flvenc: Support muxing 16 kHz nellymoser
[ffmpeg.git] / libavformat / flvenc.c
1 /*
2  * FLV muxer
3  * Copyright (c) 2003 The Libav Project
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/intfloat.h"
23 #include "avformat.h"
24 #include "flv.h"
25 #include "internal.h"
26 #include "avc.h"
27 #include "metadata.h"
28 #include "libavutil/dict.h"
29
30 #undef NDEBUG
31 #include <assert.h>
32
33 static const AVCodecTag flv_video_codec_ids[] = {
34     {CODEC_ID_FLV1,    FLV_CODECID_H263  },
35     {CODEC_ID_FLASHSV, FLV_CODECID_SCREEN},
36     {CODEC_ID_FLASHSV2, FLV_CODECID_SCREEN2},
37     {CODEC_ID_VP6F,    FLV_CODECID_VP6   },
38     {CODEC_ID_VP6,     FLV_CODECID_VP6   },
39     {CODEC_ID_H264,    FLV_CODECID_H264  },
40     {CODEC_ID_NONE,    0}
41 };
42
43 static const AVCodecTag flv_audio_codec_ids[] = {
44     {CODEC_ID_MP3,       FLV_CODECID_MP3    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
45     {CODEC_ID_PCM_U8,    FLV_CODECID_PCM    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
46     {CODEC_ID_PCM_S16BE, FLV_CODECID_PCM    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
47     {CODEC_ID_PCM_S16LE, FLV_CODECID_PCM_LE >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
48     {CODEC_ID_ADPCM_SWF, FLV_CODECID_ADPCM  >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
49     {CODEC_ID_AAC,       FLV_CODECID_AAC    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
50     {CODEC_ID_NELLYMOSER, FLV_CODECID_NELLYMOSER >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
51     {CODEC_ID_SPEEX,     FLV_CODECID_SPEEX  >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
52     {CODEC_ID_NONE,      0}
53 };
54
55 typedef struct FLVContext {
56     int reserved;
57     int64_t duration_offset;
58     int64_t filesize_offset;
59     int64_t duration;
60     int64_t delay;      ///< first dts delay (needed for AVC & Speex)
61 } FLVContext;
62
63 typedef struct FLVStreamContext {
64     int64_t last_ts;    ///< last timestamp for each stream
65 } FLVStreamContext;
66
67 static int get_audio_flags(AVCodecContext *enc){
68     int flags = (enc->bits_per_coded_sample == 16) ? FLV_SAMPLESSIZE_16BIT : FLV_SAMPLESSIZE_8BIT;
69
70     if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC) // specs force these parameters
71         return FLV_CODECID_AAC | FLV_SAMPLERATE_44100HZ | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT | FLV_STEREO;
72     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_SPEEX) {
73         if (enc->sample_rate != 16000) {
74             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "flv only supports wideband (16kHz) Speex audio\n");
75             return -1;
76         }
77         if (enc->channels != 1) {
78             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "flv only supports mono Speex audio\n");
79             return -1;
80         }
81         return FLV_CODECID_SPEEX | FLV_SAMPLERATE_11025HZ | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
82     } else {
83     switch (enc->sample_rate) {
84         case    44100:
85             flags |= FLV_SAMPLERATE_44100HZ;
86             break;
87         case    22050:
88             flags |= FLV_SAMPLERATE_22050HZ;
89             break;
90         case    11025:
91             flags |= FLV_SAMPLERATE_11025HZ;
92             break;
93         case    16000: //nellymoser only
94         case     8000: //nellymoser only
95         case     5512: //not mp3
96             if(enc->codec_id != CODEC_ID_MP3){
97                 flags |= FLV_SAMPLERATE_SPECIAL;
98                 break;
99             }
100         default:
101             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "flv does not support that sample rate, choose from (44100, 22050, 11025).\n");
102             return -1;
103     }
104     }
105
106     if (enc->channels > 1) {
107         flags |= FLV_STEREO;
108     }
109
110     switch(enc->codec_id){
111     case CODEC_ID_MP3:
112         flags |= FLV_CODECID_MP3    | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
113         break;
114     case CODEC_ID_PCM_U8:
115         flags |= FLV_CODECID_PCM    | FLV_SAMPLESSIZE_8BIT;
116         break;
117     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
118         flags |= FLV_CODECID_PCM    | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
119         break;
120     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
121         flags |= FLV_CODECID_PCM_LE | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
122         break;
123     case CODEC_ID_ADPCM_SWF:
124         flags |= FLV_CODECID_ADPCM | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
125         break;
126     case CODEC_ID_NELLYMOSER:
127         if (enc->sample_rate == 8000) {
