git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/dashenc.c

   1 /*
   2  * MPEG-DASH ISO BMFF segmenter
   3  * Copyright (c) 2014 Martin Storsjo
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "config.h"
  23 #if HAVE_UNISTD_H
  24 #include <unistd.h>
  25 #endif
  26
  27 #include "libavutil/avassert.h"
  28 #include "libavutil/avstring.h"
  29 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  30 #include "libavutil/mathematics.h"
  31 #include "libavutil/opt.h"
  32 #include "libavutil/rational.h"
  33 #include "libavutil/time_internal.h"
  34
  35 #include "avc.h"
  36 #include "avformat.h"
  37 #include "avio_internal.h"
  38 #include "internal.h"
  39 #include "isom.h"
  40 #include "os_support.h"
  41 #include "url.h"
  42
  43 // See ISO/IEC 23009-1:2014 5.3.9.4.4
  44 typedef enum {
  45     DASH_TMPL_ID_UNDEFINED = -1,
  46     DASH_TMPL_ID_ESCAPE,
  47     DASH_TMPL_ID_REP_ID,
  48     DASH_TMPL_ID_NUMBER,
  49     DASH_TMPL_ID_BANDWIDTH,
  50     DASH_TMPL_ID_TIME,
  51 } DASHTmplId;
  52
  53 typedef struct Segment {
  54     char file[1024];
  55     int64_t start_pos;
  56     int range_length, index_length;
  57     int64_t time;
  58     int duration;
  59     int n;
  60 } Segment;
  61
  62 typedef struct OutputStream {
  63     AVFormatContext *ctx;
  64     int ctx_inited;
  65     uint8_t iobuf[32768];
  66     URLContext *out;
  67     int packets_written;
  68     char initfile[1024];
  69     int64_t init_start_pos;
  70     int init_range_length;
  71     int nb_segments, segments_size, segment_index;
  72     Segment **segments;
  73     int64_t first_pts, start_pts, max_pts;
  74     int64_t last_dts;
  75     int bit_rate;
  76     char bandwidth_str[64];
  77
  78     char codec_str[100];
  79 } OutputStream;
  80
  81 typedef struct DASHContext {
  82     const AVClass *class;  /* Class for private options. */
  83     int window_size;
  84     int extra_window_size;
  85     int min_seg_duration;
  86     int remove_at_exit;
  87     int use_template;
  88     int use_timeline;
  89     int single_file;
  90     OutputStream *streams;
  91     int has_video, has_audio;
  92     int64_t last_duration;
  93     int64_t total_duration;
  94     char availability_start_time[100];
  95     char dirname[1024];
  96     const char *single_file_name;
  97     const char *init_seg_name;
  98     const char *media_seg_name;
  99     AVRational min_frame_rate, max_frame_rate;
 100     int ambiguous_frame_rate;
 101 } DASHContext;
 102
 103 static int dash_write(void *opaque, uint8_t *buf, int buf_size)
 104 {
 105     OutputStream *os = opaque;
 106     if (os->out)
 107         ffurl_write(os->out, buf, buf_size);
 108     return buf_size;
 109 }
 110
 111 // RFC 6381
 112 static void set_codec_str(AVFormatContext *s, AVCodecContext *codec,
 113                           char *str, int size)
 114 {
 115     const AVCodecTag *tags[2] = { NULL, NULL };
 116     uint32_t tag;
 117     if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
 118         tags[0] = ff_codec_movvideo_tags;
 119     else if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
 120         tags[0] = ff_codec_movaudio_tags;
 121     else
 122         return;
 123
 124     tag = av_codec_get_tag(tags, codec->codec_id);
 125     if (!tag)
 126         return;
 127     if (size < 5)
 128         return;
 129
 130     AV_WL32(str, tag);
 131     str[4] = '\0';
 132     if (!strcmp(str, "mp4a") || !strcmp(str, "mp4v")) {
 133         uint32_t oti;
 134         tags[0] = ff_mp4_obj_type;
 135         oti = av_codec_get_tag(tags, codec->codec_id);
 136         if (oti)
 137             av_strlcatf(str, size, ".%02x", oti);
 138         else
 139             return;
 140
 141         if (tag == MKTAG('m', 'p', '4', 'a')) {
 142             if (codec->extradata_size >= 2) {
 143                 int aot = codec->extradata[0] >> 3;
 144                 if (aot == 31)
 145                     aot = ((AV_RB16(codec->extradata) >> 5) & 0x3f) + 32;
 146                 av_strlcatf(str, size, ".%d", aot);
 147             }
 148         } else if (tag == MKTAG('m', 'p', '4', 'v')) {
 149             // Unimplemented, should output ProfileLevelIndication as a decimal number
 150             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Incomplete RFC 6381 codec string for mp4v\n");
 151         }
 152     } else if (!strcmp(str, "avc1")) {
 153         uint8_t *tmpbuf = NULL;
 154         uint8_t *extradata = codec->extradata;
 155         int extradata_size = codec->extradata_size;
 156         if (!extradata_size)
 157             return;
 158         if (extradata[0] != 1) {
 159             AVIOContext *pb;
 160             if (avio_open_dyn_buf(&pb) < 0)
 161                 return;
 162             if (ff_isom_write_avcc(pb, extradata, extradata_size) < 0) {
 163                 ffio_free_dyn_buf(&pb);
 164                 return;
 165             }
 166             extradata_size = avio_close_dyn_buf(pb, &extradata);
 167             tmpbuf = extradata;
 168         }
 169
 170         if (extradata_size >= 4)
 171             av_strlcatf(str, size, ".%02x%02x%02x",
 172                         extradata[1], extradata[2], extradata[3]);
