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 __MINGW32__
  33 #define fseeko(x,y,z)  fseeko64(x,y,z)
  34 #define ftello(x)      ftello64(x)
  35 #endif
  36
  37 #define BE_16(x) ((((uint8_t*)(x))[0] << 8) | ((uint8_t*)(x))[1])
  38 #define BE_32(x) ((((uint8_t*)(x))[0] << 24) | \
  39                   (((uint8_t*)(x))[1] << 16) | \
  40                   (((uint8_t*)(x))[2] << 8) | \
  41                    ((uint8_t*)(x))[3])
  42 #define BE_64(x) (((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[0]) << 56) | \
  43                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[1]) << 48) | \
  44                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[2]) << 40) | \
  45                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[3]) << 32) | \
  46                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[4]) << 24) | \
  47                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[5]) << 16) | \
  48                   ((uint64_t)(((uint8_t*)(x))[6]) << 8) | \
  49                   ((uint64_t)((uint8_t*)(x))[7]))
  50
  51 #define BE_FOURCC( ch0, ch1, ch2, ch3 )             \
  52         ( (uint32_t)(unsigned char)(ch3) |          \
  53         ( (uint32_t)(unsigned char)(ch2) << 8 ) |   \
  54         ( (uint32_t)(unsigned char)(ch1) << 16 ) |  \
  55         ( (uint32_t)(unsigned char)(ch0) << 24 ) )
  56
  57 #define QT_ATOM BE_FOURCC
  58 /* top level atoms */
  59 #define FREE_ATOM QT_ATOM('f', 'r', 'e', 'e')
  60 #define JUNK_ATOM QT_ATOM('j', 'u', 'n', 'k')
  61 #define MDAT_ATOM QT_ATOM('m', 'd', 'a', 't')
  62 #define MOOV_ATOM QT_ATOM('m', 'o', 'o', 'v')
  63 #define PNOT_ATOM QT_ATOM('p', 'n', 'o', 't')
  64 #define SKIP_ATOM QT_ATOM('s', 'k', 'i', 'p')
  65 #define WIDE_ATOM QT_ATOM('w', 'i', 'd', 'e')
  66 #define PICT_ATOM QT_ATOM('P', 'I', 'C', 'T')
  67 #define FTYP_ATOM QT_ATOM('f', 't', 'y', 'p')
  68 #define UUID_ATOM QT_ATOM('u', 'u', 'i', 'd')
  69
  70 #define CMOV_ATOM QT_ATOM('c', 'm', 'o', 'v')
  71 #define STCO_ATOM QT_ATOM('s', 't', 'c', 'o')
  72 #define CO64_ATOM QT_ATOM('c', 'o', '6', '4')
  73
  74 #define ATOM_PREAMBLE_SIZE 8
  75 #define COPY_BUFFER_SIZE 1024
  76
  77 int main(int argc, char *argv[])
  78 {
  79     FILE *infile  = NULL;
  80     FILE *outfile = NULL;
  81     unsigned char atom_bytes[ATOM_PREAMBLE_SIZE];
  82     uint32_t atom_type = 0;
  83     uint64_t atom_size = 0;
  84     uint64_t atom_offset = 0;
  85     uint64_t last_offset;
  86     unsigned char *moov_atom = NULL;
  87     unsigned char *ftyp_atom = NULL;
  88     uint64_t moov_atom_size;
  89     uint64_t ftyp_atom_size = 0;
  90     uint64_t i, j;
  91     uint32_t offset_count;
  92     uint64_t current_offset;
  93     uint64_t start_offset = 0;
  94     unsigned char copy_buffer[COPY_BUFFER_SIZE];
  95     int bytes_to_copy;
  96
  97     if (argc != 3) {
  98         printf ("Usage: qt-faststart <infile.mov> <outfile.mov>\n");
  99         return 0;
 100     }
 101
 102     if (!strcmp(argv[1], argv[2])) {
 103         fprintf(stderr, "input and output files need to be different\n");
 104         return 1;
 105     }
 106
 107     infile = fopen(argv[1], "rb");
 108     if (!infile) {
 109         perror(argv[1]);
 110         goto error_out;
 111     }
 112
 113     /* traverse through the atoms in the file to make sure that 'moov' is
 114      * at the end */
 115     while (!feof(infile)) {
 116         if (fread(atom_bytes, ATOM_PREAMBLE_SIZE, 1, infile) != 1) {
 117             break;
 118         }
