git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libav/ffm.c

   1 /*
   2  * FFM (ffserver live feed) encoder and decoder
   3  * Copyright (c) 2001 Fabrice Bellard.
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  18  */
  19 #include "avformat.h"
  20 #include <unistd.h>
  21
  22 /* The FFM file is made of blocks of fixed size */
  23 #define FFM_HEADER_SIZE 14
  24 #define PACKET_ID       0x666d
  25
  26 /* each packet contains frames (which can span several packets */
  27 #define FRAME_HEADER_SIZE    8
  28 #define FLAG_KEY_FRAME       0x01
  29
  30 typedef struct FFMStream {
  31     INT64 pts;
  32 } FFMStream;
  33
  34 enum {
  35     READ_HEADER,
  36     READ_DATA,
  37 };
  38
  39 typedef struct FFMContext {
  40     /* only reading mode */
  41     offset_t write_index, file_size;
  42     int read_state;
  43     UINT8 header[FRAME_HEADER_SIZE];
  44
  45     /* read and write */
  46     int first_packet; /* true if first packet, needed to set the discontinuity tag */
  47     int packet_size;
  48     int frame_offset;
  49     INT64 pts;
  50     UINT8 *packet_ptr, *packet_end;
  51     UINT8 packet[FFM_PACKET_SIZE];
  52 } FFMContext;
  53
  54 /* disable pts hack for testing */
  55 int ffm_nopts = 0;
  56
  57 static void flush_packet(AVFormatContext *s)
  58 {
  59     FFMContext *ffm = s->priv_data;
  60     int fill_size, h;
  61     ByteIOContext *pb = &s->pb;
  62
  63     fill_size = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
  64     memset(ffm->packet_ptr, 0, fill_size);
  65
  66     /* put header */
  67     put_be16(pb, PACKET_ID);
  68     put_be16(pb, fill_size);
  69     put_be64(pb, ffm->pts);
  70     h = ffm->frame_offset;
  71     if (ffm->first_packet)
  72         h |= 0x8000;
  73     put_be16(pb, h);
  74     put_buffer(pb, ffm->packet, ffm->packet_end - ffm->packet);
  75
  76     /* prepare next packet */
  77     ffm->frame_offset = 0; /* no key frame */
  78     ffm->pts = 0; /* no pts */
  79     ffm->packet_ptr = ffm->packet;
  80     ffm->first_packet = 0;
  81 }
  82
  83 /* 'first' is true if first data of a frame */
  84 static void ffm_write_data(AVFormatContext *s,
  85                            UINT8 *buf, int size,
  86                            INT64 pts, int first)
  87 {
  88     FFMContext *ffm = s->priv_data;
  89     int len;
  90
  91     if (first && ffm->frame_offset == 0)
  92         ffm->frame_offset = ffm->packet_ptr - ffm->packet + FFM_HEADER_SIZE;
  93     if (first && ffm->pts == 0)
  94         ffm->pts = pts;
  95
  96     /* write as many packets as needed */
  97     while (size > 0) {
  98         len = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
  99         if (len > size)
 100             len = size;
 101         memcpy(ffm->packet_ptr, buf, len);
 102
 103         ffm->packet_ptr += len;
 104         buf += len;
 105         size -= len;
 106         if (ffm->packet_ptr >= ffm->packet_end) {
 107             /* special case : no pts in packet : we leave the current one */
 108             if (ffm->pts == 0)
 109                 ffm->pts = pts;
 110
 111             flush_packet(s);
 112         }
 113     }
 114 }
 115
 116 static int ffm_write_header(AVFormatContext *s)
 117 {
 118     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 119     AVStream *st;
 120     FFMStream *fst;
 121     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 122     AVCodecContext *codec;
 123     int bit_rate, i;
 124
 125     ffm->packet_size = FFM_PACKET_SIZE;
 126
 127     /* header */
 128     put_tag(pb, "FFM1");
 129     put_be32(pb, ffm->packet_size);
 130     /* XXX: store write position in other file ? */
 131     put_be64(pb, ffm->packet_size); /* current write position */
 132
 133     put_be32(pb, s->nb_streams);
 134     bit_rate = 0;
 135     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 136         st = s->streams[i];
 137         bit_rate += st->codec.bit_rate;
 138     }
 139     put_be32(pb, bit_rate);
 140
 141     /* list of streams */
 142     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 143         st = s->streams[i];
 144         fst = av_mallocz(sizeof(FFMStream) + ffm->packet_size);
 145         if (!fst)
 146             goto fail;
 147         st->priv_data = fst;
 148
 149         codec = &st->codec;