 173         av_free(tmpbuf);
 174     }
 175 }
 176
 177 static void dash_free(AVFormatContext *s)
 178 {
 179     DASHContext *c = s->priv_data;
 180     int i, j;
 181     if (!c->streams)
 182         return;
 183     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 184         OutputStream *os = &c->streams[i];
 185         if (os->ctx && os->ctx_inited)
 186             av_write_trailer(os->ctx);
 187         if (os->ctx && os->ctx->pb)
 188             av_free(os->ctx->pb);
 189         ffurl_close(os->out);
 190         os->out =  NULL;
 191         if (os->ctx)
 192             avformat_free_context(os->ctx);
 193         for (j = 0; j < os->nb_segments; j++)
 194             av_free(os->segments[j]);
 195         av_free(os->segments);
 196     }
 197     av_freep(&c->streams);
 198 }
 199
 200 static void output_segment_list(OutputStream *os, AVIOContext *out, DASHContext *c)
 201 {
 202     int i, start_index = 0, start_number = 1;
 203     if (c->window_size) {
 204         start_index  = FFMAX(os->nb_segments   - c->window_size, 0);
 205         start_number = FFMAX(os->segment_index - c->window_size, 1);
 206     }
 207
 208     if (c->use_template) {
 209         int timescale = c->use_timeline ? os->ctx->streams[0]->time_base.den : AV_TIME_BASE;
 210         avio_printf(out, "\t\t\t\t<SegmentTemplate timescale=\"%d\" ", timescale);
 211         if (!c->use_timeline)
 212             avio_printf(out, "duration=\"%"PRId64"\" ", c->last_duration);
 213         avio_printf(out, "initialization=\"%s\" media=\"%s\" startNumber=\"%d\">\n", c->init_seg_name, c->media_seg_name, c->use_timeline ? start_number : 1);
 214         if (c->use_timeline) {
 215             int64_t cur_time = 0;
 216             avio_printf(out, "\t\t\t\t\t<SegmentTimeline>\n");
 217             for (i = start_index; i < os->nb_segments; ) {
 218                 Segment *seg = os->segments[i];
 219                 int repeat = 0;
 220                 avio_printf(out, "\t\t\t\t\t\t<S ");
 221                 if (i == start_index || seg->time != cur_time) {
 222                     cur_time = seg->time;
 223                     avio_printf(out, "t=\"%"PRId64"\" ", seg->time);
 224                 }
 225                 avio_printf(out, "d=\"%d\" ", seg->duration);
 226                 while (i + repeat + 1 < os->nb_segments &&
 227                        os->segments[i + repeat + 1]->duration == seg->duration &&
 228                        os->segments[i + repeat + 1]->time == os->segments[i + repeat]->time + os->segments[i + repeat]->duration)
 229                     repeat++;
 230                 if (repeat > 0)
 231                     avio_printf(out, "r=\"%d\" ", repeat);
 232                 avio_printf(out, "/>\n");
 233                 i += 1 + repeat;
 234                 cur_time += (1 + repeat) * seg->duration;
 235             }
 236             avio_printf(out, "\t\t\t\t\t</SegmentTimeline>\n");
 237         }
 238         avio_printf(out, "\t\t\t\t</SegmentTemplate>\n");
 239     } else if (c->single_file) {
 240         avio_printf(out, "\t\t\t\t<BaseURL>%s</BaseURL>\n", os->initfile);
 241         avio_printf(out, "\t\t\t\t<SegmentList timescale=\"%d\" duration=\"%"PRId64"\" startNumber=\"%d\">\n", AV_TIME_BASE, c->last_duration, start_number);
 242         avio_printf(out, "\t\t\t\t\t<Initialization range=\"%"PRId64"-%"PRId64"\" />\n", os->init_start_pos, os->init_start_pos + os->init_range_length - 1);
 243         for (i = start_index; i < os->nb_segments; i++) {
 244             Segment *seg = os->segments[i];
 245             avio_printf(out, "\t\t\t\t\t<SegmentURL mediaRange=\"%"PRId64"-%"PRId64"\" ", seg->start_pos, seg->start_pos + seg->range_length - 1);
 246             if (seg->index_length)
 247                 avio_printf(out, "indexRange=\"%"PRId64"-%"PRId64"\" ", seg->start_pos, seg->start_pos + seg->index_length - 1);
 248             avio_printf(out, "/>\n");
 249         }
 250         avio_printf(out, "\t\t\t\t</SegmentList>\n");
 251     } else {
 252         avio_printf(out, "\t\t\t\t<SegmentList timescale=\"%d\" duration=\"%"PRId64"\" startNumber=\"%d\">\n", AV_TIME_BASE, c->last_duration, start_number);
 253         avio_printf(out, "\t\t\t\t\t<Initialization sourceURL=\"%s\" />\n", os->initfile);
 254         for (i = start_index; i < os->nb_segments; i++) {
 255             Segment *seg = os->segments[i];
 256             avio_printf(out, "\t\t\t\t\t<SegmentURL media=\"%s\" />\n", seg->file);
 257         }
 258         avio_printf(out, "\t\t\t\t</SegmentList>\n");
 259     }
 260 }
 261
 262 static DASHTmplId dash_read_tmpl_id(const char *identifier, char *format_tag,
 263                                     size_t format_tag_size, const char **ptr) {
 264     const char *next_ptr;
 265     DASHTmplId id_type = DASH_TMPL_ID_UNDEFINED;
 266
 267     if (av_strstart(identifier, "$$", &next_ptr)) {
 268         id_type = DASH_TMPL_ID_ESCAPE;
 269         *ptr = next_ptr;
 270     } else if (av_strstart(identifier, "$RepresentationID$", &next_ptr)) {
 271         id_type = DASH_TMPL_ID_REP_ID;
 272         // default to basic format, as $RepresentationID$ identifiers
 273         // are not allowed to have custom format-tags.
