tools/qt-faststart.c

   1 /*
   2  * qt-faststart.c, v0.2
   3  * by Mike Melanson (melanson@pcisys.net)
   4  * This file is placed in the public domain. Use the program however you
   5  * see fit.
   6  *
   7  * This utility rearranges a Quicktime file such that the moov atom
   8  * is in front of the data, thus facilitating network streaming.
   9  *
  10  * To compile this program, start from the base directory from which you
  11  * are building FFmpeg and type:
  12  *  make tools/qt-faststart
  13  * The qt-faststart program will be built in the tools/ directory. If you
  14  * do not build the program in this manner, correct results are not
  15  * guaranteed, particularly on 64-bit platforms.
  16  * Invoke the program with:
  17  *  qt-faststart <infile.mov> <outfile.mov>
  18  *
  19  * Notes: Quicktime files can come in many configurations of top-level
  20  * atoms. This utility stipulates that the very last atom in the file needs
  21  * to be a moov atom. When given such a file, this utility will rearrange
  22  * the top-level atoms by shifting the moov atom from the back of the file
  23  * to the front, and patch the chunk offsets along the way. This utility
  24  * presently only operates on uncompressed moov atoms.
  25  */
  26
  27 #include <stdio.h>
  28 #include <stdlib.h>
  29 #include <inttypes.h>
  30 #include <string.h>
  31
  32 #ifdef __MINGW32CE__
  33 #define fseeko(x, y, z) fseek(x, y, z)
  34 #define ftello(x)       ftell(x)
  35 #elif defined(__MINGW32__)
  36 #undef fseeko
  37 #define fseeko(x, y, z) fseeko64(x, y, z)
  38 #undef ftello
  39 #define ftello(x)       ftello64(x)
  40 #elif defined(_WIN32)
  41 #undef fseeko
  42 #define fseeko(x, y, z) _fseeki64(x, y, z)
  43 #undef ftello
  44 #define ftello(x)       _ftelli64(x)
  45 #endif
  46
  47 #define MIN(a,b) ((a) > (b) ? (b) : (a))
  48
  49 #define BE_16(x) ((((uint8_t*)(x))[0] <<  8) | ((uint8_t*)(x))[1])
  50
  51 #define BE_32(x) (((uint32_t)(((uint8_t*)(x))[0]) << 24) |  \
  52                              (((uint8_t*)(x))[1]  << 16) |  \
  53                              (((uint8_t*)(x))[2]  <<  8) |  \
  54                               ((uint8_t*)(x))[3])
  55
  56 #define BE_64(x) (((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[0]) << 56) |  \
  57                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[1]) << 48) |  \
  58                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[2]) << 40) |  \
  59                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[3]) << 32) |  \
  60                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[4]) << 24) |  \
  61                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[5]) << 16) |  \
  62                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[6]) <<  8) |  \
  63                   ((uint64_t)( (uint8_t*)(x))[7]))
  64
  65 #define BE_FOURCC(ch0, ch1, ch2, ch3)           \
  66     ( (uint32_t)(unsigned char)(ch3)        |   \
  67      ((uint32_t)(unsigned char)(ch2) <<  8) |   \
  68      ((uint32_t)(unsigned char)(ch1) << 16) |   \
  69      ((uint32_t)(unsigned char)(ch0) << 24) )
  70
  71 #define QT_ATOM BE_FOURCC
  72 /* top level atoms */
  73 #define FREE_ATOM QT_ATOM('f', 'r', 'e', 'e')
  74 #define JUNK_ATOM QT_ATOM('j', 'u', 'n', 'k')
  75 #define MDAT_ATOM QT_ATOM('m', 'd', 'a', 't')
  76 #define MOOV_ATOM QT_ATOM('m', 'o', 'o', 'v')
  77 #define PNOT_ATOM QT_ATOM('p', 'n', 'o', 't')
  78 #define SKIP_ATOM QT_ATOM('s', 'k', 'i', 'p')
  79 #define WIDE_ATOM QT_ATOM('w', 'i', 'd', 'e')
  80 #define PICT_ATOM QT_ATOM('P', 'I', 'C', 'T')
  81 #define FTYP_ATOM QT_ATOM('f', 't', 'y', 'p')
  82 #define UUID_ATOM QT_ATOM('u', 'u', 'i', 'd')
