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

   1 /*
   2  * MOV, 3GP, MP4 muxer RTP hinting
   3  * Copyright (c) 2010 Martin Storsjo
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "movenc.h"
  23 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  24 #include "internal.h"
  25 #include "rtpenc_chain.h"
  26
  27 int ff_mov_init_hinting(AVFormatContext *s, int index, int src_index)
  28 {
  29     MOVMuxContext *mov  = s->priv_data;
  30     MOVTrack *track     = &mov->tracks[index];
  31     MOVTrack *src_track = &mov->tracks[src_index];
  32     AVStream *src_st    = s->streams[src_index];
  33     int ret = AVERROR(ENOMEM);
  34
  35     track->tag = MKTAG('r','t','p',' ');
  36     track->src_track = src_index;
  37
  38     track->enc = avcodec_alloc_context();
  39     if (!track->enc)
  40         goto fail;
  41     track->enc->codec_type = AVMEDIA_TYPE_DATA;
  42     track->enc->codec_tag  = track->tag;
  43
  44     track->rtp_ctx = ff_rtp_chain_mux_open(s, src_st, NULL,
  45                                            RTP_MAX_PACKET_SIZE);
  46     if (!track->rtp_ctx)
  47         goto fail;
  48
  49     /* Copy the RTP AVStream timebase back to the hint AVStream */
  50     track->timescale = track->rtp_ctx->streams[0]->time_base.den;
  51
  52     /* Mark the hinted track that packets written to it should be
  53      * sent to this track for hinting. */
  54     src_track->hint_track = index;
  55     return 0;
  56 fail:
  57     av_log(s, AV_LOG_WARNING,
  58            "Unable to initialize hinting of stream %d\n", src_index);
  59     av_freep(&track->enc);
  60     /* Set a default timescale, to avoid crashes in av_dump_format */
  61     track->timescale = 90000;
  62     return ret;
  63 }
  64
  65 /**
  66  * Remove the first sample from the sample queue.
  67  */
  68 static void sample_queue_pop(HintSampleQueue *queue)
  69 {
  70     if (queue->len <= 0)
  71         return;
  72     if (queue->samples[0].own_data)
  73         av_free(queue->samples[0].data);
  74     queue->len--;
  75     memmove(queue->samples, queue->samples + 1, sizeof(HintSample)*queue->len);
  76 }
  77
  78 /**
  79  * Empty the sample queue, releasing all memory.
  80  */
  81 static void sample_queue_free(HintSampleQueue *queue)
  82 {
  83     int i;
  84     for (i = 0; i < queue->len; i++)
  85         if (queue->samples[i].own_data)
  86             av_free(queue->samples[i].data);
  87     av_freep(&queue->samples);
  88     queue->len = 0;
  89     queue->size = 0;
  90 }
  91
  92 /**
  93  * Add a reference to the sample data to the sample queue. The data is
  94  * not copied. sample_queue_retain should be called before pkt->data
  95  * is reused/freed.
  96  */
  97 static void sample_queue_push(HintSampleQueue *queue, AVPacket *pkt, int sample)
  98 {
  99     /* No need to keep track of smaller samples, since describing them
 100      * with immediates is more efficient. */
 101     if (pkt->size <= 14)
 102         return;
 103     if (!queue->samples || queue->len >= queue->size) {
 104         HintSample* samples;
 105         queue->size += 10;
 106         samples = av_realloc(queue->samples, sizeof(HintSample)*queue->size);
 107         if (!samples)
 108             return;
 109         queue->samples = samples;
 110     }
 111     queue->samples[queue->len].data = pkt->data;
 112     queue->samples[queue->len].size = pkt->size;
 113     queue->samples[queue->len].sample_number = sample;
 114     queue->samples[queue->len].offset = 0;
 115     queue->samples[queue->len].own_data = 0;
 116     queue->len++;
 117 }
 118
 119 /**
 120  * Make local copies of all referenced sample data in the queue.