 274         av_strlcpy(format_tag, "%d", format_tag_size);
 275         *ptr = next_ptr;
 276     } else { // the following identifiers may have an explicit format_tag
 277         if (av_strstart(identifier, "$Number", &next_ptr))
 278             id_type = DASH_TMPL_ID_NUMBER;
 279         else if (av_strstart(identifier, "$Bandwidth", &next_ptr))
 280             id_type = DASH_TMPL_ID_BANDWIDTH;
 281         else if (av_strstart(identifier, "$Time", &next_ptr))
 282             id_type = DASH_TMPL_ID_TIME;
 283         else
 284             id_type = DASH_TMPL_ID_UNDEFINED;
 285
 286         // next parse the dash format-tag and generate a c-string format tag
 287         // (next_ptr now points at the first '%' at the beginning of the format-tag)
 288         if (id_type != DASH_TMPL_ID_UNDEFINED) {
 289             const char *number_format = (id_type == DASH_TMPL_ID_TIME) ? PRId64 : "d";
 290             if (next_ptr[0] == '$') { // no dash format-tag
 291                 snprintf(format_tag, format_tag_size, "%%%s", number_format);
 292                 *ptr = &next_ptr[1];
 293             } else {
 294                 const char *width_ptr;
 295                 // only tolerate single-digit width-field (i.e. up to 9-digit width)
 296                 if (av_strstart(next_ptr, "%0", &width_ptr) &&
 297                     av_isdigit(width_ptr[0]) &&
 298                     av_strstart(&width_ptr[1], "d$", &next_ptr)) {
 299                     // yes, we're using a format tag to build format_tag.
 300                     snprintf(format_tag, format_tag_size, "%s%c%s", "%0", width_ptr[0], number_format);
 301                     *ptr = next_ptr;
 302                 } else {
 303                     av_log(NULL, AV_LOG_WARNING, "Failed to parse format-tag beginning with %s. Expected either a "
 304                                                  "closing '$' character or a format-string like '%%0[width]d', "
 305                                                  "where width must be a single digit\n", next_ptr);
 306                     id_type = DASH_TMPL_ID_UNDEFINED;
 307                 }
 308             }
 309         }
 310     }
 311     return id_type;
 312 }
 313
 314 static void dash_fill_tmpl_params(char *dst, size_t buffer_size,
 315                                   const char *template, int rep_id,
 316                                   int number, int bit_rate,
 317                                   int64_t time) {
 318     int dst_pos = 0;
 319     const char *t_cur = template;
 320     while (dst_pos < buffer_size - 1 && *t_cur) {
 321         char format_tag[7]; // May be "%d", "%0Xd", or "%0Xlld" (for $Time$), where X is in [0-9]
 322         int n = 0;
 323         DASHTmplId id_type;
 324         const char *t_next = strchr(t_cur, '$'); // copy over everything up to the first '$' character
 325         if (t_next) {
 326             int num_copy_bytes = FFMIN(t_next - t_cur, buffer_size - dst_pos - 1);
 327             av_strlcpy(&dst[dst_pos], t_cur, num_copy_bytes + 1);
 328             // advance
 329             dst_pos += num_copy_bytes;
 330             t_cur = t_next;
 331         } else { // no more DASH identifiers to substitute - just copy the rest over and break
 332             av_strlcpy(&dst[dst_pos], t_cur, buffer_size - dst_pos);
 333             break;
 334         }
 335
 336         if (dst_pos >= buffer_size - 1 || !*t_cur)
 337             break;
 338
 339         // t_cur is now pointing to a '$' character
 340         id_type = dash_read_tmpl_id(t_cur, format_tag, sizeof(format_tag), &t_next);
 341         switch (id_type) {
 342         case DASH_TMPL_ID_ESCAPE:
 343             av_strlcpy(&dst[dst_pos], "$", 2);
 344             n = 1;
 345             break;
 346         case DASH_TMPL_ID_REP_ID:
 347             n = snprintf(&dst[dst_pos], buffer_size - dst_pos, format_tag, rep_id);
 348             break;
 349         case DASH_TMPL_ID_NUMBER:
 350             n = snprintf(&dst[dst_pos], buffer_size - dst_pos, format_tag, number);
 351             break;
 352         case DASH_TMPL_ID_BANDWIDTH:
 353             n = snprintf(&dst[dst_pos], buffer_size - dst_pos, format_tag, bit_rate);
 354             break;
 355         case DASH_TMPL_ID_TIME:
 356             n = snprintf(&dst[dst_pos], buffer_size - dst_pos, format_tag, time);
 357             break;
 358         case DASH_TMPL_ID_UNDEFINED:
 359             // copy over one byte and advance
 360             av_strlcpy(&dst[dst_pos], t_cur, 2);
 361             n = 1;
 362             t_next = &t_cur[1];
 363             break;
 364         }
 365         // t_next points just past the processed identifier
 366         // n is the number of bytes that were attempted to be written to dst
 367         // (may have failed to write all because buffer_size).