  83
  84 #define CMOV_ATOM QT_ATOM('c', 'm', 'o', 'v')
  85 #define STCO_ATOM QT_ATOM('s', 't', 'c', 'o')
  86 #define CO64_ATOM QT_ATOM('c', 'o', '6', '4')
  87
  88 #define ATOM_PREAMBLE_SIZE    8
  89 #define COPY_BUFFER_SIZE   33554432
  90
  91 int main(int argc, char *argv[])
  92 {
  93     FILE *infile  = NULL;
  94     FILE *outfile = NULL;
  95     unsigned char atom_bytes[ATOM_PREAMBLE_SIZE];
  96     uint32_t atom_type   = 0;
  97     uint64_t atom_size   = 0;
  98     uint64_t atom_offset = 0;
  99     int64_t last_offset;
 100     unsigned char *moov_atom = NULL;
 101     unsigned char *ftyp_atom = NULL;
 102     uint64_t moov_atom_size;
 103     uint64_t ftyp_atom_size = 0;
 104     uint64_t i, j;
 105     uint32_t offset_count;
 106     uint64_t current_offset;
 107     int64_t start_offset = 0;
 108     unsigned char *copy_buffer = NULL;
 109     int bytes_to_copy;
 110
 111     if (argc != 3) {
 112         printf("Usage: qt-faststart <infile.mov> <outfile.mov>\n"
 113                "Note: alternatively you can use -movflags +faststart in ffmpeg\n");
 114         return 0;
 115     }
 116
 117     if (!strcmp(argv[1], argv[2])) {
 118         fprintf(stderr, "input and output files need to be different\n");
 119         return 1;
 120     }
 121
 122     infile = fopen(argv[1], "rb");
 123     if (!infile) {
 124         perror(argv[1]);
 125         goto error_out;
 126     }
 127
 128     /* traverse through the atoms in the file to make sure that 'moov' is
 129      * at the end */
 130     while (!feof(infile)) {
 131         if (fread(atom_bytes, ATOM_PREAMBLE_SIZE, 1, infile) != 1) {
 132             break;
 133         }
 134         atom_size = BE_32(&atom_bytes[0]);
 135         atom_type = BE_32(&atom_bytes[4]);
 136
 137         /* keep ftyp atom */
 138         if (atom_type == FTYP_ATOM) {
 139             ftyp_atom_size = atom_size;
 140             free(ftyp_atom);
 141             ftyp_atom = malloc(ftyp_atom_size);
 142             if (!ftyp_atom) {
 143                 printf("could not allocate %"PRIu64" bytes for ftyp atom\n",
 144                        atom_size);
 145                 goto error_out;
 146             }
 147             if (fseeko(infile, -ATOM_PREAMBLE_SIZE, SEEK_CUR) ||
 148                 fread(ftyp_atom, atom_size, 1, infile) != 1 ||
 149                 (start_offset = ftello(infile)) < 0) {
 150                 perror(argv[1]);
 151                 goto error_out;
 152             }
 153         } else {
 154             int ret;
 155             /* 64-bit special case */
 156             if (atom_size == 1) {
 157                 if (fread(atom_bytes, ATOM_PREAMBLE_SIZE, 1, infile) != 1) {
 158                     break;
 159                 }
 160                 atom_size = BE_64(&atom_bytes[0]);
 161                 ret = fseeko(infile, atom_size - ATOM_PREAMBLE_SIZE * 2, SEEK_CUR);
 162             } else {
 163                 ret = fseeko(infile, atom_size - ATOM_PREAMBLE_SIZE, SEEK_CUR);
 164             }
 165             if (ret) {
 166                 perror(argv[1]);
 167                 goto error_out;
 168             }
 169         }
 170         printf("%c%c%c%c %10"PRIu64" %"PRIu64"\n",
 171                (atom_type >> 24) & 255,
 172                (atom_type >> 16) & 255,
 173                (atom_type >>  8) & 255,
 174                (atom_type >>  0) & 255,
 175                atom_offset,
 176                atom_size);
 177         if ((atom_type != FREE_ATOM) &&
 178             (atom_type != JUNK_ATOM) &&
 179             (atom_type != MDAT_ATOM) &&
 180             (atom_type != MOOV_ATOM) &&
 181             (atom_type != PNOT_ATOM) &&