 150         /* generic info */
 151         put_be32(pb, codec->codec_id);
 152         put_byte(pb, codec->codec_type);
 153         put_be32(pb, codec->bit_rate);
 154         put_be32(pb, codec->flags);
 155         /* specific info */
 156         switch(codec->codec_type) {
 157         case CODEC_TYPE_VIDEO:
 158             put_be32(pb, (codec->frame_rate * 1000) / FRAME_RATE_BASE);
 159             put_be16(pb, codec->width);
 160             put_be16(pb, codec->height);
 161             put_be16(pb, codec->gop_size);
 162             put_byte(pb, codec->qmin);
 163             put_byte(pb, codec->qmax);
 164             put_byte(pb, codec->max_qdiff);
 165             put_be16(pb, (int) (codec->qcompress * 10000.0));
 166             put_be16(pb, (int) (codec->qblur * 10000.0));
 167             put_be32(pb, codec->bit_rate_tolerance);
 168             break;
 169         case CODEC_TYPE_AUDIO:
 170             put_be32(pb, codec->sample_rate);
 171             put_le16(pb, codec->channels);
 172             put_le16(pb, codec->frame_size);
 173             break;
 174         default:
 175             av_abort();
 176         }
 177         /* hack to have real time */
 178         if (ffm_nopts)
 179             fst->pts = 0;
 180         else
 181             fst->pts = gettime();
 182     }
 183
 184     /* flush until end of block reached */
 185     while ((url_ftell(pb) % ffm->packet_size) != 0)
 186         put_byte(pb, 0);
 187
 188     put_flush_packet(pb);
 189
 190     /* init packet mux */
 191     ffm->packet_ptr = ffm->packet;
 192     ffm->packet_end = ffm->packet + ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE;
 193     ffm->frame_offset = 0;
 194     ffm->pts = 0;
 195     ffm->first_packet = 1;
 196
 197     return 0;
 198  fail:
 199     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 200         st = s->streams[i];
 201         av_freep(&st->priv_data);
 202     }
 203     return -1;
 204 }
 205
 206 static int ffm_write_packet(AVFormatContext *s, int stream_index,
 207                             UINT8 *buf, int size, int force_pts)
 208 {
 209     AVStream *st = s->streams[stream_index];
 210     FFMStream *fst = st->priv_data;
 211     INT64 pts;
 212     UINT8 header[FRAME_HEADER_SIZE];
 213     int duration;
 214
 215     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 216         duration = ((float)st->codec.frame_size / st->codec.sample_rate * 1000000.0);
 217     } else {
 218         duration = (1000000.0 * FRAME_RATE_BASE / (float)st->codec.frame_rate);
 219     }
 220
 221     pts = fst->pts;
 222     /* packet size & key_frame */
 223     header[0] = stream_index;
 224     header[1] = 0;
 225     if (st->codec.key_frame)
 226         header[1] |= FLAG_KEY_FRAME;
 227     header[2] = (size >> 16) & 0xff;
 228     header[3] = (size >> 8) & 0xff;
 229     header[4] = size & 0xff;
 230     header[5] = (duration >> 16) & 0xff;
 231     header[6] = (duration >> 8) & 0xff;
 232     header[7] = duration & 0xff;
 233     ffm_write_data(s, header, FRAME_HEADER_SIZE, pts, 1);
 234     ffm_write_data(s, buf, size, pts, 0);
 235
 236     fst->pts += duration;
 237     return 0;
 238 }
 239
 240 static int ffm_write_trailer(AVFormatContext *s)
 241 {
 242     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 243     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 244     int i;
 245
 246     /* flush packets */
 247     if (ffm->packet_ptr > ffm->packet)
 248         flush_packet(s);
 249
 250     put_flush_packet(pb);
 251
 252     if (!url_is_streamed(pb)) {
 253         INT64 size;
 254         /* update the write offset */
 255         size = url_ftell(pb);
 256         url_fseek(pb, 8, SEEK_SET);
 257         put_be64(pb, size);
 258         put_flush_packet(pb);
 259     }
 260
 261     for(i=0;i<s->nb_streams;i++)
 262         av_freep(&s->streams[i]->priv_data);
 263     return 0;
 264 }
 265
 266 /* ffm demux */
 267
 268 static int ffm_is_avail_data(AVFormatContext *s, int size)
 269 {
 270     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 271     offset_t pos, avail_size;
 272     int len;
 273
 274     len = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
 275     if (!ffm_nopts) {
 276         /* XXX: I don't understand this test, so I disabled it for testing */