 368
 369         // advance
 370         dst_pos += FFMIN(n, buffer_size - dst_pos - 1);
 371         t_cur = t_next;
 372     }
 373 }
 374
 375 static char *xmlescape(const char *str) {
 376     int outlen = strlen(str)*3/2 + 6;
 377     char *out = av_realloc(NULL, outlen + 1);
 378     int pos = 0;
 379     if (!out)
 380         return NULL;
 381     for (; *str; str++) {
 382         if (pos + 6 > outlen) {
 383             char *tmp;
 384             outlen = 2 * outlen + 6;
 385             tmp = av_realloc(out, outlen + 1);
 386             if (!tmp) {
 387                 av_free(out);
 388                 return NULL;
 389             }
 390             out = tmp;
 391         }
 392         if (*str == '&') {
 393             memcpy(&out[pos], "&amp;", 5);
 394             pos += 5;
 395         } else if (*str == '<') {
 396             memcpy(&out[pos], "&lt;", 4);
 397             pos += 4;
 398         } else if (*str == '>') {
 399             memcpy(&out[pos], "&gt;", 4);
 400             pos += 4;
 401         } else if (*str == '\'') {
 402             memcpy(&out[pos], "&apos;", 6);
 403             pos += 6;
 404         } else if (*str == '\"') {
 405             memcpy(&out[pos], "&quot;", 6);
 406             pos += 6;
 407         } else {
 408             out[pos++] = *str;
 409         }
 410     }
 411     out[pos] = '\0';
 412     return out;
 413 }
 414
 415 static void write_time(AVIOContext *out, int64_t time)
 416 {
 417     int seconds = time / AV_TIME_BASE;
 418     int fractions = time % AV_TIME_BASE;
 419     int minutes = seconds / 60;
 420     int hours = minutes / 60;
 421     seconds %= 60;
 422     minutes %= 60;
 423     avio_printf(out, "PT");
 424     if (hours)
 425         avio_printf(out, "%dH", hours);
 426     if (hours || minutes)
 427         avio_printf(out, "%dM", minutes);
 428     avio_printf(out, "%d.%dS", seconds, fractions / (AV_TIME_BASE / 10));
 429 }
 430
 431 static void format_date_now(char *buf, int size)
 432 {
 433     time_t t = time(NULL);
 434     struct tm *ptm, tmbuf;
 435     ptm = gmtime_r(&t, &tmbuf);
 436     if (ptm) {
 437         if (!strftime(buf, size, "%Y-%m-%dT%H:%M:%S", ptm))
 438             buf[0] = '\0';
 439     }
 440 }
 441
 442 static int write_manifest(AVFormatContext *s, int final)
 443 {
 444     DASHContext *c = s->priv_data;
 445     AVIOContext *out;
 446     char temp_filename[1024];
 447     int ret, i;
 448     AVDictionaryEntry *title = av_dict_get(s->metadata, "title", NULL, 0);
 449
 450     snprintf(temp_filename, sizeof(temp_filename), "%s.tmp", s->filename);
 451     ret = avio_open2(&out, temp_filename, AVIO_FLAG_WRITE, &s->interrupt_callback, NULL);
 452     if (ret < 0) {
 453         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Unable to open %s for writing\n", temp_filename);
 454         return ret;
 455     }
 456     avio_printf(out, "<?xml version=\"1.0\" encoding=\"utf-8\"?>\n");
 457     avio_printf(out, "<MPD xmlns:xsi=\"http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance\"\n"
 458                 "\txmlns=\"urn:mpeg:dash:schema:mpd:2011\"\n"
 459                 "\txmlns:xlink=\"http://www.w3.org/1999/xlink\"\n"
 460                 "\txsi:schemaLocation=\"urn:mpeg:DASH:schema:MPD:2011 http://standards.iso.org/ittf/PubliclyAvailableStandards/MPEG-DASH_schema_files/DASH-MPD.xsd\"\n"
 461                 "\tprofiles=\"urn:mpeg:dash:profile:isoff-live:2011\"\n"
 462                 "\ttype=\"%s\"\n", final ? "static" : "dynamic");
 463     if (final) {
 464         avio_printf(out, "\tmediaPresentationDuration=\"");
 465         write_time(out, c->total_duration);
 466         avio_printf(out, "\"\n");
 467     } else {
 468         int64_t update_period = c->last_duration / AV_TIME_BASE;
 469         char now_str[100];
 470         if (c->use_template && !c->use_timeline)
 471             update_period = 500;
 472         avio_printf(out, "\tminimumUpdatePeriod=\"PT%"PRId64"S\"\n", update_period);
 473         avio_printf(out, "\tsuggestedPresentationDelay=\"PT%"PRId64"S\"\n", c->last_duration / AV_TIME_BASE);
 474         if (!c->availability_start_time[0] && s->nb_streams > 0 && c->streams[0].nb_segments > 0) {
 475             format_date_now(c->availability_start_time, sizeof(c->availability_start_time));
 476         }
 477         if (c->availability_start_time[0])
 478             avio_printf(out, "\tavailabilityStartTime=\"%s\"\n", c->availability_start_time);
 479         format_date_now(now_str, sizeof(now_str));
 480         if (now_str[0])
 481             avio_printf(out, "\tpublishTime=\"%s\"\n", now_str);
 482         if (c->window_size && c->use_template) {
 483             avio_printf(out, "\ttimeShiftBufferDepth=\"");
 484             write_time(out, c->last_duration * c->window_size);
 485             avio_printf(out, "\"\n");
 486         }
 487     }
 488     avio_printf(out, "\tminBufferTime=\"");
 489     write_time(out, c->last_duration);
 490     avio_printf(out, "\">\n");
 491     avio_printf(out, "\t<ProgramInformation>\n");
 492     if (title) {
 493         char *escaped = xmlescape(title->value);
