utvideodec: Set colorspace by codec_tag.
[ffmpeg.git] / libavformat / mux.c
1 /*
2  * muxing functions for use within Libav
3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
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 "avformat.h"
23 #include "avio_internal.h"
24 #include "internal.h"
25 #include "libavcodec/internal.h"
26 #include "libavcodec/bytestream.h"
27 #include "libavutil/opt.h"
28 #include "libavutil/dict.h"
29 #include "libavutil/pixdesc.h"
30 #include "metadata.h"
31 #include "id3v2.h"
32 #include "libavutil/avassert.h"
33 #include "libavutil/avstring.h"
34 #include "libavutil/mathematics.h"
35 #include "libavutil/parseutils.h"
36 #include "libavutil/time.h"
37 #include "riff.h"
38 #include "audiointerleave.h"
39 #include "url.h"
40 #include <stdarg.h>
41 #if CONFIG_NETWORK
42 #include "network.h"
43 #endif
44
45 #undef NDEBUG
46 #include <assert.h>
47
48 /**
49  * @file
50  * muxing functions for use within Libav
51  */
52
53 /* fraction handling */
54
55 /**
56  * f = val + (num / den) + 0.5.
57  *
58  * 'num' is normalized so that it is such as 0 <= num < den.
59  *
60  * @param f fractional number
61  * @param val integer value
62  * @param num must be >= 0
63  * @param den must be >= 1
64  */
65 static void frac_init(AVFrac *f, int64_t val, int64_t num, int64_t den)
66 {
67     num += (den >> 1);
68     if (num >= den) {
69         val += num / den;
70         num  = num % den;
71     }
72     f->val = val;
73     f->num = num;
74     f->den = den;
75 }
76
77 /**
78  * Fractional addition to f: f = f + (incr / f->den).
79  *
80  * @param f fractional number
81  * @param incr increment, can be positive or negative
82  */
83 static void frac_add(AVFrac *f, int64_t incr)
84 {
85     int64_t num, den;
86
87     num = f->num + incr;
88     den = f->den;
89     if (num < 0) {
90         f->val += num / den;
91         num     = num % den;
92         if (num < 0) {
93             num += den;
94             f->val--;
95         }
96     } else if (num >= den) {
97         f->val += num / den;
98         num     = num % den;
99     }
100     f->num = num;
101 }
102
103 static int validate_codec_tag(AVFormatContext *s, AVStream *st)
104 {
105     const AVCodecTag *avctag;
106     int n;
107     enum AVCodecID id = AV_CODEC_ID_NONE;
108     unsigned int tag  = 0;
109
110     /**
111      * Check that tag + id is in the table
112      * If neither is in the table -> OK
113      * If tag is in the table with another id -> FAIL
114      * If id is in the table with another tag -> FAIL unless strict < normal
115      */
116     for (n = 0; s->oformat->codec_tag[n]; n++) {
117         avctag = s->oformat->codec_tag[n];
118         while (avctag->id != AV_CODEC_ID_NONE) {
119             if (avpriv_toupper4(avctag->tag) == avpriv_toupper4(st->codec->codec_tag)) {
120                 id = avctag->id;
121                 if (id == st->codec->codec_id)
122                     return 1;
123             }
124             if (avctag->id == st->codec->codec_id)
125                 tag = avctag->tag;
126             avctag++;
127         }
128     }
129     if (id != AV_CODEC_ID_NONE)
130         return 0;
131     if (tag && (st->codec->strict_std_compliance >= FF_COMPLIANCE_NORMAL))
132         return 0;
133     return 1;
134 }
135
136
137 static int init_muxer(AVFormatContext *s, AVDictionary **options)
138 {
139     int ret = 0, i;
140     AVStream *st;
141     AVDictionary *tmp = NULL;
142     AVCodecContext *codec = NULL;
143     AVOutputFormat *of = s->oformat;
144
145     if (options)
146         av_dict_copy(&tmp, *options, 0);
147
148     if ((ret = av_opt_set_dict(s, &tmp)) < 0)
149         goto fail;
150
151     // some sanity checks
152     if (s->nb_streams == 0 && !(of->flags & AVFMT_NOSTREAMS)) {
153         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "no streams\n");
154         ret = AVERROR(EINVAL);
155         goto fail;
156     }
157
158     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
159         st    = s->streams[i];
160         codec = st->codec;
161
162         switch (codec->codec_type) {
163         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
164             if (codec->sample_rate <= 0) {
165                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "sample rate not set\n");
166                 ret = AVERROR(EINVAL);
167                 goto fail;
168             }
169             if (!codec->block_align)
170                 codec->block_align = codec->channels *
171                                      av_get_bits_per_sample(codec->codec_id) >> 3;
172             break;
173         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
174             if (codec->time_base.num <= 0 ||
175                 codec->time_base.den <= 0) { //FIXME audio too?
