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

   1 /*
   2  * FFM (ffserver live feed) encoder and decoder
   3  * Copyright (c) 2001 Gerard Lantau.
   4  *
   5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program 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
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, 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    5
  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[1]; /* must be last */
  52 } FFMContext;
  53
  54 static void flush_packet(AVFormatContext *s)
  55 {
  56     FFMContext *ffm = s->priv_data;
  57     int fill_size, h;
  58     ByteIOContext *pb = &s->pb;
  59
  60     fill_size = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
  61     memset(ffm->packet_ptr, 0, fill_size);
  62
  63     /* put header */
  64     put_be16(pb, PACKET_ID);
  65     put_be16(pb, fill_size);
  66     put_be64(pb, ffm->pts);
  67     h = ffm->frame_offset;
  68     if (ffm->first_packet)
  69         h |= 0x8000;
  70     put_be16(pb, h);
  71     put_buffer(pb, ffm->packet, ffm->packet_end - ffm->packet);
  72
  73     /* prepare next packet */
  74     ffm->frame_offset = 0; /* no key frame */
  75     ffm->pts = 0; /* no pts */
  76     ffm->packet_ptr = ffm->packet;
  77     ffm->first_packet = 0;
  78 }
  79
  80 /* 'first' is true if first data of a frame */
  81 static void ffm_write_data(AVFormatContext *s,
  82                            UINT8 *buf, int size,
  83                            INT64 pts, int first)
  84 {
  85     FFMContext *ffm = s->priv_data;
  86     int len;
  87
  88     if (first && ffm->frame_offset == 0)
  89         ffm->frame_offset = ffm->packet_ptr - ffm->packet + FFM_HEADER_SIZE;
  90     if (first && ffm->pts == 0)
  91         ffm->pts = pts;
  92
  93     /* write as many packets as needed */
  94     while (size > 0) {
  95         len = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
  96         if (len > size)
  97             len = size;
  98         memcpy(ffm->packet_ptr, buf, len);
  99
 100         ffm->packet_ptr += len;
 101         buf += len;
 102         size -= len;
 103         if (ffm->packet_ptr >= ffm->packet_end) {
 104             /* special case : no pts in packet : we leave the current one */
 105             if (ffm->pts == 0)
 106                 ffm->pts = pts;
 107
 108             flush_packet(s);
 109         }
 110     }
 111 }
 112
 113 static int ffm_write_header(AVFormatContext *s)
 114 {
 115     AVStream *st;
 116     FFMStream *fst;
 117     FFMContext *ffm;
 118     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 119     AVCodecContext *codec;
 120     int bit_rate, i;
 121
 122     ffm = av_mallocz(sizeof(FFMContext) + FFM_PACKET_SIZE);
 123     if (!ffm)
 124         return -1;
 125
 126     s->priv_data = ffm;
 127     ffm->packet_size = FFM_PACKET_SIZE;
 128
 129     /* header */
 130     put_tag(pb, "FFM1");
 131     put_be32(pb, ffm->packet_size);
 132     /* XXX: store write position in other file ? */
 133     put_be64(pb, ffm->packet_size); /* current write position */
 134
 135     put_be32(pb, s->nb_streams);
 136     bit_rate = 0;
 137     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 138         st = s->streams[i];
 139         bit_rate += st->codec.bit_rate;
 140     }
 141     put_be32(pb, bit_rate);
 142
 143     /* list of streams */
 144     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 145         st = s->streams[i];
 146         fst = av_mallocz(sizeof(FFMStream) + ffm->packet_size);
 147         if (!fst)
 148             goto fail;
 149         st->priv_data = fst;
 150
 151         codec = &st->codec;
 152         /* generic info */
 153         put_be32(pb, codec->codec_id);
 154         put_byte(pb, codec->codec_type);
 155         put_be32(pb, codec->bit_rate);
 156         /* specific info */
 157         switch(codec->codec_type) {
 158         case CODEC_TYPE_VIDEO:
 159             put_be32(pb, (codec->frame_rate * 1000) / FRAME_RATE_BASE);
 160             put_be16(pb, codec->width);
 161             put_be16(pb, codec->height);
 162             break;
 163         case CODEC_TYPE_AUDIO:
 164             put_be32(pb, codec->sample_rate);
 165             put_le16(pb, codec->channels);
 166             break;
 167         }
 168         /* hack to have real time */
 169         fst->pts = gettime();
 170     }
 171
 172     /* flush until end of block reached */
 173     while ((url_ftell(pb) % ffm->packet_size) != 0)
 174         put_byte(pb, 0);