 494         avio_printf(out, "\t\t<Title>%s</Title>\n", escaped);
 495         av_free(escaped);
 496     }
 497     avio_printf(out, "\t</ProgramInformation>\n");
 498     if (c->window_size && s->nb_streams > 0 && c->streams[0].nb_segments > 0 && !c->use_template) {
 499         OutputStream *os = &c->streams[0];
 500         int start_index = FFMAX(os->nb_segments - c->window_size, 0);
 501         int64_t start_time = av_rescale_q(os->segments[start_index]->time, s->streams[0]->time_base, AV_TIME_BASE_Q);
 502         avio_printf(out, "\t<Period start=\"");
 503         write_time(out, start_time);
 504         avio_printf(out, "\">\n");
 505     } else {
 506         avio_printf(out, "\t<Period start=\"PT0.0S\">\n");
 507     }
 508
 509     if (c->has_video) {
 510         avio_printf(out, "\t\t<AdaptationSet contentType=\"video\" segmentAlignment=\"true\" bitstreamSwitching=\"true\"");
 511         if (c->max_frame_rate.num && !c->ambiguous_frame_rate)
 512             avio_printf(out, " %s=\"%d/%d\"", (av_cmp_q(c->min_frame_rate, c->max_frame_rate) < 0) ? "maxFrameRate" : "frameRate", c->max_frame_rate.num, c->max_frame_rate.den);
 513         avio_printf(out, ">\n");
 514
 515         for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 516             AVStream *st = s->streams[i];
 517             OutputStream *os = &c->streams[i];
 518
 519             if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
 520                 continue;
 521
 522             avio_printf(out, "\t\t\t<Representation id=\"%d\" mimeType=\"video/mp4\" codecs=\"%s\"%s width=\"%d\" height=\"%d\"", i, os->codec_str, os->bandwidth_str, st->codec->width, st->codec->height);
 523             if (st->avg_frame_rate.num)
 524                 avio_printf(out, " frameRate=\"%d/%d\"", st->avg_frame_rate.num, st->avg_frame_rate.den);
 525             avio_printf(out, ">\n");
 526
 527             output_segment_list(&c->streams[i], out, c);
 528             avio_printf(out, "\t\t\t</Representation>\n");
 529         }
 530         avio_printf(out, "\t\t</AdaptationSet>\n");
 531     }
 532     if (c->has_audio) {
 533         avio_printf(out, "\t\t<AdaptationSet contentType=\"audio\" segmentAlignment=\"true\" bitstreamSwitching=\"true\">\n");
 534         for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 535             AVStream *st = s->streams[i];
 536             OutputStream *os = &c->streams[i];
 537
 538             if (st->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
 539                 continue;
 540
 541             avio_printf(out, "\t\t\t<Representation id=\"%d\" mimeType=\"audio/mp4\" codecs=\"%s\"%s audioSamplingRate=\"%d\">\n", i, os->codec_str, os->bandwidth_str, st->codec->sample_rate);
 542             avio_printf(out, "\t\t\t\t<AudioChannelConfiguration schemeIdUri=\"urn:mpeg:dash:23003:3:audio_channel_configuration:2011\" value=\"%d\" />\n", st->codec->channels);
 543             output_segment_list(&c->streams[i], out, c);
 544             avio_printf(out, "\t\t\t</Representation>\n");
 545         }
 546         avio_printf(out, "\t\t</AdaptationSet>\n");
 547     }
 548     avio_printf(out, "\t</Period>\n");
 549     avio_printf(out, "</MPD>\n");
 550     avio_flush(out);
 551     avio_close(out);
 552     return ff_rename(temp_filename, s->filename, s);
 553 }
 554
 555 static int dash_write_header(AVFormatContext *s)
 556 {
 557     DASHContext *c = s->priv_data;
 558     int ret = 0, i;
 559     AVOutputFormat *oformat;
 560     char *ptr;
 561     char basename[1024];
 562
 563     if (c->single_file_name)
 564         c->single_file = 1;
 565     if (c->single_file)
 566         c->use_template = 0;
 567     c->ambiguous_frame_rate = 0;
 568
 569     av_strlcpy(c->dirname, s->filename, sizeof(c->dirname));
 570     ptr = strrchr(c->dirname, '/');
 571     if (ptr) {
 572         av_strlcpy(basename, &ptr[1], sizeof(basename));
 573         ptr[1] = '\0';
 574     } else {
 575         c->dirname[0] = '\0';
 576         av_strlcpy(basename, s->filename, sizeof(basename));
 577     }
 578
 579     ptr = strrchr(basename, '.');
 580     if (ptr)
 581         *ptr = '\0';
 582
 583     oformat = av_guess_format("mp4", NULL, NULL);
 584     if (!oformat) {
 585         ret = AVERROR_MUXER_NOT_FOUND;
 586         goto fail;
 587     }
 588
 589     c->streams = av_mallocz(sizeof(*c->streams) * s->nb_streams);
 590     if (!c->streams) {
 591         ret = AVERROR(ENOMEM);
 592         goto fail;
 593     }
 594
 595     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 596         OutputStream *os = &c->streams[i];
 597         AVFormatContext *ctx;
 598         AVStream *st;
 599         AVDictionary *opts = NULL;
 600         char filename[1024];
 601
 602         os->bit_rate = s->streams[i]->codec->bit_rate ?
 603                        s->streams[i]->codec->bit_rate :
 604                        s->streams[i]->codec->rc_max_rate;
 605         if (os->bit_rate) {
 606             snprintf(os->bandwidth_str, sizeof(os->bandwidth_str),
 607                      " bandwidth=\"%d\"", os->bit_rate);
 608         } else {
 609             int level = s->strict_std_compliance >= FF_COMPLIANCE_STRICT ?