176                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "time base not set\n");
177                 ret = AVERROR(EINVAL);
178                 goto fail;
179             }
180
181             if ((codec->width <= 0 || codec->height <= 0) &&
182                 !(of->flags & AVFMT_NODIMENSIONS)) {
183                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "dimensions not set\n");
184                 ret = AVERROR(EINVAL);
185                 goto fail;
186             }
187
188             if (av_cmp_q(st->sample_aspect_ratio,
189                          codec->sample_aspect_ratio)) {
190                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Aspect ratio mismatch between muxer "
191                                         "(%d/%d) and encoder layer (%d/%d)\n",
192                        st->sample_aspect_ratio.num, st->sample_aspect_ratio.den,
193                        codec->sample_aspect_ratio.num,
194                        codec->sample_aspect_ratio.den);
195                 ret = AVERROR(EINVAL);
196                 goto fail;
197             }
198             break;
199         }
200
201         if (of->codec_tag) {
202             if (codec->codec_tag &&
203                 codec->codec_id == AV_CODEC_ID_RAWVIDEO &&
204                 !av_codec_get_tag(of->codec_tag, codec->codec_id) &&
205                 !validate_codec_tag(s, st)) {
206                 // the current rawvideo encoding system ends up setting
207                 // the wrong codec_tag for avi, we override it here
208                 codec->codec_tag = 0;
209             }
210             if (codec->codec_tag) {
211                 if (!validate_codec_tag(s, st)) {
212                     char tagbuf[32];
213                     av_get_codec_tag_string(tagbuf, sizeof(tagbuf), codec->codec_tag);
214                     av_log(s, AV_LOG_ERROR,
215                            "Tag %s/0x%08x incompatible with output codec id '%d'\n",
216                            tagbuf, codec->codec_tag, codec->codec_id);
217                     ret = AVERROR_INVALIDDATA;
218                     goto fail;
219                 }
220             } else
221                 codec->codec_tag = av_codec_get_tag(of->codec_tag, codec->codec_id);
222         }
223
224         if (of->flags & AVFMT_GLOBALHEADER &&
225             !(codec->flags & CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER))
226             av_log(s, AV_LOG_WARNING,
227                    "Codec for stream %d does not use global headers "
228                    "but container format requires global headers\n", i);
229     }
230
231     if (!s->priv_data && of->priv_data_size > 0) {
232         s->priv_data = av_mallocz(of->priv_data_size);
233         if (!s->priv_data) {
234             ret = AVERROR(ENOMEM);
235             goto fail;
236         }
237         if (of->priv_class) {
238             *(const AVClass **)s->priv_data = of->priv_class;
239             av_opt_set_defaults(s->priv_data);
240             if ((ret = av_opt_set_dict(s->priv_data, &tmp)) < 0)
241                 goto fail;
242         }
243     }
244
245     /* set muxer identification string */
246     if (s->nb_streams && !(s->streams[0]->codec->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)) {
247         av_dict_set(&s->metadata, "encoder", LIBAVFORMAT_IDENT, 0);
248     }
249
250     if (options) {
251          av_dict_free(options);
252          *options = tmp;
253     }
254
255     return 0;
256
257 fail:
258     av_dict_free(&tmp);
259     return ret;
260 }
261
262 static int init_pts(AVFormatContext *s)
263 {
264     int i;
265     AVStream *st;
266
267     /* init PTS generation */
268     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
269         int64_t den = AV_NOPTS_VALUE;
270         st = s->streams[i];
271
272         switch (st->codec->codec_type) {
273         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
274             den = (int64_t)st->time_base.num * st->codec->sample_rate;
275             break;
276         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
277             den = (int64_t)st->time_base.num * st->codec->time_base.den;
278             break;
279         default:
280             break;
281         }
282         if (den != AV_NOPTS_VALUE) {
283             if (den <= 0)
