Add AVC EOS tag to H264-encoded FLV files.
[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 #include "avformat.h"
22 #include "flv.h"
23 #include "internal.h"
24 #include "avc.h"
25
26 #undef NDEBUG
27 #include <assert.h>
28
29 static const AVCodecTag flv_video_codec_ids[] = {
30     {CODEC_ID_FLV1,    FLV_CODECID_H263  },
31     {CODEC_ID_FLASHSV, FLV_CODECID_SCREEN},
32     {CODEC_ID_FLASHSV2, FLV_CODECID_SCREEN2},
33     {CODEC_ID_VP6F,    FLV_CODECID_VP6   },
34     {CODEC_ID_VP6,     FLV_CODECID_VP6   },
35     {CODEC_ID_H264,    FLV_CODECID_H264  },
36     {CODEC_ID_NONE,    0}
37 };
38
39 static const AVCodecTag flv_audio_codec_ids[] = {
40     {CODEC_ID_MP3,       FLV_CODECID_MP3    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
41     {CODEC_ID_PCM_U8,    FLV_CODECID_PCM    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
42     {CODEC_ID_PCM_S16BE, FLV_CODECID_PCM    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
43     {CODEC_ID_PCM_S16LE, FLV_CODECID_PCM_LE >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
44     {CODEC_ID_ADPCM_SWF, FLV_CODECID_ADPCM  >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
45     {CODEC_ID_AAC,       FLV_CODECID_AAC    >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
46     {CODEC_ID_NELLYMOSER, FLV_CODECID_NELLYMOSER >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
47     {CODEC_ID_SPEEX,     FLV_CODECID_SPEEX  >> FLV_AUDIO_CODECID_OFFSET},
48     {CODEC_ID_NONE,      0}
49 };
50
51 typedef struct FLVContext {
52     int reserved;
53     int64_t duration_offset;
54     int64_t filesize_offset;
55     int64_t duration;
56     int delay; ///< first dts delay for AVC
57     int64_t last_video_ts;
58 } FLVContext;
59
60 static int get_audio_flags(AVCodecContext *enc){
61     int flags = (enc->bits_per_coded_sample == 16) ? FLV_SAMPLESSIZE_16BIT : FLV_SAMPLESSIZE_8BIT;
62
63     if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC) // specs force these parameters
64         return FLV_CODECID_AAC | FLV_SAMPLERATE_44100HZ | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT | FLV_STEREO;
65     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_SPEEX) {
66         if (enc->sample_rate != 16000) {
67             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "flv only supports wideband (16kHz) Speex audio\n");
68             return -1;
69         }
70         if (enc->channels != 1) {
71             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "flv only supports mono Speex audio\n");
72             return -1;
73         }
74         if (enc->frame_size / 320 > 8) {
75             av_log(enc, AV_LOG_WARNING, "Warning: Speex stream has more than "
76                                         "8 frames per packet. Adobe Flash "
77                                         "Player cannot handle this!\n");
78         }
79         return FLV_CODECID_SPEEX | FLV_SAMPLERATE_11025HZ | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
80     } else {
81     switch (enc->sample_rate) {
82         case    44100:
83             flags |= FLV_SAMPLERATE_44100HZ;
84             break;
85         case    22050:
86             flags |= FLV_SAMPLERATE_22050HZ;
87             break;
88         case    11025:
89             flags |= FLV_SAMPLERATE_11025HZ;
90             break;
91         case     8000: //nellymoser only
92         case     5512: //not mp3
93             if(enc->codec_id != CODEC_ID_MP3){
94                 flags |= FLV_SAMPLERATE_SPECIAL;
95                 break;
96             }
97         default:
98             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "flv does not support that sample rate, choose from (44100, 22050, 11025).\n");
