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    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[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         put_be32(pb, codec->flags);
 157         /* specific info */
 158         switch(codec->codec_type) {
 159         case CODEC_TYPE_VIDEO:
 160             put_be32(pb, (codec->frame_rate * 1000) / FRAME_RATE_BASE);
 161             put_be16(pb, codec->width);
 162             put_be16(pb, codec->height);
 163             put_be16(pb, codec->gop_size);
 164             put_byte(pb, codec->qmin);
 165             put_byte(pb, codec->qmax);
 166             put_byte(pb, codec->max_qdiff);
 167             put_be16(pb, (int) (codec->qcompress * 10000.0));
 168             put_be16(pb, (int) (codec->qblur * 10000.0));
 169             break;
 170         case CODEC_TYPE_AUDIO:
 171             put_be32(pb, codec->sample_rate);
 172             put_le16(pb, codec->channels);
 173             put_le16(pb, codec->frame_size);
 174             break;
 175         default:
 176             abort();
 177         }
 178         /* hack to have real time */
 179         fst->pts = gettime();
 180     }
 181
 182     /* flush until end of block reached */
 183     while ((url_ftell(pb) % ffm->packet_size) != 0)
 184         put_byte(pb, 0);
 185
 186     put_flush_packet(pb);
 187
 188     /* init packet mux */
 189     ffm->packet_ptr = ffm->packet;
 190     ffm->packet_end = ffm->packet + ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE;
 191     ffm->frame_offset = 0;
 192     ffm->pts = 0;
 193     ffm->first_packet = 1;
 194
 195     return 0;
 196  fail:
 197     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 198         st = s->streams[i];
 199         fst = st->priv_data;
 200         if (fst)
 201             free(fst);
 202     }
 203     free(ffm);
 204     return -1;
 205 }
 206
 207 static int ffm_write_packet(AVFormatContext *s, int stream_index,
 208                             UINT8 *buf, int size, int force_pts)
 209 {
 210     AVStream *st = s->streams[stream_index];
 211     FFMStream *fst = st->priv_data;
 212     INT64 pts;
 213     UINT8 header[FRAME_HEADER_SIZE];
 214     int duration;
 215
 216     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 217         duration = ((float)st->codec.frame_size / st->codec.sample_rate * 1000000.0);
 218     } else {
 219         duration = (1000000.0 * FRAME_RATE_BASE / (float)st->codec.frame_rate);
 220     }
 221
 222     pts = fst->pts;
 223     /* packet size & key_frame */
 224     header[0] = stream_index;
 225     header[1] = 0;
 226     if (st->codec.key_frame)
 227         header[1] |= FLAG_KEY_FRAME;
 228     header[2] = (size >> 16) & 0xff;
 229     header[3] = (size >> 8) & 0xff;
 230     header[4] = size & 0xff;
 231     header[5] = (duration >> 16) & 0xff;
 232     header[6] = (duration >> 8) & 0xff;
 233     header[7] = duration & 0xff;
 234     ffm_write_data(s, header, FRAME_HEADER_SIZE, pts, 1);
 235     ffm_write_data(s, buf, size, pts, 0);
 236
 237     fst->pts += duration;
 238     return 0;
 239 }
 240
 241 static int ffm_write_trailer(AVFormatContext *s)
 242 {
 243     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 244     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 245     int i;
 246
 247     /* flush packets */
 248     if (ffm->packet_ptr > ffm->packet)
 249         flush_packet(s);
 250
 251     put_flush_packet(pb);
 252
 253     for(i=0;i<s->nb_streams;i++)
 254         free(s->streams[i]->priv_data);
 255     free(ffm);
 256     return 0;
 257 }
 258
 259 /* ffm demux */
 260
 261 static int ffm_is_avail_data(AVFormatContext *s, int size)
 262 {
 263     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 264     offset_t pos, avail_size;
 265     int len;
 266
 267     len = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
 268     if (size <= len)
