flvenc: store delay and last_ts per-stream.
[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_readwrite.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 } FLVContext;
61
62 typedef struct FLVStreamContext {
63     int     delay;      ///< first dts delay for each stream (needed for AVC & Speex)
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     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         FLVStreamContext *sc;
186         if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
187             if (s->streams[i]->r_frame_rate.den && s->streams[i]->r_frame_rate.num) {
188                 framerate = av_q2d(s->streams[i]->r_frame_rate);
189             } else {
190                 framerate = 1/av_q2d(s->streams[i]->codec->time_base);
191             }
192             video_enc = enc;
193             if(enc->codec_tag == 0) {
194                 av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "video codec not compatible with flv\n");
195                 return -1;
196             }
197         } else {
198             audio_enc = enc;
199             if(get_audio_flags(enc)<0)
200                 return -1;
201         }
202         av_set_pts_info(s->streams[i], 32, 1, 1000); /* 32 bit pts in ms */
203
204         sc = av_mallocz(sizeof(FLVStreamContext));
205         if (!sc)
206             return AVERROR(ENOMEM);
207         s->streams[i]->priv_data = sc;
208         sc->last_ts = -1;
209     }
210     avio_write(pb, "FLV", 3);
211     avio_w8(pb,1);
212     avio_w8(pb,   FLV_HEADER_FLAG_HASAUDIO * !!audio_enc
213                  + FLV_HEADER_FLAG_HASVIDEO * !!video_enc);
214     avio_wb32(pb,9);
215     avio_wb32(pb,0);
216
217     for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
218         if(s->streams[i]->codec->codec_tag == 5){
219             avio_w8(pb,8); // message type
220             avio_wb24(pb,0); // include flags
221             avio_wb24(pb,0); // time stamp
222             avio_wb32(pb,0); // reserved
223             avio_wb32(pb,11); // size
224             flv->reserved=5;
225         }
226     }
227
228     /* write meta_tag */
229     avio_w8(pb, 18);         // tag type META
230     metadata_size_pos= avio_tell(pb);
231     avio_wb24(pb, 0);          // size of data part (sum of all parts below)
232     avio_wb24(pb, 0);          // time stamp
233     avio_wb32(pb, 0);          // reserved
234
235     /* now data of data_size size */
236
237     /* first event name as a string */
238     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_STRING);
239     put_amf_string(pb, "onMetaData"); // 12 bytes
240
241     /* mixed array (hash) with size and string/type/data tuples */
242     avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_MIXEDARRAY);
243     metadata_count_pos = avio_tell(pb);
244     metadata_count = 5*!!video_enc + 5*!!audio_enc + 2; // +2 for duration and file size
245     avio_wb32(pb, metadata_count);
246
247     put_amf_string(pb, "duration");
248     flv->duration_offset= avio_tell(pb);
249     put_amf_double(pb, s->duration / AV_TIME_BASE); // fill in the guessed duration, it'll be corrected later if incorrect
250
251     if(video_enc){
252         put_amf_string(pb, "width");
253         put_amf_double(pb, video_enc->width);
254
255         put_amf_string(pb, "height");
256         put_amf_double(pb, video_enc->height);
257
258         put_amf_string(pb, "videodatarate");
259         put_amf_double(pb, video_enc->bit_rate / 1024.0);
260
261         put_amf_string(pb, "framerate");
262         put_amf_double(pb, framerate);
263
264         put_amf_string(pb, "videocodecid");
265         put_amf_double(pb, video_enc->codec_tag);
266     }
267
268     if(audio_enc){
269         put_amf_string(pb, "audiodatarate");
270         put_amf_double(pb, audio_enc->bit_rate / 1024.0);
271
272         put_amf_string(pb, "audiosamplerate");
273         put_amf_double(pb, audio_enc->sample_rate);
274
275         put_amf_string(pb, "audiosamplesize");
276         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_id == CODEC_ID_PCM_U8 ? 8 : 16);
277
278         put_amf_string(pb, "stereo");
279         put_amf_bool(pb, audio_enc->channels == 2);
280
281         put_amf_string(pb, "audiocodecid");
282         put_amf_double(pb, audio_enc->codec_tag);
283     }
284
285     while ((tag = av_dict_get(s->metadata, "", tag, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
286         put_amf_string(pb, tag->key);
287         avio_w8(pb, AMF_DATA_TYPE_STRING);
288         put_amf_string(pb, tag->value);
289         metadata_count++;
290     }
291
292     put_amf_string(pb, "filesize");
293     flv->filesize_offset= avio_tell(pb);
294     put_amf_double(pb, 0); // delayed write
295
296     put_amf_string(pb, "");
297     avio_w8(pb, AMF_END_OF_OBJECT);
298
299     /* write total size of tag */
300     data_size= avio_tell(pb) - metadata_size_pos - 10;
301
302     avio_seek(pb, metadata_count_pos, SEEK_SET);
303     avio_wb32(pb, metadata_count);
304
305     avio_seek(pb, metadata_size_pos, SEEK_SET);
306     avio_wb24(pb, data_size);
307     avio_skip(pb, data_size + 10 - 3);
308     avio_wb32(pb, data_size + 11);
309
310     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
311         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
312         if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC || enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
313             int64_t pos;
314             avio_w8(pb, enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO ?
