git.sesse.net Git - x264/blob - output/mp4.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * mp4.c: x264 mp4 output module
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003-2009 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  22  *****************************************************************************/
  23
  24 #include "muxers.h"
  25 #include <gpac/isomedia.h>
  26
  27 typedef struct
  28 {
  29     GF_ISOFile *p_file;
  30     GF_AVCConfig *p_config;
  31     GF_ISOSample *p_sample;
  32     int i_track;
  33     uint32_t i_descidx;
  34     int i_time_res;
  35     int64_t i_time_inc;
  36     int i_numframe;
  37     int i_init_delay;
  38     int i_delay_time;
  39
  40     int64_t i_prev_timestamps[2];
  41     int64_t i_init_delta;
  42 } mp4_hnd_t;
  43
  44 static void recompute_bitrate_mp4( GF_ISOFile *p_file, int i_track )
  45 {
  46     u32 i, count, di, timescale, time_wnd, rate;
  47     u64 offset;
  48     Double br;
  49     GF_ESD *esd;
  50
  51     esd = gf_isom_get_esd( p_file, i_track, 1 );
  52     if( !esd )
  53         return;
  54
  55     esd->decoderConfig->avgBitrate = 0;
  56     esd->decoderConfig->maxBitrate = 0;
  57     rate = time_wnd = 0;
  58
  59     timescale = gf_isom_get_media_timescale( p_file, i_track );
  60     count = gf_isom_get_sample_count( p_file, i_track );
  61     for( i = 0; i < count; i++ )
  62     {
  63         GF_ISOSample *samp = gf_isom_get_sample_info( p_file, i_track, i+1, &di, &offset );
  64         if( !samp )
  65         {
  66             fprintf( stderr, "mp4 [error]: failure reading back frame %u\n", i );
  67             break;
  68         }
  69
  70         if( esd->decoderConfig->bufferSizeDB < samp->dataLength )
  71             esd->decoderConfig->bufferSizeDB = samp->dataLength;
  72
  73         esd->decoderConfig->avgBitrate += samp->dataLength;
  74         rate += samp->dataLength;
  75         if( samp->DTS > time_wnd + timescale )
  76         {
  77             if( rate > esd->decoderConfig->maxBitrate )
  78                 esd->decoderConfig->maxBitrate = rate;
  79             time_wnd = samp->DTS;
  80             rate = 0;
  81         }
  82
  83         gf_isom_sample_del( &samp );
  84     }
  85
  86     br = (Double)(s64)gf_isom_get_media_duration( p_file, i_track );
  87     br /= timescale;
  88     esd->decoderConfig->avgBitrate = (u32)(esd->decoderConfig->avgBitrate / br);
  89     /*move to bps*/
  90     esd->decoderConfig->avgBitrate *= 8;
  91     esd->decoderConfig->maxBitrate *= 8;
  92
  93     gf_isom_change_mpeg4_description( p_file, i_track, 1, esd );
  94     gf_odf_desc_del( (GF_Descriptor*)esd );
  95 }
  96
  97 static int close_file( hnd_t handle, int64_t largest_pts, int64_t second_largest_pts )
  98 {
  99     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 100     uint64_t total_duration = 0;
 101
 102     if( !p_mp4 )
 103         return 0;
 104
 105     if( p_mp4->p_config )
 106         gf_odf_avc_cfg_del( p_mp4->p_config );
 107
 108     if( p_mp4->p_sample )
 109     {
 110         if( p_mp4->p_sample->data )
 111             free( p_mp4->p_sample->data );
 112
 113         gf_isom_sample_del( &p_mp4->p_sample );
 114     }
 115
 116     if( p_mp4->p_file )
 117     {
 118         /* The mdhd duration is defined as CTS[final] - CTS[0] + duration of last frame.
 119          * The mdhd duration (in seconds) should be able to be longer than the tkhd duration since the track is managed by edts.
 120          * So, if mdhd duration is equal to the last DTS or less, we give the last composition time delta to the last sample duration.
 121          * And then, the mdhd duration is updated, but it time-wise doesn't give the actual duration.
 122          * The tkhd duration is the actual track duration. */
 123         uint64_t mdhd_duration = (2 * largest_pts - second_largest_pts - p_mp4->i_delay_time) * p_mp4->i_time_inc;
 124         total_duration = gf_isom_get_media_duration( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track );
 125         if( mdhd_duration != total_duration )
 126         {
 127             uint64_t last_dts = gf_isom_get_sample_dts( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_numframe );
 128             uint32_t last_duration = (uint32_t)( mdhd_duration > last_dts ? mdhd_duration - last_dts : (largest_pts - second_largest_pts) * p_mp4->i_time_inc  );
 129             gf_isom_set_last_sample_duration( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, last_duration );
 130             total_duration = gf_isom_get_media_duration( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track );
 131         }
 132
 133         /* Write an Edit Box if the first CTS offset is positive.