 175
 176     put_flush_packet(pb);
 177
 178     /* init packet mux */
 179     ffm->packet_ptr = ffm->packet;
 180     ffm->packet_end = ffm->packet + ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE;
 181     ffm->frame_offset = 0;
 182     ffm->pts = 0;
 183     ffm->first_packet = 1;
 184
 185     return 0;
 186  fail:
 187     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 188         st = s->streams[i];
 189         fst = st->priv_data;
 190         if (fst)
 191             free(fst);
 192     }
 193     free(ffm);
 194     return -1;
 195 }
 196
 197 static int ffm_write_packet(AVFormatContext *s, int stream_index,
 198                             UINT8 *buf, int size, int force_pts)
 199 {
 200     AVStream *st = s->streams[stream_index];
 201     FFMStream *fst = st->priv_data;
 202     INT64 pts;
 203     UINT8 header[FRAME_HEADER_SIZE];
 204
 205     pts = fst->pts;
 206     /* packet size & key_frame */
 207     header[0] = stream_index;
 208     header[1] = 0;
 209     if (st->codec.key_frame)
 210         header[1] |= FLAG_KEY_FRAME;
 211     header[2] = (size >> 16) & 0xff;
 212     header[3] = (size >> 8) & 0xff;
 213     header[4] = size & 0xff;
 214     ffm_write_data(s, header, FRAME_HEADER_SIZE, pts, 1);
 215     ffm_write_data(s, buf, size, pts, 0);
 216
 217     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 218         fst->pts += (INT64)((float)st->codec.frame_size / st->codec.sample_rate * 1000000.0);
 219     } else {
 220         fst->pts += (INT64)(1000000.0 * FRAME_RATE_BASE / (float)st->codec.frame_rate);
 221     }
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static int ffm_write_trailer(AVFormatContext *s)
 226 {
 227     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 228     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 229     int i;
 230
 231     /* flush packets */
 232     if (ffm->packet_ptr > ffm->packet)
 233         flush_packet(s);
 234
 235     put_flush_packet(pb);
 236
 237     for(i=0;i<s->nb_streams;i++)
 238         free(s->streams[i]->priv_data);
 239     free(ffm);
 240     return 0;
 241 }
 242
 243 /* ffm demux */
 244
 245 static int ffm_is_avail_data(AVFormatContext *s, int size)
 246 {
 247     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 248     offset_t pos, avail_size;
 249     int len;
 250
 251     len = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
 252     if (size <= len)
 253         return 1;
 254     pos = url_ftell(&s->pb);
 255     if (pos == ffm->write_index) {
 256         /* exactly at the end of stream */
 257         return 0;
 258     } else if (pos < ffm->write_index) {
 259         avail_size = ffm->write_index - pos;
 260     } else {
 261         avail_size = (ffm->file_size - pos) + (ffm->write_index - FFM_PACKET_SIZE);
 262     }
 263     avail_size = (avail_size / ffm->packet_size) * (ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE) + len;
 264     if (size <= avail_size)
 265         return 1;
 266     else
 267         return 0;
 268 }
 269
 270 /* first is true if we read the frame header */
 271 static int ffm_read_data(AVFormatContext *s,
 272                           UINT8 *buf, int size, int first)
 273 {
 274     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 275     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 276     int len, fill_size, size1, frame_offset;
 277
 278     size1 = size;
 279     while (size > 0) {
 280     redo:
 281         len = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
 282         if (len > size)
 283             len = size;
 284         if (len == 0) {
 285             if (url_ftell(pb) == ffm->file_size)
 286                 url_fseek(pb, ffm->packet_size, SEEK_SET);
 287             get_be16(pb); /* PACKET_ID */
 288             fill_size = get_be16(pb);
 289             ffm->pts = get_be64(pb);
 290             frame_offset = get_be16(pb);
 291             get_buffer(pb, ffm->packet, ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE);
 292             ffm->packet_end = ffm->packet + (ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE - fill_size);
 293             /* if first packet or resynchronization packet, we must
 294                handle it specifically */
 295             if (ffm->first_packet || (frame_offset & 0x8000)) {
 296                 ffm->first_packet = 0;
 297                 ffm->packet_ptr = ffm->packet + (frame_offset & 0x7fff) - FFM_HEADER_SIZE;
 298                 if (!first)
 299                     break;