99             return -1;
100     }
101     }
102
103     if (enc->channels > 1) {
104         flags |= FLV_STEREO;
105     }
106
107     switch(enc->codec_id){
108     case CODEC_ID_MP3:
109         flags |= FLV_CODECID_MP3    | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
110         break;
111     case CODEC_ID_PCM_U8:
112         flags |= FLV_CODECID_PCM    | FLV_SAMPLESSIZE_8BIT;
113         break;
114     case CODEC_ID_PCM_S16BE:
115         flags |= FLV_CODECID_PCM    | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
116         break;
117     case CODEC_ID_PCM_S16LE:
118         flags |= FLV_CODECID_PCM_LE | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
119         break;
120     case CODEC_ID_ADPCM_SWF:
121         flags |= FLV_CODECID_ADPCM | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
122         break;
123     case CODEC_ID_NELLYMOSER:
124         if (enc->sample_rate == 8000) {
125             flags |= FLV_CODECID_NELLYMOSER_8KHZ_MONO | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
126         } else {
127             flags |= FLV_CODECID_NELLYMOSER | FLV_SAMPLESSIZE_16BIT;
128         }
129         break;
130     case 0:
131         flags |= enc->codec_tag<<4;
132         break;
133     default:
134         av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "codec not compatible with flv\n");
135         return -1;
136     }
137
138     return flags;
139 }
140
141 static void put_amf_string(ByteIOContext *pb, const char *str)
142 {
143     size_t len = strlen(str);
144     put_be16(pb, len);
145     put_buffer(pb, str, len);
146 }
147
148 static void put_avc_eos_tag(ByteIOContext *pb, unsigned ts) {
149     put_byte(pb, FLV_TAG_TYPE_VIDEO);
150     put_be24(pb, 5);  /* Tag Data Size */
151     put_be24(pb, ts);  /* lower 24 bits of timestamp in ms*/
152     put_byte(pb, (ts >> 24) & 0x7F);  /* MSB of ts in ms*/
153     put_be24(pb, 0);  /* StreamId = 0 */
154     put_byte(pb, 23);  /* ub[4] FrameType = 1, ub[4] CodecId = 7 */
155     put_byte(pb, 2);  /* AVC end of sequence */
156     put_be24(pb, 0);  /* Always 0 for AVC EOS. */
157     put_be32(pb, 16);  /* Size of FLV tag */
158 }
159
160 static void put_amf_double(ByteIOContext *pb, double d)
161 {
162     put_byte(pb, AMF_DATA_TYPE_NUMBER);
163     put_be64(pb, av_dbl2int(d));
164 }
165
166 static void put_amf_bool(ByteIOContext *pb, int b) {
167     put_byte(pb, AMF_DATA_TYPE_BOOL);
168     put_byte(pb, !!b);
169 }
170
171 static int flv_write_header(AVFormatContext *s)
172 {
173     ByteIOContext *pb = s->pb;
174     FLVContext *flv = s->priv_data;
175     AVCodecContext *audio_enc = NULL, *video_enc = NULL;
176     int i;
177     double framerate = 0.0;
178     int metadata_size_pos, data_size;
179
180     for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
181         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
182         if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
183             if (s->streams[i]->r_frame_rate.den && s->streams[i]->r_frame_rate.num) {
184                 framerate = av_q2d(s->streams[i]->r_frame_rate);
185             } else {
186                 framerate = 1/av_q2d(s->streams[i]->codec->time_base);
187             }
188             video_enc = enc;
189             if(enc->codec_tag == 0) {
190                 av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "video codec not compatible with flv\n");
191                 return -1;
192             }
193         } else {
194             audio_enc = enc;
195             if(get_audio_flags(enc)<0)
196                 return -1;
197         }
198         av_set_pts_info(s->streams[i], 32, 1, 1000); /* 32 bit pts in ms */