 134          * A media_time is given by not the mvhd timescale but rather the mdhd timescale.
 135          * The reason is that an Edit Box maps the presentation time-line to the media time-line.
 136          * Any demuxers should follow the Edit Box if it exists. */
 137         GF_ISOSample *sample = gf_isom_get_sample_info( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, 1, NULL, NULL );
 138         if( sample->CTS_Offset > 0 )
 139         {
 140             uint32_t mvhd_timescale = gf_isom_get_timescale( p_mp4->p_file );
 141             uint64_t tkhd_duration = (uint64_t)( mdhd_duration * ( (double)mvhd_timescale / p_mp4->i_time_res ) );
 142             gf_isom_append_edit_segment( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, tkhd_duration, sample->CTS_Offset, GF_ISOM_EDIT_NORMAL );
 143         }
 144         gf_isom_sample_del( &sample );
 145
 146         recompute_bitrate_mp4( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track );
 147         gf_isom_set_pl_indication( p_mp4->p_file, GF_ISOM_PL_VISUAL, 0x15 );
 148         gf_isom_set_storage_mode( p_mp4->p_file, GF_ISOM_STORE_FLAT );
 149         gf_isom_close( p_mp4->p_file );
 150     }
 151
 152     free( p_mp4 );
 153
 154     return 0;
 155 }
 156
 157 static int open_file( char *psz_filename, hnd_t *p_handle )
 158 {
 159     mp4_hnd_t *p_mp4;
 160
 161     *p_handle = NULL;
 162     FILE *fh = fopen( psz_filename, "w" );
 163     if( !fh )
 164         return -1;
 165     else if( !x264_is_regular_file( fh ) )
 166     {
 167         fprintf( stderr, "mp4 [error]: MP4 output is incompatible with non-regular file `%s'\n", psz_filename );
 168         return -1;
 169     }
 170     fclose( fh );
 171
 172     if( !(p_mp4 = malloc( sizeof(mp4_hnd_t) )) )
 173         return -1;
 174
 175     memset( p_mp4, 0, sizeof(mp4_hnd_t) );
 176     p_mp4->p_file = gf_isom_open( psz_filename, GF_ISOM_OPEN_WRITE, NULL );
 177
 178     if( !(p_mp4->p_sample = gf_isom_sample_new()) )
 179     {
 180         close_file( p_mp4, 0, 0 );
 181         return -1;
 182     }
 183
 184     gf_isom_set_brand_info( p_mp4->p_file, GF_ISOM_BRAND_AVC1, 0 );
 185
 186     *p_handle = p_mp4;
 187
 188     return 0;
 189 }
 190
 191 static int set_param( hnd_t handle, x264_param_t *p_param )
 192 {
 193     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 194
 195     p_mp4->i_time_res = p_param->i_timebase_den;
 196     p_mp4->i_time_inc = p_param->i_timebase_num;
 197
 198     p_mp4->i_init_delay = p_param->i_bframe ? (p_param->i_bframe_pyramid ? 2 : 1) : 0;
 199
 200     p_mp4->i_track = gf_isom_new_track( p_mp4->p_file, 0, GF_ISOM_MEDIA_VISUAL,
 201                                         p_mp4->i_time_res );
 202
 203     p_mp4->p_config = gf_odf_avc_cfg_new();
 204     gf_isom_avc_config_new( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->p_config,
 205                             NULL, NULL, &p_mp4->i_descidx );
 206
 207     gf_isom_set_track_enabled( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, 1 );
 208
 209     gf_isom_set_visual_info( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_descidx,
 210                              p_param->i_width, p_param->i_height );
 211
 212     if( p_param->vui.i_sar_width && p_param->vui.i_sar_height )
 213     {
 214         uint64_t dw = p_param->i_width << 16;
 215         uint64_t dh = p_param->i_height << 16;
 216         double sar = (double)p_param->vui.i_sar_width / p_param->vui.i_sar_height;
 217         if( sar > 1.0 )
 218             dw *= sar ;
 219         else
 220             dh /= sar;
 221         gf_isom_set_track_layout_info( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, dw, dh, 0, 0, 0 );