 300             } else {
 301                 ffm->packet_ptr = ffm->packet;
 302             }
 303             goto redo;
 304         }
 305         memcpy(buf, ffm->packet_ptr, len);
 306         buf += len;
 307         ffm->packet_ptr += len;
 308         size -= len;
 309         first = 0;
 310     }
 311     return size1 - size;
 312 }
 313
 314
 315 static int ffm_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
 316 {
 317     AVStream *st;
 318     FFMStream *fst;
 319     FFMContext *ffm;
 320     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 321     AVCodecContext *codec;
 322     int i;
 323     UINT32 tag;
 324
 325     ffm = av_mallocz(sizeof(FFMContext) + FFM_PACKET_SIZE);
 326     if (!ffm)
 327         return -1;
 328
 329     s->priv_data = ffm;
 330
 331     /* header */
 332     tag = get_le32(pb);
 333     if (tag != MKTAG('F', 'F', 'M', '1'))
 334         goto fail;
 335     ffm->packet_size = get_be32(pb);
 336     if (ffm->packet_size != FFM_PACKET_SIZE)
 337         goto fail;
 338     ffm->write_index = get_be64(pb);
 339     /* get also filesize */
 340     if (!url_is_streamed(pb)) {
 341         ffm->file_size = url_filesize(url_fileno(pb));
 342     } else {
 343         ffm->file_size = (UINT64_C(1) << 63) - 1;
 344     }
 345
 346     s->nb_streams = get_be32(pb);
 347     get_be32(pb); /* total bitrate */
 348     /* read each stream */
 349     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 350         st = av_mallocz(sizeof(AVStream));
 351         if (!st)
 352             goto fail;
 353         s->streams[i] = st;
 354         fst = av_mallocz(sizeof(FFMStream) + ffm->packet_size);
 355         if (!fst)
 356             goto fail;
 357         st->priv_data = fst;
 358
 359         codec = &st->codec;
 360         /* generic info */
 361         st->codec.codec_id = get_be32(pb);
 362         st->codec.codec_type = get_byte(pb); /* codec_type */
 363         codec->bit_rate = get_be32(pb);
 364         /* specific info */
 365         switch(codec->codec_type) {
 366         case CODEC_TYPE_VIDEO:
 367             codec->frame_rate = ((INT64)get_be32(pb) * FRAME_RATE_BASE) / 1000;
 368             codec->width = get_be16(pb);
 369             codec->height = get_be16(pb);
 370             break;
 371         case CODEC_TYPE_AUDIO:
 372             codec->sample_rate = get_be32(pb);
 373             codec->channels = get_le16(pb);
 374             break;
 375         }
 376
 377     }
 378
 379     /* get until end of block reached */
 380     while ((url_ftell(pb) % ffm->packet_size) != 0)
 381         get_byte(pb);
 382
 383     /* init packet demux */
 384     ffm->packet_ptr = ffm->packet;
 385     ffm->packet_end = ffm->packet;
 386     ffm->frame_offset = 0;
 387     ffm->pts = 0;
 388     ffm->read_state = READ_HEADER;
 389     ffm->first_packet = 1;
 390     return 0;
 391  fail:
 392     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 393         st = s->streams[i];
 394         if (st) {
 395             fst = st->priv_data;
 396             if (fst)
 397                 free(fst);
 398             free(st);
 399         }
 400     }
 401     if (ffm)
 402         free(ffm);
 403     return -1;
 404 }
 405
 406 /* return < 0 if eof */
 407 static int ffm_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 408 {
 409     int size;
 410     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 411
 412     switch(ffm->read_state) {
 413     case READ_HEADER:
 414         if (!ffm_is_avail_data(s, FRAME_HEADER_SIZE))
 415             return -EAGAIN;
 416 #if 0
 417         printf("pos=%08Lx spos=%Lx, write_index=%Lx size=%Lx\n",
 418                url_ftell(&s->pb), s->pb.pos, ffm->write_index, ffm->file_size);
 419 #endif
 420         if (ffm_read_data(s, ffm->header, FRAME_HEADER_SIZE, 1) != FRAME_HEADER_SIZE)
 421             return -EAGAIN;
 422
 423 #if 0
 424         {
 425             int i;
 426             for(i=0;i<FRAME_HEADER_SIZE;i++)
 427                 printf("%02x ", ffm->header[i]);
 428             printf("\n");
 429         }
 430 #endif
 431         ffm->read_state = READ_DATA;
 432         /* fall thru */
 433     case READ_DATA:
 434         size = (ffm->header[2] << 16) | (ffm->header[3] << 8) | ffm->header[4];
 435         if (!ffm_is_avail_data(s, size)) {
 436             return -EAGAIN;
 437         }
 438
 439         av_new_packet(pkt, size);
 440         pkt->stream_index = ffm->header[0];
 441         if (ffm->header[1] & FLAG_KEY_FRAME)