 610                         AV_LOG_ERROR : AV_LOG_WARNING;
 611             av_log(s, level, "No bit rate set for stream %d\n", i);
 612             if (s->strict_std_compliance >= FF_COMPLIANCE_STRICT) {
 613                 ret = AVERROR(EINVAL);
 614                 goto fail;
 615             }
 616         }
 617
 618         ctx = avformat_alloc_context();
 619         if (!ctx) {
 620             ret = AVERROR(ENOMEM);
 621             goto fail;
 622         }
 623         os->ctx = ctx;
 624         ctx->oformat = oformat;
 625         ctx->interrupt_callback = s->interrupt_callback;
 626
 627         if (!(st = avformat_new_stream(ctx, NULL))) {
 628             ret = AVERROR(ENOMEM);
 629             goto fail;
 630         }
 631         avcodec_copy_context(st->codec, s->streams[i]->codec);
 632         st->sample_aspect_ratio = s->streams[i]->sample_aspect_ratio;
 633         st->time_base = s->streams[i]->time_base;
 634         ctx->avoid_negative_ts = s->avoid_negative_ts;
 635
 636         ctx->pb = avio_alloc_context(os->iobuf, sizeof(os->iobuf), AVIO_FLAG_WRITE, os, NULL, dash_write, NULL);
 637         if (!ctx->pb) {
 638             ret = AVERROR(ENOMEM);
 639             goto fail;
 640         }
 641
 642         if (c->single_file) {
 643             if (c->single_file_name)
 644                 dash_fill_tmpl_params(os->initfile, sizeof(os->initfile), c->single_file_name, i, 0, os->bit_rate, 0);
 645             else
 646                 snprintf(os->initfile, sizeof(os->initfile), "%s-stream%d.m4s", basename, i);
 647         } else {
 648             dash_fill_tmpl_params(os->initfile, sizeof(os->initfile), c->init_seg_name, i, 0, os->bit_rate, 0);
 649         }
 650         snprintf(filename, sizeof(filename), "%s%s", c->dirname, os->initfile);
 651         ret = ffurl_open(&os->out, filename, AVIO_FLAG_WRITE, &s->interrupt_callback, NULL);
 652         if (ret < 0)
 653             goto fail;
 654         os->init_start_pos = 0;
 655
 656         av_dict_set(&opts, "movflags", "frag_custom+dash+delay_moov", 0);
 657         if ((ret = avformat_write_header(ctx, &opts)) < 0) {
 658              goto fail;
 659         }
 660         os->ctx_inited = 1;
 661         avio_flush(ctx->pb);
 662         av_dict_free(&opts);
 663
 664         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "Representation %d init segment will be written to: %s\n", i, filename);
 665
 666         s->streams[i]->time_base = st->time_base;
 667         // If the muxer wants to shift timestamps, request to have them shifted
 668         // already before being handed to this muxer, so we don't have mismatches
 669         // between the MPD and the actual segments.
 670         s->avoid_negative_ts = ctx->avoid_negative_ts;
 671         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 672             AVRational avg_frame_rate = s->streams[i]->avg_frame_rate;
 673             if (avg_frame_rate.num > 0) {
 674                 if (av_cmp_q(avg_frame_rate, c->min_frame_rate) < 0)
 675                     c->min_frame_rate = avg_frame_rate;
 676                 if (av_cmp_q(c->max_frame_rate, avg_frame_rate) < 0)
 677                     c->max_frame_rate = avg_frame_rate;
 678             } else {
 679                 c->ambiguous_frame_rate = 1;
 680             }
 681             c->has_video = 1;
 682         } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 683             c->has_audio = 1;
 684         }
 685
 686         set_codec_str(s, st->codec, os->codec_str, sizeof(os->codec_str));
 687         os->first_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 688         os->max_pts = AV_NOPTS_VALUE;
 689         os->last_dts = AV_NOPTS_VALUE;
 690         os->segment_index = 1;
 691     }
 692
 693     if (!c->has_video && c->min_seg_duration <= 0) {
 694         av_log(s, AV_LOG_WARNING, "no video stream and no min seg duration set\n");
 695         ret = AVERROR(EINVAL);
 696     }
 697     ret = write_manifest(s, 0);
 698     if (!ret)
 699         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "Manifest written to: %s\n", s->filename);
 700
 701 fail:
 702     if (ret)
 703         dash_free(s);
 704     return ret;
 705 }
 706
 707 static int add_segment(OutputStream *os, const char *file,
 708                        int64_t time, int duration,
 709                        int64_t start_pos, int64_t range_length,
 710                        int64_t index_length)
 711 {
 712     int err;
 713     Segment *seg;
 714     if (os->nb_segments >= os->segments_size) {
 715         os->segments_size = (os->segments_size + 1) * 2;
 716         if ((err = av_reallocp(&os->segments, sizeof(*os->segments) *
 717                                os->segments_size)) < 0) {
 718             os->segments_size = 0;
 719             os->nb_segments = 0;
 720             return err;
 721         }
 722     }
 723     seg = av_mallocz(sizeof(*seg));
 724     if (!seg)
 725         return AVERROR(ENOMEM);
 726     av_strlcpy(seg->file, file, sizeof(seg->file));
 727     seg->time = time;
 728     seg->duration = duration;
 729     if (seg->time < 0) { // If pts<0, it is expected to be cut away with an edit list
 730         seg->duration += seg->time;
 731         seg->time = 0;
 732     }
 733     seg->start_pos = start_pos;
 734     seg->range_length = range_length;
 735     seg->index_length = index_length;
 736     os->segments[os->nb_segments++] = seg;
 737     os->segment_index++;
 738     return 0;
 739 }
 740
 741 static void write_styp(AVIOContext *pb)
 742 {
 743     avio_wb32(pb, 24);
 744     ffio_wfourcc(pb, "styp");
 745     ffio_wfourcc(pb, "msdh");
 746     avio_wb32(pb, 0); /* minor */
 747     ffio_wfourcc(pb, "msdh");
 748     ffio_wfourcc(pb, "msix");
 749 }
 750
 751 static void find_index_range(AVFormatContext *s, const char *full_path,
 752                              int64_t pos, int *index_length)
 753 {
 754     uint8_t buf[8];
 755     URLContext *fd;
 756     int ret;
 757
 758     ret = ffurl_open(&fd, full_path, AVIO_FLAG_READ, &s->interrupt_callback, NULL);
 759     if (ret < 0)
 760         return;
 761     if (ffurl_seek(fd, pos, SEEK_SET) != pos) {
 762         ffurl_close(fd);
 763         return;
 764     }
 765     ret = ffurl_read(fd, buf, 8);
 766     ffurl_close(fd);
 767     if (ret < 8)
 768         return;
 769     if (AV_RL32(&buf[4]) != MKTAG('s', 'i', 'd', 'x'))
 770         return;
 771     *index_length = AV_RB32(&buf[0]);
 772 }
 773
 774 static int update_stream_extradata(AVFormatContext *s, OutputStream *os,
 775                                    AVCodecContext *codec)
 776 {
 777     uint8_t *extradata;
 778
 779     if (os->ctx->streams[0]->codec->extradata_size || !codec->extradata_size)
 780         return 0;
 781
 782     extradata = av_malloc(codec->extradata_size);
 783
 784     if (!extradata)
 785         return AVERROR(ENOMEM);
 786
 787     memcpy(extradata, codec->extradata, codec->extradata_size);
 788
 789     os->ctx->streams[0]->codec->extradata = extradata;
 790     os->ctx->streams[0]->codec->extradata_size = codec->extradata_size;
 791
 792     set_codec_str(s, codec, os->codec_str, sizeof(os->codec_str));
 793
 794     return 0;
 795 }
 796
 797 static int dash_flush(AVFormatContext *s, int final, int stream)
 798 {
 799     DASHContext *c = s->priv_data;
 800     int i, ret = 0;
 801     int cur_flush_segment_index = 0;
 802     if (stream >= 0)
 803         cur_flush_segment_index = c->streams[stream].segment_index;
 804
 805     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 806         OutputStream *os = &c->streams[i];
 807         char filename[1024] = "", full_path[1024], temp_path[1024];
 808         int64_t start_pos;
 809         int range_length, index_length = 0;
 810
 811         if (!os->packets_written)
 812             continue;
 813
 814         // Flush the single stream that got a keyframe right now.