284                 return AVERROR_INVALIDDATA;
285
286             frac_init(&st->pts, 0, 0, den);
287         }
288     }
289
290     return 0;
291 }
292
293 int avformat_write_header(AVFormatContext *s, AVDictionary **options)
294 {
295     int ret = 0;
296
297     if (ret = init_muxer(s, options))
298         return ret;
299
300     if (s->oformat->write_header) {
301         ret = s->oformat->write_header(s);
302         if (ret < 0)
303             return ret;
304     }
305
306     if ((ret = init_pts(s)) < 0)
307         return ret;
308
309     return 0;
310 }
311
312 //FIXME merge with compute_pkt_fields
313 static int compute_pkt_fields2(AVFormatContext *s, AVStream *st, AVPacket *pkt)
314 {
315     int delay = FFMAX(st->codec->has_b_frames, !!st->codec->max_b_frames);
316     int num, den, frame_size, i;
317
318     av_dlog(s, "compute_pkt_fields2: pts:%" PRId64 " dts:%" PRId64 " cur_dts:%" PRId64 " b:%d size:%d st:%d\n",
319             pkt->pts, pkt->dts, st->cur_dts, delay, pkt->size, pkt->stream_index);
320
321 /*    if(pkt->pts == AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts == AV_NOPTS_VALUE)
322  *      return AVERROR(EINVAL);*/
323
324     /* duration field */
325     if (pkt->duration == 0) {
326         ff_compute_frame_duration(&num, &den, st, NULL, pkt);
327         if (den && num) {
328             pkt->duration = av_rescale(1, num * (int64_t)st->time_base.den * st->codec->ticks_per_frame, den * (int64_t)st->time_base.num);
329         }
330     }
331
332     if (pkt->pts == AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE && delay == 0)
333         pkt->pts = pkt->dts;
334
335     //XXX/FIXME this is a temporary hack until all encoders output pts
336     if ((pkt->pts == 0 || pkt->pts == AV_NOPTS_VALUE) && pkt->dts == AV_NOPTS_VALUE && !delay) {
337         pkt->dts =
338 //        pkt->pts= st->cur_dts;
339             pkt->pts = st->pts.val;
340     }
341
342     //calculate dts from pts
343     if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts == AV_NOPTS_VALUE && delay <= MAX_REORDER_DELAY) {
344         st->pts_buffer[0] = pkt->pts;
345         for (i = 1; i < delay + 1 && st->pts_buffer[i] == AV_NOPTS_VALUE; i++)
346             st->pts_buffer[i] = pkt->pts + (i - delay - 1) * pkt->duration;
347         for (i = 0; i<delay && st->pts_buffer[i] > st->pts_buffer[i + 1]; i++)
348             FFSWAP(int64_t, st->pts_buffer[i], st->pts_buffer[i + 1]);
349
350         pkt->dts = st->pts_buffer[0];
351     }
352
353     if (st->cur_dts && st->cur_dts != AV_NOPTS_VALUE &&
354         ((!(s->oformat->flags & AVFMT_TS_NONSTRICT) &&
355           st->cur_dts >= pkt->dts) || st->cur_dts > pkt->dts)) {
356         av_log(s, AV_LOG_ERROR,
357                "Application provided invalid, non monotonically increasing dts to muxer in stream %d: %" PRId64 " >= %" PRId64 "\n",
358                st->index, st->cur_dts, pkt->dts);
359         return AVERROR(EINVAL);
360     }
361     if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->pts < pkt->dts) {
362         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "pts < dts in stream %d\n", st->index);
363         return AVERROR(EINVAL);
364     }
365
366     av_dlog(s, "av_write_frame: pts2:%"PRId64" dts2:%"PRId64"\n",
367             pkt->pts, pkt->dts);
368     st->cur_dts = pkt->dts;
369     st->pts.val = pkt->dts;
370
371     /* update pts */
372     switch (st->codec->codec_type) {
373     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
374         frame_size = ff_get_audio_frame_size(st->codec, pkt->size, 1);
375
376         /* HACK/FIXME, we skip the initial 0 size packets as they are most
377          * likely equal to the encoder delay, but it would be better if we
378          * had the real timestamps from the encoder */
379         if (frame_size >= 0 && (pkt->size || st->pts.num != st->pts.den >> 1 || st->pts.val)) {
380             frac_add(&st->pts, (int64_t)st->time_base.den * frame_size);
381         }
382         break;
383     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
384         frac_add(&st->pts, (int64_t)st->time_base.den * st->codec->time_base.num);
385         break;
386     default:
387         break;
388     }
389     return 0;
390 }
391
392 /*
393  * FIXME: this function should NEVER get undefined pts/dts beside when the
394  * AVFMT_NOTIMESTAMPS is set.