 182             (atom_type != SKIP_ATOM) &&
 183             (atom_type != WIDE_ATOM) &&
 184             (atom_type != PICT_ATOM) &&
 185             (atom_type != UUID_ATOM) &&
 186             (atom_type != FTYP_ATOM)) {
 187             printf("encountered non-QT top-level atom (is this a QuickTime file?)\n");
 188             break;
 189         }
 190         atom_offset += atom_size;
 191
 192         /* The atom header is 8 (or 16 bytes), if the atom size (which
 193          * includes these 8 or 16 bytes) is less than that, we won't be
 194          * able to continue scanning sensibly after this atom, so break. */
 195         if (atom_size < 8)
 196             break;
 197     }
 198
 199     if (atom_type != MOOV_ATOM) {
 200         printf("last atom in file was not a moov atom\n");
 201         free(ftyp_atom);
 202         fclose(infile);
 203         return 0;
 204     }
 205
 206     /* moov atom was, in fact, the last atom in the chunk; load the whole
 207      * moov atom */
 208     if (fseeko(infile, -atom_size, SEEK_END)) {
 209         perror(argv[1]);
 210         goto error_out;
 211     }
 212     last_offset    = ftello(infile);
 213     if (last_offset < 0) {
 214         perror(argv[1]);
 215         goto error_out;
 216     }
 217     moov_atom_size = atom_size;
 218     moov_atom      = malloc(moov_atom_size);
 219     if (!moov_atom) {
 220         printf("could not allocate %"PRIu64" bytes for moov atom\n", atom_size);
 221         goto error_out;
 222     }
 223     if (fread(moov_atom, atom_size, 1, infile) != 1) {
 224         perror(argv[1]);
 225         goto error_out;
 226     }
 227
 228     /* this utility does not support compressed atoms yet, so disqualify
 229      * files with compressed QT atoms */
 230     if (BE_32(&moov_atom[12]) == CMOV_ATOM) {
 231         printf("this utility does not support compressed moov atoms yet\n");
 232         goto error_out;
 233     }
 234
 235     /* close; will be re-opened later */
 236     fclose(infile);
 237     infile = NULL;
 238
 239     /* crawl through the moov chunk in search of stco or co64 atoms */
 240     for (i = 4; i < moov_atom_size - 4; i++) {
 241         atom_type = BE_32(&moov_atom[i]);
 242         if (atom_type == STCO_ATOM) {
 243             printf(" patching stco atom...\n");
 244             atom_size = BE_32(&moov_atom[i - 4]);
 245             if (i + atom_size - 4 > moov_atom_size) {
 246                 printf(" bad atom size\n");
 247                 goto error_out;
 248             }
 249             offset_count = BE_32(&moov_atom[i + 8]);
 250             if (i + 12 + offset_count * UINT64_C(4) > moov_atom_size) {
 251                 printf(" bad atom size/element count\n");
 252                 goto error_out;
 253             }
 254             for (j = 0; j < offset_count; j++) {
 255                 current_offset  = BE_32(&moov_atom[i + 12 + j * 4]);
 256                 current_offset += moov_atom_size;
 257                 moov_atom[i + 12 + j * 4 + 0] = (current_offset >> 24) & 0xFF;
 258                 moov_atom[i + 12 + j * 4 + 1] = (current_offset >> 16) & 0xFF;
 259                 moov_atom[i + 12 + j * 4 + 2] = (current_offset >>  8) & 0xFF;
 260                 moov_atom[i + 12 + j * 4 + 3] = (current_offset >>  0) & 0xFF;
 261             }
 262             i += atom_size - 4;
 263         } else if (atom_type == CO64_ATOM) {
 264             printf(" patching co64 atom...\n");
 265             atom_size = BE_32(&moov_atom[i - 4]);
 266             if (i + atom_size - 4 > moov_atom_size) {
 267                 printf(" bad atom size\n");
 268                 goto error_out;
 269             }
 270             offset_count = BE_32(&moov_atom[i + 8]);