 442             pkt->flags |= PKT_FLAG_KEY;
 443
 444         ffm->read_state = READ_HEADER;
 445         if (ffm_read_data(s, pkt->data, size, 0) != size) {
 446             /* bad case: desynchronized packet. we cancel all the packet loading */
 447             av_free_packet(pkt);
 448             return -EAGAIN;
 449         }
 450         break;
 451     }
 452     return 0;
 453 }
 454
 455 //#define DEBUG_SEEK
 456
 457 /* pos is between 0 and file_size - FFM_PACKET_SIZE. It is translated
 458    by the write position inside this function */
 459 static void ffm_seek1(AVFormatContext *s, offset_t pos1)
 460 {
 461     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 462     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 463     offset_t pos;
 464
 465     pos = pos1 + ffm->write_index;
 466     if (pos >= ffm->file_size)
 467         pos -= (ffm->file_size - FFM_PACKET_SIZE);
 468 #ifdef DEBUG_SEEK
 469     printf("seek to %Lx -> %Lx\n", pos1, pos);
 470 #endif
 471     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 472 }
 473
 474 static INT64 get_pts(AVFormatContext *s, offset_t pos)
 475 {
 476     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 477     INT64 pts;
 478
 479     ffm_seek1(s, pos);
 480     url_fskip(pb, 4);
 481     pts = get_be64(pb);
 482 #ifdef DEBUG_SEEK
 483     printf("pts=%0.6f\n", pts / 1000000.0);
 484 #endif
 485     return pts;
 486 }
 487
 488 /* seek to a given time in the file. The file read pointer is
 489    positionned at or before pts. XXX: the following code is quite
 490    approximative */
 491 static int ffm_seek(AVFormatContext *s, INT64 wanted_pts)
 492 {
 493     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 494     offset_t pos_min, pos_max, pos;
 495     INT64 pts_min, pts_max, pts;
 496     double pos1;
 497
 498 #ifdef DEBUG_SEEK
 499     printf("wanted_pts=%0.6f\n", wanted_pts / 1000000.0);
 500 #endif
 501     /* find the position using linear interpolation (better than
 502        dichotomy in typical cases) */
 503     pos_min = 0;
 504     pos_max = ffm->file_size - 2 * FFM_PACKET_SIZE;
 505     while (pos_min <= pos_max) {
 506         pts_min = get_pts(s, pos_min);
 507         pts_max = get_pts(s, pos_max);
 508         /* linear interpolation */
 509         pos1 = (double)(pos_max - pos_min) * (double)(wanted_pts - pts_min) /
 510             (double)(pts_max - pts_min);
 511         pos = (((INT64)pos1) / FFM_PACKET_SIZE) * FFM_PACKET_SIZE;
 512         if (pos <= pos_min)
 513             pos = pos_min;
 514         else if (pos >= pos_max)
 515             pos = pos_max;
 516         pts = get_pts(s, pos);
 517         /* check if we are lucky */
 518         if (pts == wanted_pts) {
 519             goto found;
 520         } else if (pts > wanted_pts) {
 521             pos_max = pos - FFM_PACKET_SIZE;
 522         } else {
 523             pos_min = pos + FFM_PACKET_SIZE;
 524         }
 525     }
 526     pos = pos_min;
 527     if (pos > 0)
 528         pos -= FFM_PACKET_SIZE;
 529  found:
 530     ffm_seek1(s, pos);
 531     return 0;
 532 }
 533
 534 offset_t ffm_read_write_index(int fd)
 535 {
 536     UINT8 buf[8];
 537     offset_t pos;
 538     int i;
 539
 540     lseek(fd, 8, SEEK_SET);
 541     read(fd, buf, 8);
 542     pos = 0;
 543     for(i=0;i<8;i++)
 544         pos |= buf[i] << (56 - i * 8);
 545     return pos;
 546 }
 547
 548 void ffm_write_write_index(int fd, offset_t pos)
 549 {
 550     UINT8 buf[8];
 551     int i;
 552
 553     for(i=0;i<8;i++)
 554         buf[i] = (pos >> (56 - i * 8)) & 0xff;
 555     lseek(fd, 8, SEEK_SET);
 556     write(fd, buf, 8);
 557 }
 558
 559 void ffm_set_write_index(AVFormatContext *s, offset_t pos, offset_t file_size)
 560 {
 561     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 562     ffm->write_index = pos;
 563     ffm->file_size = file_size;
 564 }
 565
 566 static int ffm_read_close(AVFormatContext *s)
 567 {
 568     AVStream *st;
 569     int i;
 570
 571     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 572         st = s->streams[i];
 573         free(st->priv_data);
 574     }
 575     free(s->priv_data);
 576     return 0;
 577 }
 578
 579 AVFormat ffm_format = {
 580     "ffm",
 581     "ffm format",
 582     "",
 583     "ffm",
 584     /* not really used */
 585     CODEC_ID_MP2,
 586     CODEC_ID_MPEG1VIDEO,
 587     ffm_write_header,
 588     ffm_write_packet,
 589     ffm_write_trailer,
 590     ffm_read_header,
 591     ffm_read_packet,
 592     ffm_read_close,
 593     ffm_seek,
 594 };