git.sesse.net Git - x264/blob - output/mp4.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * mp4.c: mp4 muxer
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003-2011 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  10  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  17  * GNU General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  22  *
  23  * This program is also available under a commercial proprietary license.
  24  * For more information, contact us at licensing@x264.com.
  25  *****************************************************************************/
  26
  27 #include "output.h"
  28 #include <gpac/isomedia.h>
  29
  30 #if HAVE_GF_MALLOC
  31 #undef malloc
  32 #undef free
  33 #define malloc gf_malloc
  34 #define free gf_free
  35 #endif
  36
  37 typedef struct
  38 {
  39     GF_ISOFile *p_file;
  40     GF_AVCConfig *p_config;
  41     GF_ISOSample *p_sample;
  42     int i_track;
  43     uint32_t i_descidx;
  44     uint64_t i_time_res;
  45     int64_t i_time_inc;
  46     int64_t i_delay_time;
  47     int64_t i_init_delta;
  48     int i_numframe;
  49     int i_delay_frames;
  50     int b_dts_compress;
  51     int i_dts_compress_multiplier;
  52 } mp4_hnd_t;
  53
  54 static void recompute_bitrate_mp4( GF_ISOFile *p_file, int i_track )
  55 {
  56     u32 count, di, timescale, time_wnd, rate;
  57     u64 offset;
  58     Double br;
  59     GF_ESD *esd;
  60
  61     esd = gf_isom_get_esd( p_file, i_track, 1 );
  62     if( !esd )
  63         return;
  64
  65     esd->decoderConfig->avgBitrate = 0;
  66     esd->decoderConfig->maxBitrate = 0;
  67     rate = time_wnd = 0;
  68
  69     timescale = gf_isom_get_media_timescale( p_file, i_track );
  70     count = gf_isom_get_sample_count( p_file, i_track );
  71     for( u32 i = 0; i < count; i++ )
  72     {
  73         GF_ISOSample *samp = gf_isom_get_sample_info( p_file, i_track, i+1, &di, &offset );
  74         if( !samp )
  75         {
  76             x264_cli_log( "mp4", X264_LOG_ERROR, "failure reading back frame %u\n", i );
  77             break;
  78         }
  79
  80         if( esd->decoderConfig->bufferSizeDB < samp->dataLength )
  81             esd->decoderConfig->bufferSizeDB = samp->dataLength;
  82
  83         esd->decoderConfig->avgBitrate += samp->dataLength;
  84         rate += samp->dataLength;
  85         if( samp->DTS > time_wnd + timescale )
  86         {
  87             if( rate > esd->decoderConfig->maxBitrate )
  88                 esd->decoderConfig->maxBitrate = rate;
  89             time_wnd = samp->DTS;
  90             rate = 0;
  91         }
  92
  93         gf_isom_sample_del( &samp );
  94     }
  95
  96     br = (Double)(s64)gf_isom_get_media_duration( p_file, i_track );
  97     br /= timescale;
  98     esd->decoderConfig->avgBitrate = (u32)(esd->decoderConfig->avgBitrate / br);
  99     /*move to bps*/
 100     esd->decoderConfig->avgBitrate *= 8;
 101     esd->decoderConfig->maxBitrate *= 8;
 102
 103     gf_isom_change_mpeg4_description( p_file, i_track, 1, esd );
 104     gf_odf_desc_del( (GF_Descriptor*)esd );
 105 }
 106
 107 static int close_file( hnd_t handle, int64_t largest_pts, int64_t second_largest_pts )
 108 {
 109     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 110
 111     if( !p_mp4 )
 112         return 0;
 113
 114     if( p_mp4->p_config )
 115         gf_odf_avc_cfg_del( p_mp4->p_config );
 116
 117     if( p_mp4->p_sample )
 118     {
 119         if( p_mp4->p_sample->data )
 120             free( p_mp4->p_sample->data );
 121
 122         p_mp4->p_sample->dataLength = 0;
 123         gf_isom_sample_del( &p_mp4->p_sample );
 124     }
 125
 126     if( p_mp4->p_file )
 127     {
 128         /* The mdhd duration is defined as CTS[final] - CTS[0] + duration of last frame.
 129          * The mdhd duration (in seconds) should be able to be longer than the tkhd duration since the track is managed by edts.
 130          * So, if mdhd duration is equal to the last DTS or less, we give the last composition time delta to the last sample duration.
 131          * And then, the mdhd duration is updated, but it time-wise doesn't give the actual duration.
