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 #undef realloc
  34 #define malloc gf_malloc
  35 #define free gf_free
  36 #define realloc gf_realloc
  37 #endif
  38
  39 typedef struct
  40 {
  41     GF_ISOFile *p_file;
  42     GF_AVCConfig *p_config;
  43     GF_ISOSample *p_sample;
  44     int i_track;
  45     uint32_t i_descidx;
  46     uint64_t i_time_res;
  47     int64_t i_time_inc;
  48     int64_t i_delay_time;
  49     int64_t i_init_delta;
  50     int i_numframe;
  51     int i_delay_frames;
  52     int b_dts_compress;
  53     int i_dts_compress_multiplier;
  54     int i_data_size;
  55 } mp4_hnd_t;
  56
  57 static void recompute_bitrate_mp4( GF_ISOFile *p_file, int i_track )
  58 {
  59     u32 count, di, timescale, time_wnd, rate;
  60     u64 offset;
  61     Double br;
  62     GF_ESD *esd;
  63
  64     esd = gf_isom_get_esd( p_file, i_track, 1 );
  65     if( !esd )
  66         return;
  67
  68     esd->decoderConfig->avgBitrate = 0;
  69     esd->decoderConfig->maxBitrate = 0;
  70     rate = time_wnd = 0;
  71
  72     timescale = gf_isom_get_media_timescale( p_file, i_track );
  73     count = gf_isom_get_sample_count( p_file, i_track );
  74     for( u32 i = 0; i < count; i++ )
  75     {
  76         GF_ISOSample *samp = gf_isom_get_sample_info( p_file, i_track, i+1, &di, &offset );
  77         if( !samp )
  78         {
  79             x264_cli_log( "mp4", X264_LOG_ERROR, "failure reading back frame %u\n", i );
  80             break;
  81         }
  82
  83         if( esd->decoderConfig->bufferSizeDB < samp->dataLength )
  84             esd->decoderConfig->bufferSizeDB = samp->dataLength;
  85
  86         esd->decoderConfig->avgBitrate += samp->dataLength;
  87         rate += samp->dataLength;
  88         if( samp->DTS > time_wnd + timescale )
  89         {
  90             if( rate > esd->decoderConfig->maxBitrate )
  91                 esd->decoderConfig->maxBitrate = rate;
  92             time_wnd = samp->DTS;
  93             rate = 0;
  94         }
  95
  96         gf_isom_sample_del( &samp );
  97     }
  98
  99     br = (Double)(s64)gf_isom_get_media_duration( p_file, i_track );
 100     br /= timescale;
 101     esd->decoderConfig->avgBitrate = (u32)(esd->decoderConfig->avgBitrate / br);
 102     /*move to bps*/
 103     esd->decoderConfig->avgBitrate *= 8;
 104     esd->decoderConfig->maxBitrate *= 8;
 105
 106     gf_isom_change_mpeg4_description( p_file, i_track, 1, esd );
 107     gf_odf_desc_del( (GF_Descriptor*)esd );
 108 }
 109
 110 static int close_file( hnd_t handle, int64_t largest_pts, int64_t second_largest_pts )
 111 {
 112     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 113
 114     if( !p_mp4 )
 115         return 0;
 116
 117     if( p_mp4->p_config )
 118         gf_odf_avc_cfg_del( p_mp4->p_config );
 119
 120     if( p_mp4->p_sample )
 121     {
 122         if( p_mp4->p_sample->data )
 123             free( p_mp4->p_sample->data );
 124
 125         p_mp4->p_sample->dataLength = 0;
 126         gf_isom_sample_del( &p_mp4->p_sample );
 127     }
 128
 129     if( p_mp4->p_file )
 130     {
 131         if( p_mp4->i_track )
 132         {
 133             /* The mdhd duration is defined as CTS[final] - CTS[0] + duration of last frame.
 134              * The mdhd duration (in seconds) should be able to be longer than the tkhd duration since the track is managed by edts.
 135              * So, if mdhd duration is equal to the last DTS or less, we give the last composition time delta to the last sample duration.
 136              * And then, the mdhd duration is updated, but it time-wise doesn't give the actual duration.
 137              * The tkhd duration is the actual track duration. */
 138             uint64_t mdhd_duration = (2 * largest_pts - second_largest_pts) * p_mp4->i_time_inc;
 139             if( mdhd_duration != gf_isom_get_media_duration( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track ) )
 140             {
 141                 uint64_t last_dts = gf_isom_get_sample_dts( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_numframe );
 142                 uint32_t last_duration = (uint32_t)( mdhd_duration > last_dts ? mdhd_duration - last_dts : (largest_pts - second_largest_pts) * p_mp4->i_time_inc );
 143                 gf_isom_set_last_sample_duration( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, last_duration );
 144             }
 145
 146             /* Write an Edit Box if the first CTS offset is positive.
 147              * A media_time is given by not the mvhd timescale but rather the mdhd timescale.
