET);
390     put_amf_double(pb, flv->duration / (double)1000);
391     avio_seek(pb, flv->filesize_offset, SEEK_SET);
392     put_amf_double(pb, file_size);
393
394     avio_seek(pb, file_size, SEEK_SET);
395     return 0;
396 }
397
398 static int flv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
399 {
400     AVIOContext *pb = s->pb;
401     AVCodecContext *enc = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
402     FLVContext *flv = s->priv_data;
403     FLVStreamContext *sc = s->streams[pkt->stream_index]->priv_data;
404     unsigned ts;
405     int size= pkt->size;
406     uint8_t *data= NULL;
407     int flags, flags_size;
408
409 //    av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "type:%d pts: %"PRId64" size:%d\n", enc->codec_type, timestamp, size);
410
411     if(enc->codec_id == CODEC_ID_VP6 || enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F ||
412        enc->codec_id == CODEC_ID_VP6A || enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
413         flags_size= 2;
414     else if(enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4)
415         flags_size= 5;
416     else
417         flags_size= 1;
418
419     if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
420         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_VIDEO);
421
422         flags = enc->codec_tag;
423         if(flags == 0) {
424             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video codec %s not compatible with flv\n", avcodec_get_name(enc->codec_id));
425             return -1;
426         }
427
428         flags |= pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY ? FLV_FRAME_KEY : FLV_FRAME_INTER;
429     } else if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
430         flags = get_audio_flags(s, enc);
431
432         assert(size);
433
434         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
435     } else {
436         // In-band flv metadata ("scriptdata")
437         assert(enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_DATA);
438         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_META);
439         flags_size = 0;
440         flags = 0;
441     }
442
443     if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4) {
444         /* check if extradata looks like mp4 formated */
445         if (enc->extradata_size > 0 && *(uint8_t*)enc->extradata != 1) {
446             if (ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size) < 0)
447                 return -1;
448         }
449     } else if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC && pkt->size > 2 &&
450                (AV_RB16(pkt->data) & 0xfff0) == 0xfff0) {
451         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "malformated aac bitstream, use -absf aac_adtstoasc\n");
452         return -1;
453     }
454     if (flv->delay == AV_NOPTS_VALUE)
455         flv->delay = -pkt->dts;
456     if (pkt->dts < -flv->delay) {
457         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Packets are not in the proper order with "
458                                   "respect to DTS\n");
459         return AVERROR(EINVAL);
460     }
461
462     ts = pkt->dts + flv->delay; // add delay to force positive dts
463
464     /* check Speex packet duration */
465     if (enc->codec_id == CODEC_ID_SPEEX && ts - sc->last_ts > 160) {
466         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Warning: Speex stream has more than "
467                                   "8 frames per packet. Adobe Flash "
468                                   "Player cannot handle this!\n");
469     }
470
471     if (sc->last_ts < ts)
472         sc->last_ts = ts;
473
474     avio_wb24(pb,size + flags_size);
475     avio_wb24(pb,ts);
476     avio_w8(pb,(ts >> 24) & 0x7F); // timestamps are 32bits _signed_
477     avio_wb24(pb,flv->reserved);
478
479     if(flags_size)
480         avio_w8(pb,flags);
481
482     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6)
483         avio_w8(pb,0);
484     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F || enc->codec_id == CODEC_ID_VP6A)
485         avio_w8(pb, enc->extradata_size ? enc->extradata[0] : 0);
486     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
487         avio_w8(pb,1); // AAC raw
488     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264 || enc->codec_id == CODEC_ID_MPEG4) {
489         avio_w8(pb,1); // AVC NALU
490         avio_wb24(pb,pkt->pts - pkt->dts);
491     }
492
493     avio_write(pb, data ? data : pkt->data, size);
494
495     avio_wb32(pb,size+flags_size+11); // previous tag size
496     flv->duration = FFMAX(flv->duration, pkt->pts + flv->delay + pkt->duration);
497
498     avio_flush(pb);
499
500     av_free(data);
501
502     return pb->error;
503 }
504
505 AVOutputFormat ff_flv_muxer = {
506     .name           = "flv",
507     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLV format"),
508     .mime_type      = "video/x-flv",
509     .extensions     = "flv",
510     .priv_data_size = sizeof(FLVContext),
511 #if CONFIG_LIBMP3LAME
512     .audio_codec    = CODEC_ID_MP3,
513 #else // CONFIG_LIBMP3LAME
514     .audio_codec    = CODEC_ID_ADPCM_SWF,
515 #endif // CONFIG_LIBMP3LAME
516     .video_codec    = CODEC_ID_FLV1,
517     .write_header   = flv_write_header,
518     .write_packet   = flv_write_packet,
519     .write_trailer  = flv_write_trailer,
520     .codec_tag      = (const AVCodecTag* const []){
521         flv_video_codec_ids, flv_audio_codec_ids, 0
522     },
523     .flags          = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
524 };