 815         // Flush all audio streams as well, in sync with video keyframes,
 816         // but not the other video streams.
 817         if (stream >= 0 && i != stream) {
 818             if (s->streams[i]->codec->codec_type != AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
 819                 continue;
 820             // Make sure we don't flush audio streams multiple times, when
 821             // all video streams are flushed one at a time.
 822             if (c->has_video && os->segment_index > cur_flush_segment_index)
 823                 continue;
 824         }
 825
 826         if (!os->init_range_length) {
 827             av_write_frame(os->ctx, NULL);
 828             os->init_range_length = avio_tell(os->ctx->pb);
 829             if (!c->single_file) {
 830                 ffurl_close(os->out);
 831                 os->out = NULL;
 832             }
 833         }
 834
 835         start_pos = avio_tell(os->ctx->pb);
 836
 837         if (!c->single_file) {
 838             dash_fill_tmpl_params(filename, sizeof(filename), c->media_seg_name, i, os->segment_index, os->bit_rate, os->start_pts);
 839             snprintf(full_path, sizeof(full_path), "%s%s", c->dirname, filename);
 840             snprintf(temp_path, sizeof(temp_path), "%s.tmp", full_path);
 841             ret = ffurl_open(&os->out, temp_path, AVIO_FLAG_WRITE, &s->interrupt_callback, NULL);
 842             if (ret < 0)
 843                 break;
 844             write_styp(os->ctx->pb);
 845         } else {
 846             snprintf(full_path, sizeof(full_path), "%s%s", c->dirname, os->initfile);
 847         }
 848
 849         av_write_frame(os->ctx, NULL);
 850         avio_flush(os->ctx->pb);
 851         os->packets_written = 0;
 852
 853         range_length = avio_tell(os->ctx->pb) - start_pos;
 854         if (c->single_file) {
 855             find_index_range(s, full_path, start_pos, &index_length);
 856         } else {
 857             ffurl_close(os->out);
 858             os->out = NULL;
 859             ret = ff_rename(temp_path, full_path, s);
 860             if (ret < 0)
 861                 break;
 862         }
 863         add_segment(os, filename, os->start_pts, os->max_pts - os->start_pts, start_pos, range_length, index_length);
 864         av_log(s, AV_LOG_VERBOSE, "Representation %d media segment %d written to: %s\n", i, os->segment_index, full_path);
 865     }
 866
 867     if (c->window_size || (final && c->remove_at_exit)) {
 868         for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 869             OutputStream *os = &c->streams[i];
 870             int j;
 871             int remove = os->nb_segments - c->window_size - c->extra_window_size;
 872             if (final && c->remove_at_exit)
 873                 remove = os->nb_segments;
 874             if (remove > 0) {
 875                 for (j = 0; j < remove; j++) {
 876                     char filename[1024];
 877                     snprintf(filename, sizeof(filename), "%s%s", c->dirname, os->segments[j]->file);
 878                     unlink(filename);
 879                     av_free(os->segments[j]);
 880                 }
 881                 os->nb_segments -= remove;
 882                 memmove(os->segments, os->segments + remove, os->nb_segments * sizeof(*os->segments));
 883             }
 884         }
 885     }
 886
 887     if (ret >= 0)
 888         ret = write_manifest(s, final);
 889     return ret;
 890 }
 891
 892 static int dash_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 893 {
 894     DASHContext *c = s->priv_data;
 895     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 896     OutputStream *os = &c->streams[pkt->stream_index];
 897     int64_t seg_end_duration = (os->segment_index) * (int64_t) c->min_seg_duration;
 898     int ret;
 899
 900     ret = update_stream_extradata(s, os, st->codec);
 901     if (ret < 0)
 902         return ret;
 903
 904     // Fill in a heuristic guess of the packet duration, if none is available.
 905     // The mp4 muxer will do something similar (for the last packet in a fragment)
 906     // if nothing is set (setting it for the other packets doesn't hurt).
 907     // By setting a nonzero duration here, we can be sure that the mp4 muxer won't
 908     // invoke its heuristic (this doesn't have to be identical to that algorithm),
 909     // so that we know the exact timestamps of fragments.
 910     if (!pkt->duration && os->last_dts != AV_NOPTS_VALUE)
 911         pkt->duration = pkt->dts - os->last_dts;
 912     os->last_dts = pkt->dts;
 913
 914     // If forcing the stream to start at 0, the mp4 muxer will set the start
 915     // timestamps to 0. Do the same here, to avoid mismatches in duration/timestamps.