 277         if (size <= len)
 278             return 1;
 279     }
 280     pos = url_ftell(&s->pb);
 281     if (pos == ffm->write_index) {
 282         /* exactly at the end of stream */
 283         return 0;
 284     } else if (pos < ffm->write_index) {
 285         avail_size = ffm->write_index - pos;
 286     } else {
 287         avail_size = (ffm->file_size - pos) + (ffm->write_index - FFM_PACKET_SIZE);
 288     }
 289     avail_size = (avail_size / ffm->packet_size) * (ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE) + len;
 290     if (size <= avail_size)
 291         return 1;
 292     else
 293         return 0;
 294 }
 295
 296 /* first is true if we read the frame header */
 297 static int ffm_read_data(AVFormatContext *s,
 298                          UINT8 *buf, int size, int first)
 299 {
 300     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 301     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 302     int len, fill_size, size1, frame_offset;
 303
 304     size1 = size;
 305     while (size > 0) {
 306     redo:
 307         len = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
 308         if (len > size)
 309             len = size;
 310         if (len == 0) {
 311             if (url_ftell(pb) == ffm->file_size)
 312                 url_fseek(pb, ffm->packet_size, SEEK_SET);
 313     retry_read:
 314             get_be16(pb); /* PACKET_ID */
 315             fill_size = get_be16(pb);
 316             ffm->pts = get_be64(pb);
 317             frame_offset = get_be16(pb);
 318             get_buffer(pb, ffm->packet, ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE);
 319             ffm->packet_end = ffm->packet + (ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE - fill_size);
 320             /* if first packet or resynchronization packet, we must
 321                handle it specifically */
 322             if (ffm->first_packet || (frame_offset & 0x8000)) {
 323                 if (!frame_offset) {
 324                     /* This packet has no frame headers in it */
 325                     if (url_ftell(pb) >= ffm->packet_size * 3) {
 326                         url_fseek(pb, -ffm->packet_size * 2, SEEK_CUR);
 327                         goto retry_read;
 328                     }
 329                     /* This is bad, we cannot find a valid frame header */
 330                     return 0;
 331                 }
 332                 ffm->first_packet = 0;
 333                 if ((frame_offset & 0x7ffff) < FFM_HEADER_SIZE)
 334                     av_abort();
 335                 ffm->packet_ptr = ffm->packet + (frame_offset & 0x7fff) - FFM_HEADER_SIZE;
 336                 if (!first)
 337                     break;
 338             } else {
 339                 ffm->packet_ptr = ffm->packet;
 340             }
 341             goto redo;
 342         }
 343         memcpy(buf, ffm->packet_ptr, len);
 344         buf += len;
 345         ffm->packet_ptr += len;
 346         size -= len;
 347         first = 0;
 348     }
 349     return size1 - size;
 350 }
 351
 352
 353 static int ffm_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
 354 {
 355     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 356     AVStream *st;
 357     FFMStream *fst;
 358     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 359     AVCodecContext *codec;
 360     int i;
 361     UINT32 tag;
 362
 363     /* header */
 364     tag = get_le32(pb);
 365     if (tag != MKTAG('F', 'F', 'M', '1'))
 366         goto fail;
 367     ffm->packet_size = get_be32(pb);
 368     if (ffm->packet_size != FFM_PACKET_SIZE)
 369         goto fail;
 370     ffm->write_index = get_be64(pb);
 371     /* get also filesize */
 372     if (!url_is_streamed(pb)) {
 373         ffm->file_size = url_filesize(url_fileno(pb));
 374     } else {
 375         ffm->file_size = (UINT64_C(1) << 63) - 1;
 376     }
 377
 378     s->nb_streams = get_be32(pb);
 379     get_be32(pb); /* total bitrate */
 380     /* read each stream */
 381     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 382         st = av_mallocz(sizeof(AVStream));
 383         if (!st)
 384             goto fail;
 385         s->streams[i] = st;
 386         fst = av_mallocz(sizeof(FFMStream) + ffm->packet_size);