 222     }
 223
 224     p_mp4->p_sample->data = malloc( p_param->i_width * p_param->i_height * 3 / 2 );
 225     if( !p_mp4->p_sample->data )
 226         return -1;
 227
 228     return 0;
 229 }
 230
 231 static int write_headers( hnd_t handle, x264_nal_t *p_nal )
 232 {
 233     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 234     GF_AVCConfigSlot *p_slot;
 235
 236     int sei_size = p_nal[0].i_payload;
 237     int sps_size = p_nal[1].i_payload - 4;
 238     int pps_size = p_nal[2].i_payload - 4;
 239
 240     uint8_t *sei = p_nal[0].p_payload;
 241     uint8_t *sps = p_nal[1].p_payload + 4;
 242     uint8_t *pps = p_nal[2].p_payload + 4;
 243
 244     // SPS
 245
 246     p_mp4->p_config->configurationVersion = 1;
 247     p_mp4->p_config->AVCProfileIndication = sps[1];
 248     p_mp4->p_config->profile_compatibility = sps[2];
 249     p_mp4->p_config->AVCLevelIndication = sps[3];
 250     p_slot = malloc( sizeof(GF_AVCConfigSlot) );
 251     if( !p_slot )
 252         return -1;
 253     p_slot->size = sps_size;
 254     p_slot->data = malloc( p_slot->size );
 255     if( !p_slot->data )
 256         return -1;
 257     memcpy( p_slot->data, sps, sps_size );
 258     gf_list_add( p_mp4->p_config->sequenceParameterSets, p_slot );
 259
 260     // PPS
 261
 262     p_slot = malloc( sizeof(GF_AVCConfigSlot) );
 263     if( !p_slot )
 264         return -1;
 265     p_slot->size = pps_size;
 266     p_slot->data = malloc( p_slot->size );
 267     if( !p_slot->data )
 268         return -1;
 269     memcpy( p_slot->data, pps, pps_size );
 270     gf_list_add( p_mp4->p_config->pictureParameterSets, p_slot );
 271     gf_isom_avc_config_update( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, 1, p_mp4->p_config );
 272
 273     // SEI
 274
 275     memcpy( p_mp4->p_sample->data + p_mp4->p_sample->dataLength, sei, sei_size );
 276     p_mp4->p_sample->dataLength += sei_size;
 277
 278     return sei_size + sps_size + pps_size;
 279 }
 280 static int write_frame( hnd_t handle, uint8_t *p_nalu, int i_size, x264_picture_t *p_picture )
 281 {
 282     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 283     int64_t dts;
 284     int64_t cts;
 285     int32_t offset = 0;
 286
 287     memcpy( p_mp4->p_sample->data + p_mp4->p_sample->dataLength, p_nalu, i_size );
 288     p_mp4->p_sample->dataLength += i_size;
 289
 290     if( !p_mp4->i_numframe )
 291         p_mp4->i_delay_time = p_picture->i_dts * -1;
 292
 293     if( !p_mp4->i_init_delay )
 294         dts = cts = p_picture->i_pts * p_mp4->i_time_inc;
 295     else
 296     {
 297         if( p_mp4->i_numframe <= p_mp4->i_init_delay )
 298             dts = p_picture->i_dts + p_mp4->i_delay_time;
 299         else
 300             dts = p_mp4->i_prev_timestamps[ (p_mp4->i_numframe - p_mp4->i_init_delay) % p_mp4->i_init_delay ] + p_mp4->i_delay_time;
 301
 302         // unordered pts
 303         p_mp4->i_prev_timestamps[ p_mp4->i_numframe % p_mp4->i_init_delay ] = p_picture->i_dts + p_mp4->i_delay_time;
 304
 305         dts *= p_mp4->i_time_inc;
 306         cts = (p_picture->i_pts + p_mp4->i_delay_time) * p_mp4->i_time_inc;
 307
 308         offset = cts - dts;
 309     }
 310
 311     p_mp4->p_sample->IsRAP = p_picture->b_keyframe;
 312     p_mp4->p_sample->DTS = dts;
 313     p_mp4->p_sample->CTS_Offset = offset;
 314     gf_isom_add_sample( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_descidx, p_mp4->p_sample );
 315
 316     p_mp4->p_sample->dataLength = 0;
 317     p_mp4->i_numframe++;
 318
 319     return i_size;
 320 }
 321
 322 cli_output_t mp4_output = { open_file, set_param, write_headers, write_frame, close_file };