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