 121  */
 122 static void sample_queue_retain(HintSampleQueue *queue)
 123 {
 124     int i;
 125     for (i = 0; i < queue->len; ) {
 126         HintSample *sample = &queue->samples[i];
 127         if (!sample->own_data) {
 128             uint8_t* ptr = av_malloc(sample->size);
 129             if (!ptr) {
 130                 /* Unable to allocate memory for this one, remove it */
 131                 memmove(queue->samples + i, queue->samples + i + 1,
 132                         sizeof(HintSample)*(queue->len - i - 1));
 133                 queue->len--;
 134                 continue;
 135             }
 136             memcpy(ptr, sample->data, sample->size);
 137             sample->data = ptr;
 138             sample->own_data = 1;
 139         }
 140         i++;
 141     }
 142 }
 143
 144 /**
 145  * Find matches of needle[n_pos ->] within haystack. If a sufficiently
 146  * large match is found, matching bytes before n_pos are included
 147  * in the match, too (within the limits of the arrays).
 148  *
 149  * @param haystack buffer that may contain parts of needle
 150  * @param h_len length of the haystack buffer
 151  * @param needle buffer containing source data that have been used to
 152  *               construct haystack
 153  * @param n_pos start position in needle used for looking for matches
 154  * @param n_len length of the needle buffer
 155  * @param match_h_offset_ptr offset of the first matching byte within haystack
 156  * @param match_n_offset_ptr offset of the first matching byte within needle
 157  * @param match_len_ptr length of the matched segment
 158  * @return 0 if a match was found, < 0 if no match was found
 159  */
 160 static int match_segments(const uint8_t *haystack, int h_len,
 161                           const uint8_t *needle, int n_pos, int n_len,
 162                           int *match_h_offset_ptr, int *match_n_offset_ptr,
 163                           int *match_len_ptr)
 164 {
 165     int h_pos;
 166     for (h_pos = 0; h_pos < h_len; h_pos++) {
 167         int match_len = 0;
 168         int match_h_pos, match_n_pos;
 169
 170         /* Check how many bytes match at needle[n_pos] and haystack[h_pos] */
 171         while (h_pos + match_len < h_len && n_pos + match_len < n_len &&
 172                needle[n_pos + match_len] == haystack[h_pos + match_len])
 173             match_len++;
 174         if (match_len <= 8)
 175             continue;
 176
 177         /* If a sufficiently large match was found, try to expand
 178          * the matched segment backwards. */
 179         match_h_pos = h_pos;
 180         match_n_pos = n_pos;
 181         while (match_n_pos > 0 && match_h_pos > 0 &&
 182                needle[match_n_pos - 1] == haystack[match_h_pos - 1]) {
 183             match_n_pos--;
 184             match_h_pos--;
 185             match_len++;
 186         }
 187         if (match_len <= 14)
 188             continue;
 189         *match_h_offset_ptr = match_h_pos;
 190         *match_n_offset_ptr = match_n_pos;
 191         *match_len_ptr = match_len;
 192         return 0;
 193     }
 194     return -1;
 195 }
 196
 197 /**
 198  * Look for segments in samples in the sample queue matching the data
 199  * in ptr. Samples not matching are removed from the queue. If a match
 200  * is found, the next time it will look for matches starting from the
 201  * end of the previous matched segment.
 202  *
 203  * @param data data to find matches for in the sample queue
 204  * @param len length of the data buffer
 205  * @param queue samples used for looking for matching segments
 206  * @param pos the offset in data of the matched segment
 207  * @param match_sample the number of the sample that contained the match
 208  * @param match_offset the offset of the matched segment within the sample
 209  * @param match_len the length of the matched segment
 210  * @return 0 if a match was found, < 0 if no match was found
 211  */
 212 static int find_sample_match(const uint8_t *data, int len,
 213                              HintSampleQueue *queue, int *pos,
 214                              int *match_sample, int *match_offset,
 215                              int *match_len)
 216 {
 217     while (queue->len > 0) {
 218         HintSample *sample = &queue->samples[0];
 219         /* If looking for matches in a new sample, skip the first 5 bytes,
