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