128             flags |= FLV_CODECID_NELLYMOSER_8KHZ_MONO | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
129         } else if (enc->sample_rate == 16000) {
130             flags |= FLV_CODECID_NELLYMOSER_16KHZ_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_double2int(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 {
201             audio_enc = enc;
202             if(get_audio_flags(enc)<0)
203                 return -1;
204         }
205         avpriv_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     flv->delay = AV_NOPTS_VALUE;
214
215     avio_write(pb, "FLV", 3);
216     avio_w8(pb,1);
217     avio_w8(pb,   FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO * !!audio_enc
218                  + FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO * !!video_enc);
219     avio_wb32(pb,9);
220     avio_wb32(pb,0);
221
222     for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
223         if(s->streams[i]->codec->codec_tag == 5){
224             avio_w8(pb,8); // message type
225             avio_wb24(pb,0); // include flags
226             avio_wb24(pb,0); // time stamp
227             avio_wb32(pb,0); // reserved
228             avio_wb32(pb,11); // size
229             flv->reserved=5;
230         }
231     }
232
233     /* write meta_tag */
234     avio_w8(pb, 18);         // tag type META
235     metadata_size_pos= avio_tell(pb);
236     avio_wb24(pb, 0);          // size of data part (sum of all parts below)
237     avio_wb24(pb, 0);          // time stamp
238     avio_wb32(pb, 0);          // reserved
239
240     /* now data of data_size size */
241
242     /* first event name as a string */
243     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_STRING);
244     put_amf_string(pb, "onMetaData"); // 12 bytes
245
246     /* mixed array (hash) with size and string/type/data tuples */
247     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_MIXEDARRAY);
248     metadata_count_pos = avio_tell(pb);
249     metadata_count = 5*!!video_enc + 5*!!audio_enc + 2; // +2 for duration and file size
250     avio_wb32(pb, metadata_count);
251
252     put_amf_string(pb, "duration");
253     flv->duration_offset= avio_tell(pb);
254     put_amf_double(pb, s->duration / AV_TIME_BASE); // fill in the guessed duration, it'll be corrected later if incorrect
255
256     if(video_enc){
257         put_amf_string(pb, "width");
258         put_amf_double(pb, video_enc->width);
259
260         put_amf_string(pb, "height");
261         put_amf_double(pb, video_enc->height);
262
263         put_amf_string(pb, "videodatarate");
264         put_amf_double(pb, video_enc->bit_rate / 1024.0);
265
266         put_amf_string(pb, "framerate");
267         put_amf_double(pb, framerate);
268
269         put_amf_string(pb, "videocodecid");
270         put_amf_double(pb, video_enc->codec_tag);
271     }
272
273     if(audio_enc){
274         put_amf_string(pb, "audiodatarate");
275         put_amf_double(pb, audio_enc->bit_rate / 1024.0);
276
277         put_amf_string(pb, "audiosamplerate");
278         put_amf_double(pb, audio_enc->sample_rate);
279
280         put_amf_string(pb, "audiosamplesize");
281         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_id == CODEC_ID_PCM_U8 ? 8 : 16);
282
283         put_amf_string(pb, "stereo");
284         put_amf_bool(pb, audio_enc->channels == 2);
285
286         put_amf_string(pb, "audiocodecid");
287         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_tag);
288     }
289
290     while ((tag = av_dict_get(s->metadata, "", tag, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
291         put_amf_string(pb, tag->key);
292         avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_STRING);
293         put_amf_string(pb, tag->value);
294         metadata_count++;
295     }
296
297     put_amf_string(pb, "filesize");
298     flv->filesize_offset= avio_tell(pb);
299     put_amf_double(pb, 0); // delayed write
300
301     put_amf_string(pb, "");
302     avio_w8(pb, AMF_END_OF_OBJECT);
303
304     /* write total size of tag */
305     data_size= avio_tell(pb) - metadata_size_pos - 10;
306
307     avio_seek(pb, metadata_count_pos, SEEK_SET);
308     avio_wb32(pb, metadata_count);
309
310     avio_seek(pb, metadata_size_pos, SEEK_SET);
311     avio_wb24(pb, data_size);
312     avio_skip(pb, data_size + 10 - 3);
313     avio_wb32(pb, data_size + 11);
314
315     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
316         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
317         if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC || enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
318             int64_t pos;
319             avio_w8(pb, enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO ?