 269         return 1;
 270     pos = url_ftell(&s->pb);
 271     if (pos == ffm->write_index) {
 272         /* exactly at the end of stream */
 273         return 0;
 274     } else if (pos < ffm->write_index) {
 275         avail_size = ffm->write_index - pos;
 276     } else {
 277         avail_size = (ffm->file_size - pos) + (ffm->write_index - FFM_PACKET_SIZE);
 278     }
 279     avail_size = (avail_size / ffm->packet_size) * (ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE) + len;
 280     if (size <= avail_size)
 281         return 1;
 282     else
 283         return 0;
 284 }
 285
 286 /* first is true if we read the frame header */
 287 static int ffm_read_data(AVFormatContext *s,
 288                           UINT8 *buf, int size, int first)
 289 {
 290     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 291     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 292     int len, fill_size, size1, frame_offset;
 293
 294     size1 = size;
 295     while (size > 0) {
 296     redo:
 297         len = ffm->packet_end - ffm->packet_ptr;
 298         if (len > size)
 299             len = size;
 300         if (len == 0) {
 301             if (url_ftell(pb) == ffm->file_size)
 302                 url_fseek(pb, ffm->packet_size, SEEK_SET);
 303             get_be16(pb); /* PACKET_ID */
 304             fill_size = get_be16(pb);
 305             ffm->pts = get_be64(pb);
 306             frame_offset = get_be16(pb);
 307             get_buffer(pb, ffm->packet, ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE);
 308             ffm->packet_end = ffm->packet + (ffm->packet_size - FFM_HEADER_SIZE - fill_size);
 309             /* if first packet or resynchronization packet, we must
 310                handle it specifically */
 311             if (ffm->first_packet || (frame_offset & 0x8000)) {
 312                 ffm->first_packet = 0;
 313                 ffm->packet_ptr = ffm->packet + (frame_offset & 0x7fff) - FFM_HEADER_SIZE;
 314                 if (!first)
 315                     break;
 316             } else {
 317                 ffm->packet_ptr = ffm->packet;
 318             }
 319             goto redo;
 320         }
 321         memcpy(buf, ffm->packet_ptr, len);
 322         buf += len;
 323         ffm->packet_ptr += len;
 324         size -= len;
 325         first = 0;
 326     }
 327     return size1 - size;
 328 }
 329
 330
 331 static int ffm_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
 332 {
 333     AVStream *st;
 334     FFMStream *fst;
 335     FFMContext *ffm;
 336     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 337     AVCodecContext *codec;
 338     int i;
 339     UINT32 tag;
 340
 341     ffm = av_mallocz(sizeof(FFMContext) + FFM_PACKET_SIZE);
 342     if (!ffm)
 343         return -1;
 344
 345     s->priv_data = ffm;
 346
 347     /* header */
 348     tag = get_le32(pb);
 349     if (tag != MKTAG('F', 'F', 'M', '1'))
 350         goto fail;
 351     ffm->packet_size = get_be32(pb);
 352     if (ffm->packet_size != FFM_PACKET_SIZE)
 353         goto fail;
 354     ffm->write_index = get_be64(pb);
 355     /* get also filesize */
 356     if (!url_is_streamed(pb)) {
 357         ffm->file_size = url_filesize(url_fileno(pb));
 358     } else {
 359         ffm->file_size = (UINT64_C(1) << 63) - 1;
 360     }
 361
 362     s->nb_streams = get_be32(pb);
 363     get_be32(pb); /* total bitrate */
 364     /* read each stream */
 365     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 366         st = av_mallocz(sizeof(AVStream));
 367         if (!st)
 368             goto fail;
 369         s->streams[i] = st;
 370         fst = av_mallocz(sizeof(FFMStream) + ffm->packet_size);
 371         if (!fst)
 372             goto fail;
 373         st->priv_data = fst;
 374
 375         codec = &st->codec;
 376         /* generic info */
 377         st->codec.codec_id = get_be32(pb);