 387         if (!fst)
 388             goto fail;
 389         st->priv_data = fst;
 390
 391         codec = &st->codec;
 392         /* generic info */
 393         st->codec.codec_id = get_be32(pb);
 394         st->codec.codec_type = get_byte(pb); /* codec_type */
 395         codec->bit_rate = get_be32(pb);
 396         codec->flags = get_be32(pb);
 397         /* specific info */
 398         switch(codec->codec_type) {
 399         case CODEC_TYPE_VIDEO:
 400             codec->frame_rate = ((INT64)get_be32(pb) * FRAME_RATE_BASE) / 1000;
 401             codec->width = get_be16(pb);
 402             codec->height = get_be16(pb);
 403             codec->gop_size = get_be16(pb);
 404             codec->qmin = get_byte(pb);
 405             codec->qmax = get_byte(pb);
 406             codec->max_qdiff = get_byte(pb);
 407             codec->qcompress = get_be16(pb) / 10000.0;
 408             codec->qblur = get_be16(pb) / 10000.0;
 409             codec->bit_rate_tolerance = get_be32(pb);
 410             break;
 411         case CODEC_TYPE_AUDIO:
 412             codec->sample_rate = get_be32(pb);
 413             codec->channels = get_le16(pb);
 414             codec->frame_size = get_le16(pb);
 415             break;
 416         default:
 417             av_abort();
 418         }
 419
 420     }
 421
 422     /* get until end of block reached */
 423     while ((url_ftell(pb) % ffm->packet_size) != 0)
 424         get_byte(pb);
 425
 426     /* init packet demux */
 427     ffm->packet_ptr = ffm->packet;
 428     ffm->packet_end = ffm->packet;
 429     ffm->frame_offset = 0;
 430     ffm->pts = 0;
 431     ffm->read_state = READ_HEADER;
 432     ffm->first_packet = 1;
 433     return 0;
 434  fail:
 435     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 436         st = s->streams[i];
 437         if (st) {
 438             av_freep(&st->priv_data);
 439             av_free(st);
 440         }
 441     }
 442     return -1;
 443 }
 444
 445 /* return < 0 if eof */
 446 static int ffm_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 447 {
 448     int size;
 449     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 450     int duration;
 451
 452     switch(ffm->read_state) {
 453     case READ_HEADER:
 454         if (!ffm_is_avail_data(s, FRAME_HEADER_SIZE)) {
 455             return -EAGAIN;
 456         }
 457 #if 0
 458         printf("pos=%08Lx spos=%Lx, write_index=%Lx size=%Lx\n",
 459                url_ftell(&s->pb), s->pb.pos, ffm->write_index, ffm->file_size);
 460 #endif
 461         if (ffm_read_data(s, ffm->header, FRAME_HEADER_SIZE, 1) !=
 462             FRAME_HEADER_SIZE)
 463             return -EAGAIN;
 464 #if 0
 465         {
 466             int i;
 467             for(i=0;i<FRAME_HEADER_SIZE;i++)
 468                 printf("%02x ", ffm->header[i]);
 469             printf("\n");
 470         }
 471 #endif
 472         ffm->read_state = READ_DATA;
 473         /* fall thru */
 474     case READ_DATA:
 475         size = (ffm->header[2] << 16) | (ffm->header[3] << 8) | ffm->header[4];
 476         if (!ffm_is_avail_data(s, size)) {
 477             return -EAGAIN;
 478         }
 479
 480         duration = (ffm->header[5] << 16) | (ffm->header[6] << 8) | ffm->header[7];
 481
 482         av_new_packet(pkt, size);
 483         pkt->stream_index = ffm->header[0];
 484         if (ffm->header[1] & FLAG_KEY_FRAME)
 485             pkt->flags |= PKT_FLAG_KEY;
 486
 487         ffm->read_state = READ_HEADER;
 488         if (ffm_read_data(s, pkt->data, size, 0) != size) {
 489             /* bad case: desynchronized packet. we cancel all the packet loading */
 490             av_free_packet(pkt);
 491             return -EAGAIN;
 492         }
 493         pkt->pts = ffm->pts;
 494         pkt->duration = duration;
 495         break;
 496     }
 497     return 0;
 498 }
 499
 500 //#define DEBUG_SEEK
 501
 502 /* pos is between 0 and file_size - FFM_PACKET_SIZE. It is translated
 503    by the write position inside this function */
 504 static void ffm_seek1(AVFormatContext *s, offset_t pos1)
 505 {
 506     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 507     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 508     offset_t pos;
 509
 510     pos = pos1 + ffm->write_index;