 271             if (i + 12 + offset_count * UINT64_C(8) > moov_atom_size) {
 272                 printf(" bad atom size/element count\n");
 273                 goto error_out;
 274             }
 275             for (j = 0; j < offset_count; j++) {
 276                 current_offset  = BE_64(&moov_atom[i + 12 + j * 8]);
 277                 current_offset += moov_atom_size;
 278                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 0] = (current_offset >> 56) & 0xFF;
 279                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 1] = (current_offset >> 48) & 0xFF;
 280                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 2] = (current_offset >> 40) & 0xFF;
 281                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 3] = (current_offset >> 32) & 0xFF;
 282                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 4] = (current_offset >> 24) & 0xFF;
 283                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 5] = (current_offset >> 16) & 0xFF;
 284                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 6] = (current_offset >>  8) & 0xFF;
 285                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 7] = (current_offset >>  0) & 0xFF;
 286             }
 287             i += atom_size - 4;
 288         }
 289     }
 290
 291     /* re-open the input file and open the output file */
 292     infile = fopen(argv[1], "rb");
 293     if (!infile) {
 294         perror(argv[1]);
 295         goto error_out;
 296     }
 297
 298     if (start_offset > 0) { /* seek after ftyp atom */
 299         if (fseeko(infile, start_offset, SEEK_SET)) {
 300             perror(argv[1]);
 301             goto error_out;
 302         }
 303
 304         last_offset -= start_offset;
 305     }
 306
 307     outfile = fopen(argv[2], "wb");
 308     if (!outfile) {
 309         perror(argv[2]);
 310         goto error_out;
 311     }
 312
 313     /* dump the same ftyp atom */
 314     if (ftyp_atom_size > 0) {
 315         printf(" writing ftyp atom...\n");
 316         if (fwrite(ftyp_atom, ftyp_atom_size, 1, outfile) != 1) {
 317             perror(argv[2]);
 318             goto error_out;
 319         }
 320     }
 321
 322     /* dump the new moov atom */
 323     printf(" writing moov atom...\n");
 324     if (fwrite(moov_atom, moov_atom_size, 1, outfile) != 1) {
 325         perror(argv[2]);
 326         goto error_out;
 327     }
 328
 329     /* copy the remainder of the infile, from offset 0 -> last_offset - 1 */
 330     bytes_to_copy = MIN(COPY_BUFFER_SIZE, last_offset);
 331     copy_buffer = malloc(bytes_to_copy);
 332     if (!copy_buffer) {
 333         printf("could not allocate %d bytes for copy_buffer\n", bytes_to_copy);
 334         goto error_out;
 335     }
 336     printf(" copying rest of file...\n");
 337     while (last_offset) {
 338         bytes_to_copy = MIN(bytes_to_copy, last_offset);
 339
 340         if (fread(copy_buffer, bytes_to_copy, 1, infile) != 1) {
 341             perror(argv[1]);
 342             goto error_out;
 343         }
 344         if (fwrite(copy_buffer, bytes_to_copy, 1, outfile) != 1) {
 345             perror(argv[2]);
 346             goto error_out;
 347         }
 348         last_offset -= bytes_to_copy;
 349     }
 350
 351     fclose(infile);
 352     fclose(outfile);
 353     free(moov_atom);
 354     free(ftyp_atom);
 355     free(copy_buffer);
 356
 357     return 0;
 358
 359 error_out:
 360     if (infile)
 361         fclose(infile);
 362     if (outfile)
 363         fclose(outfile);
 364     free(moov_atom);
 365     free(ftyp_atom);
 366     free(copy_buffer);
 367     return 1;
 368 }