 220          * since they often may be modified/removed in the output packet. */
 221         if (sample->offset == 0 && sample->size > 5)
 222             sample->offset = 5;
 223
 224         if (match_segments(data, len, sample->data, sample->offset,
 225                            sample->size, pos, match_offset, match_len) == 0) {
 226             *match_sample = sample->sample_number;
 227             /* Next time, look for matches at this offset, with a little
 228              * margin to this match. */
 229             sample->offset = *match_offset + *match_len + 5;
 230             if (sample->offset + 10 >= sample->size)
 231                 sample_queue_pop(queue); /* Not enough useful data left */
 232             return 0;
 233         }
 234
 235         if (sample->offset < 10 && sample->size > 20) {
 236             /* No match found from the start of the sample,
 237              * try from the middle of the sample instead. */
 238             sample->offset = sample->size/2;
 239         } else {
 240             /* No match for this sample, remove it */
 241             sample_queue_pop(queue);
 242         }
 243     }
 244     return -1;
 245 }
 246
 247 static void output_immediate(const uint8_t *data, int size,
 248                              AVIOContext *out, int *entries)
 249 {
 250     while (size > 0) {
 251         int len = size;
 252         if (len > 14)
 253             len = 14;
 254         avio_w8(out, 1); /* immediate constructor */
 255         avio_w8(out, len); /* amount of valid data */
 256         avio_write(out, data, len);
 257         data += len;
 258         size -= len;
 259
 260         for (; len < 14; len++)
 261             avio_w8(out, 0);
 262
 263         (*entries)++;
 264     }
 265 }
 266
 267 static void output_match(AVIOContext *out, int match_sample,
 268                          int match_offset, int match_len, int *entries)
 269 {
 270     avio_w8(out, 2); /* sample constructor */
 271     avio_w8(out, 0); /* track reference */
 272     avio_wb16(out, match_len);
 273     avio_wb32(out, match_sample);
 274     avio_wb32(out, match_offset);
 275     avio_wb16(out, 1); /* bytes per block */
 276     avio_wb16(out, 1); /* samples per block */
 277     (*entries)++;
 278 }
 279
 280 static void describe_payload(const uint8_t *data, int size,
 281                              AVIOContext *out, int *entries,
 282                              HintSampleQueue *queue)
 283 {
 284     /* Describe the payload using different constructors */
 285     while (size > 0) {
 286         int match_sample, match_offset, match_len, pos;
 287         if (find_sample_match(data, size, queue, &pos, &match_sample,
 288                               &match_offset, &match_len) < 0)
 289             break;
 290         output_immediate(data, pos, out, entries);
 291         data += pos;
 292         size -= pos;
 293         output_match(out, match_sample, match_offset, match_len, entries);
 294         data += match_len;
 295         size -= match_len;
 296     }
 297     output_immediate(data, size, out, entries);
 298 }
 299
 300 /**
 301  * Write an RTP hint (that may contain one or more RTP packets)
 302  * for the packets in data. data contains one or more packets with a
 303  * BE32 size header.
 304  *
 305  * @param out buffer where the hints are written
 306  * @param data buffer containing RTP packets
 307  * @param size the size of the data buffer
 308  * @param trk the MOVTrack for the hint track
 309  * @param pts pointer where the timestamp for the written RTP hint is stored
 310  * @return the number of RTP packets in the written hint
 311  */
 312 static int write_hint_packets(AVIOContext *out, const uint8_t *data,
 313                               int size, MOVTrack *trk, int64_t *pts)
 314 {
 315     int64_t curpos;
 316     int64_t count_pos, entries_pos;
 317     int count = 0, entries;
 318
 319     count_pos = avio_tell(out);
 320     /* RTPsample header */
 321     avio_wb16(out, 0); /* packet count */
 322     avio_wb16(out, 0); /* reserved */
 323
 324     while (size > 4) {
 325         uint32_t packet_len = AV_RB32(data);
 326         uint16_t seq;
 327         uint32_t ts;
 328
 329         data += 4;
 330         size -= 4;
 331         if (packet_len > size || packet_len <= 12)
 332             break;