 148              * The reason is that an Edit Box maps the presentation time-line to the media time-line.
 149              * Any demuxers should follow the Edit Box if it exists. */
 150             GF_ISOSample *sample = gf_isom_get_sample_info( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, 1, NULL, NULL );
 151             if( sample && sample->CTS_Offset > 0 )
 152             {
 153                 uint32_t mvhd_timescale = gf_isom_get_timescale( p_mp4->p_file );
 154                 uint64_t tkhd_duration = (uint64_t)( mdhd_duration * ( (double)mvhd_timescale / p_mp4->i_time_res ) );
 155                 gf_isom_append_edit_segment( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, tkhd_duration, sample->CTS_Offset, GF_ISOM_EDIT_NORMAL );
 156             }
 157             gf_isom_sample_del( &sample );
 158
 159             recompute_bitrate_mp4( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track );
 160         }
 161         gf_isom_set_pl_indication( p_mp4->p_file, GF_ISOM_PL_VISUAL, 0x15 );
 162         gf_isom_set_storage_mode( p_mp4->p_file, GF_ISOM_STORE_FLAT );
 163         gf_isom_close( p_mp4->p_file );
 164     }
 165
 166     free( p_mp4 );
 167
 168     return 0;
 169 }
 170
 171 static int open_file( char *psz_filename, hnd_t *p_handle, cli_output_opt_t *opt )
 172 {
 173     mp4_hnd_t *p_mp4;
 174
 175     *p_handle = NULL;
 176     FILE *fh = fopen( psz_filename, "w" );
 177     if( !fh )
 178         return -1;
 179     FAIL_IF_ERR( !x264_is_regular_file( fh ), "mp4", "MP4 output is incompatible with non-regular file `%s'\n", psz_filename )
 180     fclose( fh );
 181
 182     if( !(p_mp4 = malloc( sizeof(mp4_hnd_t) )) )
 183         return -1;
 184
 185     memset( p_mp4, 0, sizeof(mp4_hnd_t) );
 186     p_mp4->p_file = gf_isom_open( psz_filename, GF_ISOM_OPEN_WRITE, NULL );
 187
 188     p_mp4->b_dts_compress = opt->use_dts_compress;
 189
 190     if( !(p_mp4->p_sample = gf_isom_sample_new()) )
 191     {
 192         close_file( p_mp4, 0, 0 );
 193         return -1;
 194     }
 195
 196     gf_isom_set_brand_info( p_mp4->p_file, GF_ISOM_BRAND_AVC1, 0 );
 197
 198     *p_handle = p_mp4;
 199
 200     return 0;
 201 }
 202
 203 static int set_param( hnd_t handle, x264_param_t *p_param )
 204 {
 205     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 206
 207     p_mp4->i_delay_frames = p_param->i_bframe ? (p_param->i_bframe_pyramid ? 2 : 1) : 0;
 208     p_mp4->i_dts_compress_multiplier = p_mp4->b_dts_compress * p_mp4->i_delay_frames + 1;
 209
 210     p_mp4->i_time_res = p_param->i_timebase_den * p_mp4->i_dts_compress_multiplier;
 211     p_mp4->i_time_inc = p_param->i_timebase_num * p_mp4->i_dts_compress_multiplier;
 212     FAIL_IF_ERR( p_mp4->i_time_res > UINT32_MAX, "mp4", "MP4 media timescale %"PRIu64" exceeds maximum\n", p_mp4->i_time_res )
 213
 214     p_mp4->i_track = gf_isom_new_track( p_mp4->p_file, 0, GF_ISOM_MEDIA_VISUAL,
 215                                         p_mp4->i_time_res );
 216
 217     p_mp4->p_config = gf_odf_avc_cfg_new();
 218     gf_isom_avc_config_new( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->p_config,
 219                             NULL, NULL, &p_mp4->i_descidx );
 220
 221     gf_isom_set_track_enabled( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, 1 );
 222
 223     gf_isom_set_visual_info( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_descidx,
 224                              p_param->i_width, p_param->i_height );
 225
 226     if( p_param->vui.i_sar_width && p_param->vui.i_sar_height )
 227     {
 228         uint64_t dw = p_param->i_width << 16;
 229         uint64_t dh = p_param->i_height << 16;
 230         double sar = (double)p_param->vui.i_sar_width / p_param->vui.i_sar_height;
 231         if( sar > 1.0 )
 232             dw *= sar ;
 233         else
 234             dh /= sar;
 235         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 );
 236         gf_isom_set_track_layout_info( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, dw, dh, 0, 0, 0 );
 237     }
 238
 239     p_mp4->i_data_size = p_param->i_width * p_param->i_height * 3 / 2;