 378         st->codec.codec_type = get_byte(pb); /* codec_type */
 379         codec->bit_rate = get_be32(pb);
 380         codec->flags = get_be32(pb);
 381         /* specific info */
 382         switch(codec->codec_type) {
 383         case CODEC_TYPE_VIDEO:
 384             codec->frame_rate = ((INT64)get_be32(pb) * FRAME_RATE_BASE) / 1000;
 385             codec->width = get_be16(pb);
 386             codec->height = get_be16(pb);
 387             codec->gop_size = get_be16(pb);
 388             codec->qmin = get_byte(pb);
 389             codec->qmax = get_byte(pb);
 390             codec->max_qdiff = get_byte(pb);
 391             codec->qcompress = get_be16(pb) / 10000.0;
 392             codec->qblur = get_be16(pb) / 10000.0;
 393             break;
 394         case CODEC_TYPE_AUDIO:
 395             codec->sample_rate = get_be32(pb);
 396             codec->channels = get_le16(pb);
 397             codec->frame_size = get_le16(pb);
 398             break;
 399         default:
 400             abort();
 401         }
 402
 403     }
 404
 405     /* get until end of block reached */
 406     while ((url_ftell(pb) % ffm->packet_size) != 0)
 407         get_byte(pb);
 408
 409     /* init packet demux */
 410     ffm->packet_ptr = ffm->packet;
 411     ffm->packet_end = ffm->packet;
 412     ffm->frame_offset = 0;
 413     ffm->pts = 0;
 414     ffm->read_state = READ_HEADER;
 415     ffm->first_packet = 1;
 416     return 0;
 417  fail:
 418     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 419         st = s->streams[i];
 420         if (st) {
 421             fst = st->priv_data;
 422             if (fst)
 423                 free(fst);
 424             free(st);
 425         }
 426     }
 427     if (ffm)
 428         free(ffm);
 429     return -1;
 430 }
 431
 432 /* return < 0 if eof */
 433 static int ffm_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 434 {
 435     int size;
 436     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 437     int duration;
 438
 439     switch(ffm->read_state) {
 440     case READ_HEADER:
 441         if (!ffm_is_avail_data(s, FRAME_HEADER_SIZE))
 442             return -EAGAIN;
 443 #if 0
 444         printf("pos=%08Lx spos=%Lx, write_index=%Lx size=%Lx\n",
 445                url_ftell(&s->pb), s->pb.pos, ffm->write_index, ffm->file_size);
 446 #endif
 447         if (ffm_read_data(s, ffm->header, FRAME_HEADER_SIZE, 1) != FRAME_HEADER_SIZE)
 448             return -EAGAIN;
 449
 450 #if 0
 451         {
 452             int i;
 453             for(i=0;i<FRAME_HEADER_SIZE;i++)
 454                 printf("%02x ", ffm->header[i]);
 455             printf("\n");
 456         }
 457 #endif
 458         ffm->read_state = READ_DATA;
 459         /* fall thru */
 460     case READ_DATA:
 461         size = (ffm->header[2] << 16) | (ffm->header[3] << 8) | ffm->header[4];
 462         if (!ffm_is_avail_data(s, size)) {
 463             return -EAGAIN;
 464         }
 465
 466         duration = (ffm->header[5] << 16) | (ffm->header[6] << 8) | ffm->header[7];
 467
 468         av_new_packet(pkt, size);
 469         pkt->stream_index = ffm->header[0];
 470         if (ffm->header[1] & FLAG_KEY_FRAME)
 471             pkt->flags |= PKT_FLAG_KEY;
 472
 473         ffm->read_state = READ_HEADER;
 474         if (ffm_read_data(s, pkt->data, size, 0) != size) {
 475             /* bad case: desynchronized packet. we cancel all the packet loading */
 476             av_free_packet(pkt);
 477             return -EAGAIN;
 478         }
 479         pkt->pts = ffm->pts;
 480         pkt->duration = duration;
 481         break;
 482     }
 483     return 0;
 484 }
 485
 486 //#define DEBUG_SEEK
 487
 488 /* pos is between 0 and file_size - FFM_PACKET_SIZE. It is translated
 489    by the write position inside this function */
 490 static void ffm_seek1(AVFormatContext *s, offset_t pos1)