 916     if (os->first_pts == AV_NOPTS_VALUE &&
 917         s->avoid_negative_ts == AVFMT_AVOID_NEG_TS_MAKE_ZERO) {
 918         pkt->pts -= pkt->dts;
 919         pkt->dts  = 0;
 920     }
 921
 922     if (os->first_pts == AV_NOPTS_VALUE)
 923         os->first_pts = pkt->pts;
 924
 925     if ((!c->has_video || st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) &&
 926         pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY && os->packets_written &&
 927         av_compare_ts(pkt->pts - os->first_pts, st->time_base,
 928                       seg_end_duration, AV_TIME_BASE_Q) >= 0) {
 929         int64_t prev_duration = c->last_duration;
 930
 931         c->last_duration = av_rescale_q(pkt->pts - os->start_pts,
 932                                         st->time_base,
 933                                         AV_TIME_BASE_Q);
 934         c->total_duration = av_rescale_q(pkt->pts - os->first_pts,
 935                                          st->time_base,
 936                                          AV_TIME_BASE_Q);
 937
 938         if ((!c->use_timeline || !c->use_template) && prev_duration) {
 939             if (c->last_duration < prev_duration*9/10 ||
 940                 c->last_duration > prev_duration*11/10) {
 941                 av_log(s, AV_LOG_WARNING,
 942                        "Segment durations differ too much, enable use_timeline "
 943                        "and use_template, or keep a stricter keyframe interval\n");
 944             }
 945         }
 946
 947         if ((ret = dash_flush(s, 0, pkt->stream_index)) < 0)
 948             return ret;
 949     }
 950
 951     if (!os->packets_written) {
 952         // If we wrote a previous segment, adjust the start time of the segment
 953         // to the end of the previous one (which is the same as the mp4 muxer
 954         // does). This avoids gaps in the timeline.
 955         if (os->max_pts != AV_NOPTS_VALUE)
 956             os->start_pts = os->max_pts;
 957         else
 958             os->start_pts = pkt->pts;
 959     }
 960     if (os->max_pts == AV_NOPTS_VALUE)
 961         os->max_pts = pkt->pts + pkt->duration;
 962     else
 963         os->max_pts = FFMAX(os->max_pts, pkt->pts + pkt->duration);
 964     os->packets_written++;
 965     return ff_write_chained(os->ctx, 0, pkt, s, 0);
 966 }
 967
 968 static int dash_write_trailer(AVFormatContext *s)
 969 {
 970     DASHContext *c = s->priv_data;
 971
 972     if (s->nb_streams > 0) {
 973         OutputStream *os = &c->streams[0];
 974         // If no segments have been written so far, try to do a crude
 975         // guess of the segment duration
 976         if (!c->last_duration)
 977             c->last_duration = av_rescale_q(os->max_pts - os->start_pts,
 978                                             s->streams[0]->time_base,
 979                                             AV_TIME_BASE_Q);
 980         c->total_duration = av_rescale_q(os->max_pts - os->first_pts,
 981                                          s->streams[0]->time_base,
 982                                          AV_TIME_BASE_Q);
 983     }
 984     dash_flush(s, 1, -1);
 985
 986     if (c->remove_at_exit) {
 987         char filename[1024];
 988         int i;
 989         for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 990             OutputStream *os = &c->streams[i];
 991             snprintf(filename, sizeof(filename), "%s%s", c->dirname, os->initfile);
 992             unlink(filename);
 993         }
 994         unlink(s->filename);
 995     }
 996
 997     dash_free(s);
 998     return 0;
 999 }
1000
1001 #define OFFSET(x) offsetof(DASHContext, x)
1002 #define E AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM
1003 static const AVOption options[] = {
1004     { "window_size", "number of segments kept in the manifest", OFFSET(window_size), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, E },
1005     { "extra_window_size", "number of segments kept outside of the manifest before removing from disk", OFFSET(extra_window_size), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 5 }, 0, INT_MAX, E },
1006     { "min_seg_duration", "minimum segment duration (in microseconds)", OFFSET(min_seg_duration), AV_OPT_TYPE_INT64, { .i64 = 5000000 }, 0, INT_MAX, E },
1007     { "remove_at_exit", "remove all segments when finished", OFFSET(remove_at_exit), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, E },
1008     { "use_template", "Use SegmentTemplate instead of SegmentList", OFFSET(use_template), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 1 }, 0, 1, E },
1009     { "use_timeline", "Use SegmentTimeline in SegmentTemplate", OFFSET(use_timeline), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 1 }, 0, 1, E },
1010     { "single_file", "Store all segments in one file, accessed using byte ranges", OFFSET(single_file), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, E },
1011     { "single_file_name", "DASH-templated name to be used for baseURL. Implies storing all segments in one file, accessed using byte ranges", OFFSET(single_file_name), AV_OPT_TYPE_STRING, { .str = NULL }, 0, 0, E },
1012     { "init_seg_name", "DASH-templated name to used for the initialization segment", OFFSET(init_seg_name), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "init-stream$RepresentationID$.m4s"}, 0, 0, E },
1013     { "media_seg_name", "DASH-templated name to used for the media segments", OFFSET(media_seg_name), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "chunk-stream$RepresentationID$-$Number%05d$.m4s"}, 0, 0, E },
1014     { NULL },
1015 };
1016
1017 static const AVClass dash_class = {
1018     .class_name = "dash muxer",
1019     .item_name  = av_default_item_name,
1020     .option     = options,
1021     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
1022 };
1023
1024 AVOutputFormat ff_dash_muxer = {
1025     .name           = "dash",
1026     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("DASH Muxer"),
1027     .priv_data_size = sizeof(DASHContext),
1028     .audio_codec    = AV_CODEC_ID_AAC,
1029     .video_codec    = AV_CODEC_ID_H264,
1030     .flags          = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_NOFILE | AVFMT_TS_NEGATIVE,
1031     .write_header   = dash_write_header,
1032     .write_packet   = dash_write_packet,
1033     .write_trailer  = dash_write_trailer,
1034     .codec_tag      = (const AVCodecTag* const []){ ff_mp4_obj_type, 0 },
1035     .priv_class     = &dash_class,
1036 };