 240     p_mp4->p_sample->data = malloc( p_mp4->i_data_size );
 241     if( !p_mp4->p_sample->data )
 242     {
 243         p_mp4->i_data_size = 0;
 244         return -1;
 245     }
 246
 247     return 0;
 248 }
 249
 250 static int check_buffer( mp4_hnd_t *p_mp4, int needed_size )
 251 {
 252     if( needed_size > p_mp4->i_data_size )
 253     {
 254         void *ptr = realloc( p_mp4->p_sample->data, needed_size );
 255         if( !ptr )
 256             return -1;
 257         p_mp4->p_sample->data = ptr;
 258         p_mp4->i_data_size = needed_size;
 259     }
 260     return 0;
 261 }
 262
 263 static int write_headers( hnd_t handle, x264_nal_t *p_nal )
 264 {
 265     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 266     GF_AVCConfigSlot *p_slot;
 267
 268     int sps_size = p_nal[0].i_payload - 4;
 269     int pps_size = p_nal[1].i_payload - 4;
 270     int sei_size = p_nal[2].i_payload;
 271
 272     uint8_t *sps = p_nal[0].p_payload + 4;
 273     uint8_t *pps = p_nal[1].p_payload + 4;
 274     uint8_t *sei = p_nal[2].p_payload;
 275
 276     // SPS
 277
 278     p_mp4->p_config->configurationVersion = 1;
 279     p_mp4->p_config->AVCProfileIndication = sps[1];
 280     p_mp4->p_config->profile_compatibility = sps[2];
 281     p_mp4->p_config->AVCLevelIndication = sps[3];
 282     p_slot = malloc( sizeof(GF_AVCConfigSlot) );
 283     if( !p_slot )
 284         return -1;
 285     p_slot->size = sps_size;
 286     p_slot->data = malloc( p_slot->size );
 287     if( !p_slot->data )
 288         return -1;
 289     memcpy( p_slot->data, sps, sps_size );
 290     gf_list_add( p_mp4->p_config->sequenceParameterSets, p_slot );
 291
 292     // PPS
 293
 294     p_slot = malloc( sizeof(GF_AVCConfigSlot) );
 295     if( !p_slot )
 296         return -1;
 297     p_slot->size = pps_size;
 298     p_slot->data = malloc( p_slot->size );
 299     if( !p_slot->data )
 300         return -1;
 301     memcpy( p_slot->data, pps, pps_size );
 302     gf_list_add( p_mp4->p_config->pictureParameterSets, p_slot );
 303     gf_isom_avc_config_update( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, 1, p_mp4->p_config );
 304
 305     // SEI
 306
 307     if( check_buffer( p_mp4, p_mp4->p_sample->dataLength + sei_size ) )
 308         return -1;
 309     memcpy( p_mp4->p_sample->data + p_mp4->p_sample->dataLength, sei, sei_size );
 310     p_mp4->p_sample->dataLength += sei_size;
 311
 312     return sei_size + sps_size + pps_size;
 313 }
 314
 315 static int write_frame( hnd_t handle, uint8_t *p_nalu, int i_size, x264_picture_t *p_picture )
 316 {
 317     mp4_hnd_t *p_mp4 = handle;
 318     int64_t dts;
 319     int64_t cts;
 320
 321     if( check_buffer( p_mp4, p_mp4->p_sample->dataLength + i_size ) )
 322         return -1;
 323     memcpy( p_mp4->p_sample->data + p_mp4->p_sample->dataLength, p_nalu, i_size );
 324     p_mp4->p_sample->dataLength += i_size;
 325
 326     if( !p_mp4->i_numframe )
 327         p_mp4->i_delay_time = p_picture->i_dts * -1;
 328
 329     if( p_mp4->b_dts_compress )
 330     {
 331         if( p_mp4->i_numframe == 1 )
 332             p_mp4->i_init_delta = (p_picture->i_dts + p_mp4->i_delay_time) * p_mp4->i_time_inc;
 333         dts = p_mp4->i_numframe > p_mp4->i_delay_frames
 334             ? p_picture->i_dts * p_mp4->i_time_inc
 335             : p_mp4->i_numframe * (p_mp4->i_init_delta / p_mp4->i_dts_compress_multiplier);
 336         cts = p_picture->i_pts * p_mp4->i_time_inc;
 337     }
 338     else
 339     {
 340         dts = (p_picture->i_dts + p_mp4->i_delay_time) * p_mp4->i_time_inc;
 341         cts = (p_picture->i_pts + p_mp4->i_delay_time) * p_mp4->i_time_inc;
 342     }
 343
 344     p_mp4->p_sample->IsRAP = p_picture->b_keyframe;
 345     p_mp4->p_sample->DTS = dts;
 346     p_mp4->p_sample->CTS_Offset = (uint32_t)(cts - dts);
 347     gf_isom_add_sample( p_mp4->p_file, p_mp4->i_track, p_mp4->i_descidx, p_mp4->p_sample );
 348
 349     p_mp4->p_sample->dataLength = 0;
 350     p_mp4->i_numframe++;
 351
 352     return i_size;
 353 }
 354
 355 const cli_output_t mp4_output = { open_file, set_param, write_headers, write_frame, close_file };