199     }
200     put_tag(pb,"FLV");
201     put_byte(pb,1);
202     put_byte(pb,   FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO * !!audio_enc
203                  + FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO * !!video_enc);
204     put_be32(pb,9);
205     put_be32(pb,0);
206
207     for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
208         if(s->streams[i]->codec->codec_tag == 5){
209             put_byte(pb,8); // message type
210             put_be24(pb,0); // include flags
211             put_be24(pb,0); // time stamp
212             put_be32(pb,0); // reserved
213             put_be32(pb,11); // size
214             flv->reserved=5;
215         }
216     }
217
218     flv->last_video_ts = -1;
219
220     /* write meta_tag */
221     put_byte(pb, 18);         // tag type META
222     metadata_size_pos= url_ftell(pb);
223     put_be24(pb, 0);          // size of data part (sum of all parts below)
224     put_be24(pb, 0);          // time stamp
225     put_be32(pb, 0);          // reserved
226
227     /* now data of data_size size */
228
229     /* first event name as a string */
230     put_byte(pb, AMF_DATA_TYPE_STRING);
231     put_amf_string(pb, "onMetaData"); // 12 bytes
232
233     /* mixed array (hash) with size and string/type/data tuples */
234     put_byte(pb, AMF_DATA_TYPE_MIXEDARRAY);
235     put_be32(pb, 5*!!video_enc + 5*!!audio_enc + 2); // +2 for duration and file size
236
237     put_amf_string(pb, "duration");
238     flv->duration_offset= url_ftell(pb);
239     put_amf_double(pb, s->duration / AV_TIME_BASE); // fill in the guessed duration, it'll be corrected later if incorrect
240
241     if(video_enc){
242         put_amf_string(pb, "width");
243         put_amf_double(pb, video_enc->width);
244
245         put_amf_string(pb, "height");
246         put_amf_double(pb, video_enc->height);
247
248         put_amf_string(pb, "videodatarate");
249         put_amf_double(pb, video_enc->bit_rate / 1024.0);
250
251         put_amf_string(pb, "framerate");
252         put_amf_double(pb, framerate);
253
254         put_amf_string(pb, "videocodecid");
255         put_amf_double(pb, video_enc->codec_tag);
256     }
257
258     if(audio_enc){
259         put_amf_string(pb, "audiodatarate");
260         put_amf_double(pb, audio_enc->bit_rate / 1024.0);
261
262         put_amf_string(pb, "audiosamplerate");
263         put_amf_double(pb, audio_enc->sample_rate);
264
265         put_amf_string(pb, "audiosamplesize");
266         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_id == CODEC_ID_PCM_U8 ? 8 : 16);
267
268         put_amf_string(pb, "stereo");
269         put_amf_bool(pb, audio_enc->channels == 2);
270
271         put_amf_string(pb, "audiocodecid");
272         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_tag);
273     }
274
275     put_amf_string(pb, "filesize");
276     flv->filesize_offset= url_ftell(pb);
277     put_amf_double(pb, 0); // delayed write
278
279     put_amf_string(pb, "");
280     put_byte(pb, AMF_END_OF_OBJECT);
281
282     /* write total size of tag */
283     data_size= url_ftell(pb) - metadata_size_pos - 10;
284     url_fseek(pb, metadata_size_pos, SEEK_SET);
285     put_be24(pb, data_size);
286     url_fseek(pb, data_size + 10 - 3, SEEK_CUR);
287     put_be32(pb, data_size + 11);
288
289     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
290         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
291         if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC || enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
292             int64_t pos;
293             put_byte(pb, enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO ?