315                      FLV_TAG_TYPE_VIDEO : FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
316             avio_wb24(pb, 0); // size patched later
317             avio_wb24(pb, 0); // ts
318             avio_w8(pb, 0); // ts ext
319             avio_wb24(pb, 0); // streamid
320             pos = avio_tell(pb);
321             if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC) {
322                 avio_w8(pb, get_audio_flags(enc));
323                 avio_w8(pb, 0); // AAC sequence header
324                 avio_write(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
325             } else {
326                 avio_w8(pb, enc->codec_tag | FLV_FRAME_KEY); // flags
327                 avio_w8(pb, 0); // AVC sequence header
328                 avio_wb24(pb, 0); // composition time
329                 ff_isom_write_avcc(pb, enc->extradata, enc->extradata_size);
330             }
331             data_size = avio_tell(pb) - pos;
332             avio_seek(pb, -data_size - 10, SEEK_CUR);
333             avio_wb24(pb, data_size);
334             avio_skip(pb, data_size + 10 - 3);
335             avio_wb32(pb, data_size + 11); // previous tag size
336         }
337     }
338
339     return 0;
340 }
341
342 static int flv_write_trailer(AVFormatContext *s)
343 {
344     int64_t file_size;
345
346     AVIOContext *pb = s->pb;
347     FLVContext *flv = s->priv_data;
348     int i;
349
350     /* Add EOS tag */
351     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
352         AVCodecContext *enc = s->streams[i]->codec;
353         FLVStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
354         if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO &&
355                 enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
356             put_avc_eos_tag(pb, sc->last_ts);
357         }
358     }
359
360     file_size = avio_tell(pb);
361
362     /* update informations */
363     avio_seek(pb, flv->duration_offset, SEEK_SET);
364     put_amf_double(pb, flv->duration / (double)1000);
365     avio_seek(pb, flv->filesize_offset, SEEK_SET);
366     put_amf_double(pb, file_size);
367
368     avio_seek(pb, file_size, SEEK_SET);
369     return 0;
370 }
371
372 static int flv_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
373 {
374     AVIOContext *pb = s->pb;
375     AVCodecContext *enc = s->streams[pkt->stream_index]->codec;
376     FLVContext *flv = s->priv_data;
377     FLVStreamContext *sc = s->streams[pkt->stream_index]->priv_data;
378     unsigned ts;
379     int size= pkt->size;
380     uint8_t *data= NULL;
381     int flags, flags_size;
382
383 //    av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "type:%d pts: %"PRId64" size:%d\n", enc->codec_type, timestamp, size);
384
385     if(enc->codec_id == CODEC_ID_VP6 || enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F ||
386        enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
387         flags_size= 2;
388     else if(enc->codec_id == CODEC_ID_H264)
389         flags_size= 5;
390     else
391         flags_size= 1;
392
393     if (enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
394         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_VIDEO);
395
396         flags = enc->codec_tag;
397         if(flags == 0) {
398             av_log(enc, AV_LOG_ERROR, "video codec %X not compatible with flv\n",enc->codec_id);
399             return -1;
400         }
401
402         flags |= pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY ? FLV_FRAME_KEY : FLV_FRAME_INTER;
403     } else {
404         assert(enc->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
405         flags = get_audio_flags(enc);
406
407         assert(size);
408
409         avio_w8(pb, FLV_TAG_TYPE_AUDIO);
410     }
411
412     if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
413         /* check if extradata looks like mp4 formated */
414         if (enc->extradata_size > 0 && *(uint8_t*)enc->extradata != 1) {
415             if (ff_avc_parse_nal_units_buf(pkt->data, &data, &size) < 0)
416                 return -1;
417         }
418     }
419     if (!sc->delay && pkt->dts < 0)
420         sc->delay = -pkt->dts;
421
422     ts = pkt->dts + sc->delay; // add delay to force positive dts
423
424     /* check Speex packet duration */
425     if (enc->codec_id == CODEC_ID_SPEEX && ts - sc->last_ts > 160) {
426         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Warning: Speex stream has more than "
427                                   "8 frames per packet. Adobe Flash "
428                                   "Player cannot handle this!\n");
429     }
430
431     if (sc->last_ts < ts)
432         sc->last_ts = ts;
433
434     avio_wb24(pb,size + flags_size);
435     avio_wb24(pb,ts);
436     avio_w8(pb,(ts >> 24) & 0x7F); // timestamps are 32bits _signed_
437     avio_wb24(pb,flv->reserved);
438     avio_w8(pb,flags);
439     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6)
440         avio_w8(pb,0);
441     if (enc->codec_id == CODEC_ID_VP6F)
442         avio_w8(pb, enc->extradata_size ? enc->extradata[0] : 0);
443     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_AAC)
444         avio_w8(pb,1); // AAC raw
445     else if (enc->codec_id == CODEC_ID_H264) {
446         avio_w8(pb,1); // AVC NALU
447         avio_wb24(pb,pkt->pts - pkt->dts);
448     }
449
450     avio_write(pb, data ? data : pkt->data, size);
451
452     avio_wb32(pb,size+flags_size+11); // previous tag size
453     flv->duration = FFMAX(flv->duration, pkt->pts + sc->delay + pkt->duration);
454
455     avio_flush(pb);
456
457     av_free(data);
458
459     return pb->error;
460 }
461
462 AVOutputFormat ff_flv_muxer = {
463     .name           = "flv",
464     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("FLV format"),
465     .mime_type      = "video/x-flv",
466     .extensions     = "flv",
467     .priv_data_size = sizeof(FLVContext),
468 #if CONFIG_LIBMP3LAME
469     .audio_codec    = CODEC_ID_MP3,
470 #else // CONFIG_LIBMP3LAME
471     .audio_codec    = CODEC_ID_ADPCM_SWF,
472 #endif // CONFIG_LIBMP3LAME
473     .video_codec    = CODEC_ID_FLV1,
474     .write_header   = flv_write_header,
475     .write_packet   = flv_write_packet,
476     .write_trailer  = flv_write_trailer,
477     .codec_tag= (const AVCodecTag* const []){flv_video_codec_ids, flv_audio_codec_ids, 0},
478     .flags= AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
479 };