320                      FLV_TAG_TYPE_VIDEO : FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
321             avio_wb24(pb, 0); // size patched later
322             avio_wb24(pb, 0); // ts
323             avio_w8(pb, 0); // ts ext
324             avio_wb24(pb, 0); // streamid
325             pos = avio_tell(pb);
326             if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
327                 avio_w8(pb, get_audio_flags(enc));
328                 avio_w8(pb, 0); // AAC sequence header
329                 avio_write(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
330             } else {
331                 avio_w8(pb, enc->codec_tag | FLV_FRAME_KEY); // flags
332                 avio_w8(pb, 0); // AVC sequence header
333                 avio_wb24(pb, 0); // composition time
334                 ff_isom_write_avcc(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
335             }
336             data_size = avio_tell(pb) - pos;
337             avio_seek(pb, -data_size - 10, SEEK_CUR);
338             avio_wb24(pb, data_size);
339             avio_skip(pb, data_size + 10 - 3);
340             avio_wb32(pb, data_size + 11); // previous tag size
341         }
342     }
343
344     return 0;
345 }
346
347 static int flv_write_trailer(AVFormatContext *s)
348 {
349     int64_t file_size;
350
351     AVIOContext *pb = s->pb;
352     FLVContext *flv = s->priv_data;
353     int i;
354
355     /* Add EOS tag */
356     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
357         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
358         FLVStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
359         if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
360                 enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
361             put_avc_eos_tag(pb, sc->last_ts);
362         }
363     }
364
365     file_size = avio_tell(pb);
366
367     /* update information */
368     avio_seek(pb, flv->duration_offset, SEEK_SET);
369     put_amf_double(pb, flv->duration / (double)1000);
370     avio_seek(pb, flv->filesize_offset, SEEK_SET);
371     put_amf_double(pb, file_size);
372
373     avio_seek(pb, file_size, SEEK_SET);
374     return 0;
375 }
376
377 static int flv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
378 {
379     AVIOContext *pb = s->pb;
380     AVCodecContext *enc = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
381     FLVContext *flv = s->priv_data;
382     FLVStreamContext *sc = s->streams[pkt->stream_index]->priv_data;
383     unsigned ts;
384     int size= pkt->size;
385     uint8_t *data= NULL;
386     int flags, flags_size;
387
388 //    av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "type:%d pts: %"PRId64" size:%d\n", enc->codec_type, timestamp, size);
389
390     if(enc->codec_id == CODEC_ID_VP6 || enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F ||
391        enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
392         flags_size= 2;
393     else if(enc->codec_id == CODEC_ID_H264)
394         flags_size= 5;
395     else
396         flags_size= 1;
397
398     if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
399         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_VIDEO);
400
401         flags = enc->codec_tag;
402         if(flags == 0) {
403             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "video codec %X not compatible with flv\n",enc->codec_id);
404             return -1;
405         }
406
407         flags |= pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY ? FLV_FRAME_KEY : FLV_FRAME_INTER;
408     } else {
409         assert(enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
410         flags = get_audio_flags(enc);
411
412         assert(size);
413
414         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
415     }
416
417     if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
418         /* check if extradata looks like MP4 */
419         if (enc->extradata_size > 0 && *(uint8_t*)enc->extradata != 1) {
420             if (ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size) < 0)
421                 return -1;
422         }
423     }
424     if (flv->delay == AV_NOPTS_VALUE)
425         flv->delay = -pkt->dts;
426     if (pkt->dts < -flv->delay) {
427         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Packets are not in the proper order with "
428                                   "respect to DTS\n");
429         return AVERROR(EINVAL);
430     }
431
432     ts = pkt->dts + flv->delay; // add delay to force positive dts
433
434     /* check Speex packet duration */
435     if (enc->codec_id == CODEC_ID_SPEEX && ts - sc->last_ts > 160) {
436         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Warning: Speex stream has more than "
437                                   "8 frames per packet. Adobe Flash "
438                                   "Player cannot handle this!\n");
439     }
440
441     if (sc->last_ts < ts)
442         sc->last_ts = ts;
443
444     avio_wb24(pb,size + flags_size);
445     avio_wb24(pb,ts);
446     avio_w8(pb,(ts >> 24) & 0x7F); // timestamps are 32bits _signed_
447     avio_wb24(pb,flv->reserved);
448     avio_w8(pb,flags);
449     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6)
450         avio_w8(pb,0);
451     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F)
452         avio_w8(pb, enc->extradata_size ? enc->extradata[0] : 0);
453     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
454         avio_w8(pb,1); // AAC raw
455     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
456         avio_w8(pb,1); // AVC NALU
457         avio_wb24(pb,pkt->pts - pkt->dts);
458     }
459
460     avio_write(pb, data ? data : pkt->data, size);
461
462     avio_wb32(pb,size+flags_size+11); // previous tag size
463     flv->duration = FFMAX(flv->duration, pkt->pts + flv->delay + pkt->duration);
464
465     avio_flush(pb);
466
467     av_free(data);
468
469     return pb->error;
470 }
471
472 AVOutputFormat ff_flv_muxer = {
473     .name           = "flv",
474     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLV format"),
475     .mime_type      = "video/x-flv",
476     .extensions     = "flv",
477     .priv_data_size = sizeof(FLVContext),
478 #if CONFIG_LIBMP3LAME
479     .audio_codec    = CODEC_ID_MP3,
480 #else // CONFIG_LIBMP3LAME
481     .audio_codec    = CODEC_ID_ADPCM_SWF,
482 #endif // CONFIG_LIBMP3LAME
483     .video_codec    = CODEC_ID_FLV1,
484     .write_header   = flv_write_header,
485     .write_packet   = flv_write_packet,
486     .write_trailer  = flv_write_trailer,
487     .codec_tag= (const AVCodecTag* const []){flv_video_codec_ids, flv_audio_codec_ids, 0},
488     .flags= AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
489 };