 333         if (data[1] >= 200 && data[1] <= 204) {
 334             /* RTCP packet, just skip */
 335             data += packet_len;
 336             size -= packet_len;
 337             continue;
 338         }
 339
 340         if (packet_len > trk->max_packet_size)
 341             trk->max_packet_size = packet_len;
 342
 343         seq = AV_RB16(&data[2]);
 344         ts = AV_RB32(&data[4]);
 345
 346         if (trk->prev_rtp_ts == 0)
 347             trk->prev_rtp_ts = ts;
 348         /* Unwrap the 32-bit RTP timestamp that wraps around often
 349          * into a not (as often) wrapping 64-bit timestamp. */
 350         trk->cur_rtp_ts_unwrapped += (int32_t) (ts - trk->prev_rtp_ts);
 351         trk->prev_rtp_ts = ts;
 352         if (*pts == AV_NOPTS_VALUE)
 353             *pts = trk->cur_rtp_ts_unwrapped;
 354
 355         count++;
 356         /* RTPpacket header */
 357         avio_wb32(out, 0); /* relative_time */
 358         avio_write(out, data, 2); /* RTP header */
 359         avio_wb16(out, seq); /* RTPsequenceseed */
 360         avio_wb16(out, 0); /* reserved + flags */
 361         entries_pos = avio_tell(out);
 362         avio_wb16(out, 0); /* entry count */
 363
 364         data += 12;
 365         size -= 12;
 366         packet_len -= 12;
 367
 368         entries = 0;
 369         /* Write one or more constructors describing the payload data */
 370         describe_payload(data, packet_len, out, &entries, &trk->sample_queue);
 371         data += packet_len;
 372         size -= packet_len;
 373
 374         curpos = avio_tell(out);
 375         avio_seek(out, entries_pos, SEEK_SET);
 376         avio_wb16(out, entries);
 377         avio_seek(out, curpos, SEEK_SET);
 378     }
 379
 380     curpos = avio_tell(out);
 381     avio_seek(out, count_pos, SEEK_SET);
 382     avio_wb16(out, count);
 383     avio_seek(out, curpos, SEEK_SET);
 384     return count;
 385 }
 386
 387 int ff_mov_add_hinted_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt,
 388                              int track_index, int sample)
 389 {
 390     MOVMuxContext *mov = s->priv_data;
 391     MOVTrack *trk = &mov->tracks[track_index];
 392     AVFormatContext *rtp_ctx = trk->rtp_ctx;
 393     uint8_t *buf = NULL;
 394     int size;
 395     AVIOContext *hintbuf = NULL;
 396     AVPacket hint_pkt;
 397     int ret = 0, count;
 398
 399     if (!rtp_ctx)
 400         return AVERROR(ENOENT);
 401     if (!rtp_ctx->pb)
 402         return AVERROR(ENOMEM);
 403
 404     sample_queue_push(&trk->sample_queue, pkt, sample);
 405
 406     /* Feed the packet to the RTP muxer */
 407     ff_write_chained(rtp_ctx, 0, pkt, s);
 408
 409     /* Fetch the output from the RTP muxer, open a new output buffer
 410      * for next time. */
 411     size = url_close_dyn_buf(rtp_ctx->pb, &buf);
 412     if ((ret = url_open_dyn_packet_buf(&rtp_ctx->pb,
 413                                        RTP_MAX_PACKET_SIZE)) < 0)
 414         goto done;
 415
 416     if (size <= 0)
 417         goto done;
 418
 419     /* Open a buffer for writing the hint */
 420     if ((ret = avio_open_dyn_buf(&hintbuf)) < 0)
 421         goto done;
 422     av_init_packet(&hint_pkt);
 423     count = write_hint_packets(hintbuf, buf, size, trk, &hint_pkt.dts);
 424     av_freep(&buf);
 425
 426     /* Write the hint data into the hint track */
 427     hint_pkt.size = size = url_close_dyn_buf(hintbuf, &buf);
 428     hint_pkt.data = buf;
 429     hint_pkt.pts  = hint_pkt.dts;
 430     hint_pkt.stream_index = track_index;
 431     if (pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY)
 432         hint_pkt.flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
 433     if (count > 0)
 434         ff_mov_write_packet(s, &hint_pkt);
 435 done:
 436     av_free(buf);
 437     sample_queue_retain(&trk->sample_queue);
 438     return ret;
 439 }
 440
 441 void ff_mov_close_hinting(MOVTrack *track) {
 442     AVFormatContext* rtp_ctx = track->rtp_ctx;
 443     uint8_t *ptr;
 444
 445     av_freep(&track->enc);
 446     sample_queue_free(&track->sample_queue);
 447     if (!rtp_ctx)
 448         return;
 449     if (rtp_ctx->pb) {
 450         av_write_trailer(rtp_ctx);
 451         url_close_dyn_buf(rtp_ctx->pb, &ptr);
 452         av_free(ptr);
 453     }
 454     avformat_free_context(rtp_ctx);
 455 }
 456