 132          * The tkhd duration is the actual track duration. */
 133         uint64_t mdhd_duration = (2 * largest_pts - second_largest_pts) * p_mp4->i_time_inc;
 134         if( mdhd_duration != gf_isom_get_media_duration( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track ) )
 135         {
 136             uint64_t last_dts = gf_isom_get_sample_dts( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_numframe );
 137             uint32_t last_duration = (uint32_t)( mdhd_duration > last_dts ? mdhd_duration - last_dts : (largest_pts - second_largest_pts) * p_mp4->i_time_inc );
 138             gf_isom_set_last_sample_duration( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, last_duration );
 139         }
 140
 141         /* Write an Edit Box if the first CTS offset is positive.
 142          * A media_time is given by not the mvhd timescale but rather the mdhd timescale.
 143          * The reason is that an Edit Box maps the presentation time-line to the media time-line.
 144          * Any demuxers should follow the Edit Box if it exists. */
 145         GF_ISOSample *sample = gf_isom_get_sample_info( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, 1, NULL, NULL );
 146         if( sample && sample->CTS_Offset > 0 )
 147         {
 148             uint32_t mvhd_timescale = gf_isom_get_timescale( p_mp4->p_file );
 149             uint64_t tkhd_duration = (uint64_t)( mdhd_duration * ( (double)mvhd_timescale / p_mp4->i_time_res ) );
 150             gf_isom_append_edit_segment( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, tkhd_duration, sample->CTS_Offset, GF_ISOM_EDIT_NORMAL );
 151         }
 152         gf_isom_sample_del( &sample );
 153
 154         recompute_bitrate_mp4( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track );
 155         gf_isom_set_pl_indication( p_mp4->p_file, GF_ISOM_PL_VISUAL, 0x15 );
 156         gf_isom_set_storage_mode( p_mp4->p_file, GF_ISOM_STORE_FLAT );
 157         gf_isom_close( p_mp4->p_file );
 158     }
 159
 160     free( p_mp4 );
 161
 162     return 0;
 163 }
 164
 165 static int open_file( char *psz_filename, hnd_t *p_handle, cli_output_opt_t *opt )
 166 {
 167     mp4_hnd_t *p_mp4;
 168
 169     *p_handle = NULL;
 170     FILE *fh = fopen( psz_filename, "w" );
 171     if( !fh )
 172         return -1;
 173     FAIL_IF_ERR( !x264_is_regular_file( fh ), "mp4", "MP4 output is incompatible with non-regular file `%s'\n", psz_filename )
 174     fclose( fh );
 175
 176     if( !(p_mp4 = malloc( sizeof(mp4_hnd_t) )) )
 177         return -1;
 178
 179     memset( p_mp4, 0, sizeof(mp4_hnd_t) );
 180     p_mp4->p_file = gf_isom_open( psz_filename, GF_ISOM_OPEN_WRITE, NULL );
 181
 182     p_mp4->b_dts_compress = opt->use_dts_compress;
 183
 184     if( !(p_mp4->p_sample = gf_isom_sample_new()) )
 185     {
 186         close_file( p_mp4, 0, 0 );
 187         return -1;
 188     }
 189
 190     gf_isom_set_brand_info( p_mp4->p_file, GF_ISOM_BRAND_AVC1, 0 );
 191
 192     *p_handle = p_mp4;
 193
 194     return 0;
 195 }
 196
 197 static int set_param( hnd_t handle, x264_param_t *p_param )
 198 {
 199     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 200
 201     p_mp4->i_delay_frames = p_param->i_bframe ? (p_param->i_bframe_pyramid ? 2 : 1) : 0;
 202     p_mp4->i_dts_compress_multiplier = p_mp4->b_dts_compress * p_mp4->i_delay_frames + 1;
 203
 204     p_mp4->i_time_res = p_param->i_timebase_den * p_mp4->i_dts_compress_multiplier;
 205     p_mp4->i_time_inc = p_param->i_timebase_num * p_mp4->i_dts_compress_multiplier;
 206     FAIL_IF_ERR( p_mp4->i_time_res > UINT32_MAX, "mp4", "MP4 media timescale %"PRIu64" exceeds maximum\n", p_mp4->i_time_res )
 207
 208     p_mp4->i_track = gf_isom_new_track( p_mp4->p_file, 0, GF_ISOM_MEDIA_VISUAL,
 209                                         p_mp4->i_time_res );
 210
 211     p_mp4->p_config = gf_odf_avc_cfg_new();
 212     gf_isom_avc_config_new( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->p_config,
 213                             NULL, NULL, &p_mp4->i_descidx );
 214
 215     gf_isom_set_track_enabled( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, 1 );
 216
 217     gf_isom_set_visual_info( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_descidx,