 491 {
 492     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 493     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 494     offset_t pos;
 495
 496     pos = pos1 + ffm->write_index;
 497     if (pos >= ffm->file_size)
 498         pos -= (ffm->file_size - FFM_PACKET_SIZE);
 499 #ifdef DEBUG_SEEK
 500     printf("seek to %Lx -> %Lx\n", pos1, pos);
 501 #endif
 502     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 503 }
 504
 505 static INT64 get_pts(AVFormatContext *s, offset_t pos)
 506 {
 507     ByteIOContext *pb = &s->pb;
 508     INT64 pts;
 509
 510     ffm_seek1(s, pos);
 511     url_fskip(pb, 4);
 512     pts = get_be64(pb);
 513 #ifdef DEBUG_SEEK
 514     printf("pts=%0.6f\n", pts / 1000000.0);
 515 #endif
 516     return pts;
 517 }
 518
 519 /* seek to a given time in the file. The file read pointer is
 520    positionned at or before pts. XXX: the following code is quite
 521    approximative */
 522 static int ffm_seek(AVFormatContext *s, INT64 wanted_pts)
 523 {
 524     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 525     offset_t pos_min, pos_max, pos;
 526     INT64 pts_min, pts_max, pts;
 527     double pos1;
 528
 529 #ifdef DEBUG_SEEK
 530     printf("wanted_pts=%0.6f\n", wanted_pts / 1000000.0);
 531 #endif
 532     /* find the position using linear interpolation (better than
 533        dichotomy in typical cases) */
 534     pos_min = 0;
 535     pos_max = ffm->file_size - 2 * FFM_PACKET_SIZE;
 536     while (pos_min <= pos_max) {
 537         pts_min = get_pts(s, pos_min);
 538         pts_max = get_pts(s, pos_max);
 539         /* linear interpolation */
 540         pos1 = (double)(pos_max - pos_min) * (double)(wanted_pts - pts_min) /
 541             (double)(pts_max - pts_min);
 542         pos = (((INT64)pos1) / FFM_PACKET_SIZE) * FFM_PACKET_SIZE;
 543         if (pos <= pos_min)
 544             pos = pos_min;
 545         else if (pos >= pos_max)
 546             pos = pos_max;
 547         pts = get_pts(s, pos);
 548         /* check if we are lucky */
 549         if (pts == wanted_pts) {
 550             goto found;
 551         } else if (pts > wanted_pts) {
 552             pos_max = pos - FFM_PACKET_SIZE;
 553         } else {
 554             pos_min = pos + FFM_PACKET_SIZE;
 555         }
 556     }
 557     pos = pos_min;
 558     if (pos > 0)
 559         pos -= FFM_PACKET_SIZE;
 560  found:
 561     ffm_seek1(s, pos);
 562     return 0;
 563 }
 564
 565 offset_t ffm_read_write_index(int fd)
 566 {
 567     UINT8 buf[8];
 568     offset_t pos;
 569     int i;
 570
 571     lseek(fd, 8, SEEK_SET);
 572     read(fd, buf, 8);
 573     pos = 0;
 574     for(i=0;i<8;i++)
 575         pos |= buf[i] << (56 - i * 8);
 576     return pos;
 577 }
 578
 579 void ffm_write_write_index(int fd, offset_t pos)
 580 {
 581     UINT8 buf[8];
 582     int i;
 583
 584     for(i=0;i<8;i++)
 585         buf[i] = (pos >> (56 - i * 8)) & 0xff;
 586     lseek(fd, 8, SEEK_SET);
 587     write(fd, buf, 8);
 588 }
 589
 590 void ffm_set_write_index(AVFormatContext *s, offset_t pos, offset_t file_size)
 591 {
 592     FFMContext *ffm = s->priv_data;
 593     ffm->write_index = pos;
 594     ffm->file_size = file_size;
 595 }
 596
 597 static int ffm_read_close(AVFormatContext *s)
 598 {
 599     AVStream *st;
 600     int i;
 601
 602     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 603         st = s->streams[i];
 604         free(st->priv_data);
 605     }
 606     free(s->priv_data);
 607     return 0;
 608 }
 609
 610 AVFormat ffm_format = {
 611     "ffm",
 612     "ffm format",
 613     "",
 614     "ffm",
 615     /* not really used */
 616     CODEC_ID_MP2,
 617     CODEC_ID_MPEG1VIDEO,
 618     ffm_write_header,
 619     ffm_write_packet,
 620     ffm_write_trailer,
 621     ffm_read_header,
 622     ffm_read_packet,
 623     ffm_read_close,
 624     ffm_seek,
 625 };