294                      FLV_TAG_TYPE_VIDEO : FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
295             put_be24(pb, 0); // size patched later
296             put_be24(pb, 0); // ts
297             put_byte(pb, 0); // ts ext
298             put_be24(pb, 0); // streamid
299             pos = url_ftell(pb);
300             if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
301                 put_byte(pb, get_audio_flags(enc));
302                 put_byte(pb, 0); // AAC sequence header
303                 put_buffer(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
304             } else {
305                 put_byte(pb, enc->codec_tag | FLV_FRAME_KEY); // flags
306                 put_byte(pb, 0); // AVC sequence header
307                 put_be24(pb, 0); // composition time
308                 ff_isom_write_avcc(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
309             }
310             data_size = url_ftell(pb) - pos;
311             url_fseek(pb, -data_size - 10, SEEK_CUR);
312             put_be24(pb, data_size);
313             url_fseek(pb, data_size + 10 - 3, SEEK_CUR);
314             put_be32(pb, data_size + 11); // previous tag size
315         }
316     }
317
318     return 0;
319 }
320
321 static int flv_write_trailer(AVFormatContext *s)
322 {
323     int64_t file_size;
324
325     ByteIOContext *pb = s->pb;
326     FLVContext *flv = s->priv_data;
327     int i;
328
329     /* Add EOS tag */
330     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
331         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
332         if (enc->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO &&
333                 enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
334             put_avc_eos_tag(pb, flv->last_video_ts);
335         }
336     }
337
338     file_size = url_ftell(pb);
339
340     /* update informations */
341     url_fseek(pb, flv->duration_offset, SEEK_SET);
342     put_amf_double(pb, flv->duration / (double)1000);
343     url_fseek(pb, flv->filesize_offset, SEEK_SET);
344     put_amf_double(pb, file_size);
345
346     url_fseek(pb, file_size, SEEK_SET);
347     return 0;
348 }
349
350 static int flv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
351 {
352     ByteIOContext *pb = s->pb;
353     AVCodecContext *enc = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
354     FLVContext *flv = s->priv_data;
355     unsigned ts;
356     int size= pkt->size;
357     uint8_t *data= NULL;
358     int flags, flags_size;
359
360 //    av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "type:%d pts: %"PRId64" size:%d\n", enc->codec_type, timestamp, size);
361
362     if(enc->codec_id == CODEC_ID_VP6 || enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F ||
363        enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
364         flags_size= 2;
365     else if(enc->codec_id == CODEC_ID_H264)
366         flags_size= 5;
367     else
368         flags_size= 1;
369
370     if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
371         put_byte(pb, FLV_TAG_TYPE_VIDEO);
372
373         flags = enc->codec_tag;
374         if(flags == 0) {
375             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "video codec %X not compatible with flv\n",enc->codec_id);
376             return -1;
377         }
378
379         flags |= pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY ? FLV_FRAME_KEY : FLV_FRAME_INTER;
380     } else {
381         assert(enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
382         flags = get_audio_flags(enc);
383
384         assert(size);
385
386         put_byte(pb, FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
387     }
388
389     if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
390         /* check if extradata looks like mp4 formated */
391         if (enc->extradata_size > 0 && *(uint8_t*)enc->extradata != 1) {
392             if (ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size) < 0)
393                 return -1;
394         }
395         if (!flv->delay && pkt->dts < 0)
396             flv->delay = -pkt->dts;
397     }
398
399     ts = pkt->dts + flv->delay; // add delay to force positive dts
400     if (enc->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
401         if (flv->last_video_ts < ts)
402             flv->last_video_ts = ts;
403     }
404     put_be24(pb,size + flags_size);
405     put_be24(pb,ts);
406     put_byte(pb,(ts >> 24) & 0x7F); // timestamps are 32bits _signed_
407     put_be24(pb,flv->reserved);
408     put_byte(pb,flags);
409     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6)
410         put_byte(pb,0);
411     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F)
412         put_byte(pb, enc->extradata_size ? enc->extradata[0] : 0);
413     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
414         put_byte(pb,1); // AAC raw
415     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
416         put_byte(pb,1); // AVC NALU
417         put_be24(pb,pkt->pts - pkt->dts);
418     }
419
420     put_buffer(pb, data ? data : pkt->data, size);
421
422     put_be32(pb,size+flags_size+11); // previous tag size
423     flv->duration = FFMAX(flv->duration, pkt->pts + flv->delay + pkt->duration);
424
425     put_flush_packet(pb);
426
427     av_free(data);
428
429     return 0;
430 }
431
432 AVOutputFormat flv_muxer = {
433     "flv",
434     NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLV format"),
435     "video/x-flv",
436     "flv",
437     sizeof(FLVContext),
438 #if CONFIG_LIBMP3LAME
439     CODEC_ID_MP3,
440 #else // CONFIG_LIBMP3LAME
441     CODEC_ID_ADPCM_SWF,
442 #endif // CONFIG_LIBMP3LAME
443     CODEC_ID_FLV1,
444     flv_write_header,
445     flv_write_packet,
446     flv_write_trailer,
447     .codec_tag= (const AVCodecTag* const []){flv_video_codec_ids, flv_audio_codec_ids, 0},
448     .flags= AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
449 };