395  * Those additional safety checks should be dropped once the correct checks
396  * are set in the callers.
397  */
398
399 static int write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
400 {
401     if (!(s->oformat->flags & (AVFMT_TS_NEGATIVE | AVFMT_NOTIMESTAMPS))) {
402         AVRational time_base = s->streams[pkt->stream_index]->time_base;
403         int64_t offset = 0;
404
405         if (!s->offset && pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE && pkt->dts < 0) {
406             s->offset = -pkt->dts;
407             s->offset_timebase = time_base;
408         }
409         if (s->offset)
410             offset = av_rescale_q(s->offset, s->offset_timebase, time_base);
411
412         if (pkt->dts != AV_NOPTS_VALUE)
413             pkt->dts += offset;
414         if (pkt->pts != AV_NOPTS_VALUE)
415             pkt->pts += offset;
416     }
417     return s->oformat->write_packet(s, pkt);
418 }
419
420 int av_write_frame(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
421 {
422     int ret;
423
424     if (!pkt) {
425         if (s->oformat->flags & AVFMT_ALLOW_FLUSH)
426             return s->oformat->write_packet(s, pkt);
427         return 1;
428     }
429
430     ret = compute_pkt_fields2(s, s->streams[pkt->stream_index], pkt);
431
432     if (ret < 0 && !(s->oformat->flags & AVFMT_NOTIMESTAMPS))
433         return ret;
434
435     ret = write_packet(s, pkt);
436
437     if (ret >= 0)
438         s->streams[pkt->stream_index]->nb_frames++;
439     return ret;
440 }
441
442 void ff_interleave_add_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt,
443                               int (*compare)(AVFormatContext *, AVPacket *, AVPacket *))
444 {
445     AVPacketList **next_point, *this_pktl;
446
447     this_pktl      = av_mallocz(sizeof(AVPacketList));
448     this_pktl->pkt = *pkt;
449 #if FF_API_DESTRUCT_PACKET
450     pkt->destruct  = NULL;           // do not free original but only the copy
451 #endif
452     pkt->buf       = NULL;
453     av_dup_packet(&this_pktl->pkt);  // duplicate the packet if it uses non-alloced memory
454
455     if (s->streams[pkt->stream_index]->last_in_packet_buffer) {
456         next_point = &(s->streams[pkt->stream_index]->last_in_packet_buffer->next);
457     } else
458         next_point = &s->packet_buffer;
459
460     if (*next_point) {
461         if (compare(s, &s->packet_buffer_end->pkt, pkt)) {
462             while (!compare(s, &(*next_point)->pkt, pkt))
463                 next_point = &(*next_point)->next;
464             goto next_non_null;
465         } else {
466             next_point = &(s->packet_buffer_end->next);
467         }
468     }
469     assert(!*next_point);
470
471     s->packet_buffer_end = this_pktl;
472 next_non_null:
473
474     this_pktl->next = *next_point;
475
476     s->streams[pkt->stream_index]->last_in_packet_buffer =
477         *next_point                                      = this_pktl;
478 }
479
480 static int interleave_compare_dts(AVFormatContext *s, AVPacket *next,
481                                   AVPacket *pkt)
482 {
483     AVStream *st  = s->streams[pkt->stream_index];
484     AVStream *st2 = s->streams[next->stream_index];
485     int comp      = av_compare_ts(next->dts, st2->time_base, pkt->dts,
486                                   st->time_base);
487
488     if (comp == 0)
489         return pkt->stream_index < next->stream_index;
490     return comp > 0;
491 }
492
493 int ff_interleave_packet_per_dts(AVFormatContext *s, AVPacket *out,
494                                  AVPacket *pkt, int flush)
495 {
496     AVPacketList *pktl;
497     int stream_count = 0;
498     int i;
499
500     if (pkt) {
501         ff_interleave_add_packet(s, pkt, interleave_compare_dts);
502     }
503
504     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++)
505         stream_count += !!s->streams[i]->last_in_packet_buffer;
506
507     if (stream_count && (s->nb_streams == stream_count || flush)) {
508         pktl = s->packet_buffer;
509         *out = pktl->pkt;
510
511         s->packet_buffer = pktl->next;
512         if (!s->packet_buffer)
513             s->packet_buffer_end = NULL;
514
515         if (s->streams[out->stream_index]->last_in_packet_buffer == pktl)
516             s->streams[out->stream_index]->last_in_packet_buffer = NULL;
517         av_freep(&pktl);
518         return 1;
519     } else {
520         av_init_packet(out);
521         return 0;
522     }
523 }
524
525 /**
526  * Interleave an AVPacket correctly so it can be muxed.