 511     if (pos >= ffm->file_size)
 512         pos -= (ffm->file_size - FFM_PACKET_SIZE);
 513 #ifdef DEBUG_SEEK
 514     printf("seek to %Lx -> %Lx\n", pos1, pos);
 515 #endif
 516     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 517 }
 518
 519 static INT64 get_pts(AVFormatContext *s, offset_t pos)
 520 {
 521     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 522     INT64 pts;
 523
 524     ffm_seek1(s, pos);
 525     url_fskip(pb, 4);
 526     pts = get_be64(pb);
 527 #ifdef DEBUG_SEEK
 528     printf("pts=%0.6f\n", pts / 1000000.0);
 529 #endif
 530     return pts;
 531 }
 532
 533 /* seek to a given time in the file. The file read pointer is
 534    positionned at or before pts. XXX: the following code is quite
 535    approximative */
 536 static int ffm_seek(AVFormatContext *s, INT64 wanted_pts)
 537 {
 538     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 539     offset_t pos_min, pos_max, pos;
 540     INT64 pts_min, pts_max, pts;
 541     double pos1;
 542
 543 #ifdef DEBUG_SEEK
 544     printf("wanted_pts=%0.6f\n", wanted_pts / 1000000.0);
 545 #endif
 546     /* find the position using linear interpolation (better than
 547        dichotomy in typical cases) */
 548     pos_min = 0;
 549     pos_max = ffm->file_size - 2 * FFM_PACKET_SIZE;
 550     while (pos_min <= pos_max) {
 551         pts_min = get_pts(s, pos_min);
 552         pts_max = get_pts(s, pos_max);
 553         /* linear interpolation */
 554         pos1 = (double)(pos_max - pos_min) * (double)(wanted_pts - pts_min) /
 555             (double)(pts_max - pts_min);
 556         pos = (((INT64)pos1) / FFM_PACKET_SIZE) * FFM_PACKET_SIZE;
 557         if (pos <= pos_min)
 558             pos = pos_min;
 559         else if (pos >= pos_max)
 560             pos = pos_max;
 561         pts = get_pts(s, pos);
 562         /* check if we are lucky */
 563         if (pts == wanted_pts) {
 564             goto found;
 565         } else if (pts > wanted_pts) {
 566             pos_max = pos - FFM_PACKET_SIZE;
 567         } else {
 568             pos_min = pos + FFM_PACKET_SIZE;
 569         }
 570     }
 571     pos = pos_min;
 572     if (pos > 0)
 573         pos -= FFM_PACKET_SIZE;
 574  found:
 575     ffm_seek1(s, pos);
 576     return 0;
 577 }
 578
 579 offset_t ffm_read_write_index(int fd)
 580 {
 581     UINT8 buf[8];
 582     offset_t pos;
 583     int i;
 584
 585     lseek(fd, 8, SEEK_SET);
 586     read(fd, buf, 8);
 587     pos = 0;
 588     for(i=0;i<8;i++)
 589         pos |= buf[i] << (56 - i * 8);
 590     return pos;
 591 }
 592
 593 void ffm_write_write_index(int fd, offset_t pos)
 594 {
 595     UINT8 buf[8];
 596     int i;
 597
 598     for(i=0;i<8;i++)
 599         buf[i] = (pos >> (56 - i * 8)) & 0xff;
 600     lseek(fd, 8, SEEK_SET);
 601     write(fd, buf, 8);
 602 }
 603
 604 void ffm_set_write_index(AVFormatContext *s, offset_t pos, offset_t file_size)
 605 {
 606     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 607     ffm->write_index = pos;
 608     ffm->file_size = file_size;
 609 }
 610
 611 static int ffm_read_close(AVFormatContext *s)
 612 {
 613     AVStream *st;
 614     int i;
 615
 616     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 617         st = s->streams[i];
 618         av_freep(&st->priv_data);
 619     }
 620     return 0;
 621 }
 622
 623 static int ffm_probe(AVProbeData *p)
 624 {
 625     if (p->buf_size >= 4 &&
 626         p->buf[0] == 'F' && p->buf[1] == 'F' && p->buf[2] == 'M' &&
 627         p->buf[3] == '1')
 628         return AVPROBE_SCORE_MAX + 1;
 629     return 0;
 630 }
 631
 632 AVInputFormat ffm_iformat = {
 633     "ffm",
 634     "ffm format",
 635     sizeof(FFMContext),
 636     ffm_probe,
 637     ffm_read_header,
 638     ffm_read_packet,
 639     ffm_read_close,
 640     ffm_seek,
 641 };
 642
 643 AVOutputFormat ffm_oformat = {
 644     "ffm",
 645     "ffm format",
 646     "",
 647     "ffm",
 648     sizeof(FFMContext),
 649     /* not really used */
 650     CODEC_ID_MP2,
 651     CODEC_ID_MPEG1VIDEO,
 652     ffm_write_header,
 653     ffm_write_packet,
 654     ffm_write_trailer,
 655 };
 656
 657 int ffm_init(void)
 658 {
 659     av_register_input_format(&ffm_iformat);
 660     av_register_output_format(&ffm_oformat);
 661     return 0;
 662 }