 218                              p_param->i_width, p_param->i_height );
 219
 220     if( p_param->vui.i_sar_width && p_param->vui.i_sar_height )
 221     {
 222         uint64_t dw = p_param->i_width << 16;
 223         uint64_t dh = p_param->i_height << 16;
 224         double sar = (double)p_param->vui.i_sar_width / p_param->vui.i_sar_height;
 225         if( sar > 1.0 )
 226             dw *= sar ;
 227         else
 228             dh /= sar;
 229         gf_isom_set_pixel_aspect_ratio( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_descidx, p_param->vui.i_sar_width, p_param->vui.i_sar_height );
 230         gf_isom_set_track_layout_info( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, dw, dh, 0, 0, 0 );
 231     }
 232
 233     p_mp4->p_sample->data = malloc( p_param->i_width * p_param->i_height * 3 / 2 );
 234     if( !p_mp4->p_sample->data )
 235         return -1;
 236
 237     return 0;
 238 }
 239
 240 static int write_headers( hnd_t handle, x264_nal_t *p_nal )
 241 {
 242     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 243     GF_AVCConfigSlot *p_slot;
 244
 245     int sps_size = p_nal[0].i_payload - 4;
 246     int pps_size = p_nal[1].i_payload - 4;
 247     int sei_size = p_nal[2].i_payload;
 248
 249     uint8_t *sps = p_nal[0].p_payload + 4;
 250     uint8_t *pps = p_nal[1].p_payload + 4;
 251     uint8_t *sei = p_nal[2].p_payload;
 252
 253     // SPS
 254
 255     p_mp4->p_config->configurationVersion = 1;
 256     p_mp4->p_config->AVCProfileIndication = sps[1];
 257     p_mp4->p_config->profile_compatibility = sps[2];
 258     p_mp4->p_config->AVCLevelIndication = sps[3];
 259     p_slot = malloc( sizeof(GF_AVCConfigSlot) );
 260     if( !p_slot )
 261         return -1;
 262     p_slot->size = sps_size;
 263     p_slot->data = malloc( p_slot->size );
 264     if( !p_slot->data )
 265         return -1;
 266     memcpy( p_slot->data, sps, sps_size );
 267     gf_list_add( p_mp4->p_config->sequenceParameterSets, p_slot );
 268
 269     // PPS
 270
 271     p_slot = malloc( sizeof(GF_AVCConfigSlot) );
 272     if( !p_slot )
 273         return -1;
 274     p_slot->size = pps_size;
 275     p_slot->data = malloc( p_slot->size );
 276     if( !p_slot->data )
 277         return -1;
 278     memcpy( p_slot->data, pps, pps_size );
 279     gf_list_add( p_mp4->p_config->pictureParameterSets, p_slot );
 280     gf_isom_avc_config_update( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, 1, p_mp4->p_config );
 281
 282     // SEI
 283
 284     memcpy( p_mp4->p_sample->data + p_mp4->p_sample->dataLength, sei, sei_size );
 285     p_mp4->p_sample->dataLength += sei_size;
 286
 287     return sei_size + sps_size + pps_size;
 288 }
 289
 290 static int write_frame( hnd_t handle, uint8_t *p_nalu, int i_size, x264_picture_t *p_picture )
 291 {
 292     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 293     int64_t dts;
 294     int64_t cts;
 295
 296     memcpy( p_mp4->p_sample->data + p_mp4->p_sample->dataLength, p_nalu, i_size );
 297     p_mp4->p_sample->dataLength += i_size;
 298
 299     if( !p_mp4->i_numframe )
 300         p_mp4->i_delay_time = p_picture->i_dts * -1;
 301
 302     if( p_mp4->b_dts_compress )
 303     {
 304         if( p_mp4->i_numframe == 1 )
 305             p_mp4->i_init_delta = (p_picture->i_dts + p_mp4->i_delay_time) * p_mp4->i_time_inc;
 306         dts = p_mp4->i_numframe > p_mp4->i_delay_frames
 307             ? p_picture->i_dts * p_mp4->i_time_inc
 308             : p_mp4->i_numframe * (p_mp4->i_init_delta / p_mp4->i_dts_compress_multiplier);
 309         cts = p_picture->i_pts * p_mp4->i_time_inc;
 310     }
 311     else
 312     {
 313         dts = (p_picture->i_dts + p_mp4->i_delay_time) * p_mp4->i_time_inc;
 314         cts = (p_picture->i_pts + p_mp4->i_delay_time) * p_mp4->i_time_inc;
 315     }
 316
 317     p_mp4->p_sample->IsRAP = p_picture->b_keyframe;
 318     p_mp4->p_sample->DTS = dts;
 319     p_mp4->p_sample->CTS_Offset = (uint32_t)(cts - dts);
 320     gf_isom_add_sample( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_descidx, p_mp4->p_sample );
 321
 322     p_mp4->p_sample->dataLength = 0;
 323     p_mp4->i_numframe++;
 324
 325     return i_size;
 326 }
 327
 328 const cli_output_t mp4_output = { open_file, set_param, write_headers, write_frame, close_file };