527  * @param out the interleaved packet will be output here
528  * @param in the input packet
529  * @param flush 1 if no further packets are available as input and all
530  *              remaining packets should be output
531  * @return 1 if a packet was output, 0 if no packet could be output,
532  *         < 0 if an error occurred
533  */
534 static int interleave_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *out, AVPacket *in, int flush)
535 {
536     if (s->oformat->interleave_packet) {
537         int ret = s->oformat->interleave_packet(s, out, in, flush);
538         if (in)
539             av_free_packet(in);
540         return ret;
541     } else
542         return ff_interleave_packet_per_dts(s, out, in, flush);
543 }
544
545 int av_interleaved_write_frame(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
546 {
547     int ret, flush = 0;
548
549     if (pkt) {
550         AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
551
552         //FIXME/XXX/HACK drop zero sized packets
553         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO && pkt->size == 0)
554             return 0;
555
556         av_dlog(s, "av_interleaved_write_frame size:%d dts:%" PRId64 " pts:%" PRId64 "\n",
557                 pkt->size, pkt->dts, pkt->pts);
558         if ((ret = compute_pkt_fields2(s, st, pkt)) < 0 && !(s->oformat->flags & AVFMT_NOTIMESTAMPS))
559             return ret;
560
561         if (pkt->dts == AV_NOPTS_VALUE && !(s->oformat->flags & AVFMT_NOTIMESTAMPS))
562             return AVERROR(EINVAL);
563     } else {
564         av_dlog(s, "av_interleaved_write_frame FLUSH\n");
565         flush = 1;
566     }
567
568     for (;; ) {
569         AVPacket opkt;
570         int ret = interleave_packet(s, &opkt, pkt, flush);
571         if (ret <= 0) //FIXME cleanup needed for ret<0 ?
572             return ret;
573
574         ret = write_packet(s, &opkt);
575         if (ret >= 0)
576             s->streams[opkt.stream_index]->nb_frames++;
577
578         av_free_packet(&opkt);
579         pkt = NULL;
580
581         if (ret < 0)
582             return ret;
583     }
584 }
585
586 int av_write_trailer(AVFormatContext *s)
587 {
588     int ret, i;
589
590     for (;; ) {
591         AVPacket pkt;
592         ret = interleave_packet(s, &pkt, NULL, 1);
593         if (ret < 0) //FIXME cleanup needed for ret<0 ?
594             goto fail;
595         if (!ret)
596             break;
597
598         ret = write_packet(s, &pkt);
599         if (ret >= 0)
600             s->streams[pkt.stream_index]->nb_frames++;
601
602         av_free_packet(&pkt);
603
604         if (ret < 0)
605             goto fail;
606     }
607
608     if (s->oformat->write_trailer)
609         ret = s->oformat->write_trailer(s);
610
611     if (!(s->oformat->flags & AVFMT_NOFILE))
612         avio_flush(s->pb);
613
614 fail:
615     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
616         av_freep(&s->streams[i]->priv_data);
617         av_freep(&s->streams[i]->index_entries);
618     }
619     if (s->oformat->priv_class)
620         av_opt_free(s->priv_data);
621     av_freep(&s->priv_data);
622     return ret;
623 }