 119         atom_size = (uint32_t)BE_32(&atom_bytes[0]);
 120         atom_type = BE_32(&atom_bytes[4]);
 121
 122         /* keep ftyp atom */
 123         if (atom_type == FTYP_ATOM) {
 124             ftyp_atom_size = atom_size;
 125             free(ftyp_atom);
 126             ftyp_atom = malloc(ftyp_atom_size);
 127             if (!ftyp_atom) {
 128                 printf ("could not allocate %"PRIu64" byte for ftyp atom\n",
 129                         atom_size);
 130                 goto error_out;
 131             }
 132             fseeko(infile, -ATOM_PREAMBLE_SIZE, SEEK_CUR);
 133             if (fread(ftyp_atom, atom_size, 1, infile) != 1) {
 134                 perror(argv[1]);
 135                 goto error_out;
 136             }
 137             start_offset = ftello(infile);
 138         } else {
 139
 140         /* 64-bit special case */
 141         if (atom_size == 1) {
 142             if (fread(atom_bytes, ATOM_PREAMBLE_SIZE, 1, infile) != 1) {
 143                 break;
 144             }
 145             atom_size = BE_64(&atom_bytes[0]);
 146             fseeko(infile, atom_size - ATOM_PREAMBLE_SIZE * 2, SEEK_CUR);
 147         } else {
 148             fseeko(infile, atom_size - ATOM_PREAMBLE_SIZE, SEEK_CUR);
 149         }
 150     }
 151         printf("%c%c%c%c %10"PRIu64" %"PRIu64"\n",
 152                (atom_type >> 24) & 255,
 153                (atom_type >> 16) & 255,
 154                (atom_type >>  8) & 255,
 155                (atom_type >>  0) & 255,
 156                atom_offset,
 157                atom_size);
 158         if ((atom_type != FREE_ATOM) &&
 159             (atom_type != JUNK_ATOM) &&
 160             (atom_type != MDAT_ATOM) &&
 161             (atom_type != MOOV_ATOM) &&
 162             (atom_type != PNOT_ATOM) &&
 163             (atom_type != SKIP_ATOM) &&
 164             (atom_type != WIDE_ATOM) &&
 165             (atom_type != PICT_ATOM) &&
 166             (atom_type != UUID_ATOM) &&
 167             (atom_type != FTYP_ATOM)) {
 168             printf ("encountered non-QT top-level atom (is this a Quicktime file?)\n");
 169             break;
 170         }
 171         atom_offset += atom_size;
 172
 173         /* The atom header is 8 (or 16 bytes), if the atom size (which
 174          * includes these 8 or 16 bytes) is less than that, we won't be
 175          * able to continue scanning sensibly after this atom, so break. */
 176         if (atom_size < 8)
 177             break;
 178     }
 179
 180     if (atom_type != MOOV_ATOM) {
 181         printf ("last atom in file was not a moov atom\n");
 182         free(ftyp_atom);
 183         fclose(infile);
 184         return 0;
 185     }
 186
 187     /* moov atom was, in fact, the last atom in the chunk; load the whole
 188      * moov atom */
 189     fseeko(infile, -atom_size, SEEK_END);
 190     last_offset = ftello(infile);
 191     moov_atom_size = atom_size;
 192     moov_atom = malloc(moov_atom_size);
 193     if (!moov_atom) {
 194         printf ("could not allocate %"PRIu64" byte for moov atom\n",
 195             atom_size);
 196         goto error_out;
 197     }
 198     if (fread(moov_atom, atom_size, 1, infile) != 1) {
 199         perror(argv[1]);
 200         goto error_out;
 201     }
 202
 203     /* this utility does not support compressed atoms yet, so disqualify
 204      * files with compressed QT atoms */
 205     if (BE_32(&moov_atom[12]) == CMOV_ATOM) {
 206         printf ("this utility does not support compressed moov atoms yet\n");
 207         goto error_out;
 208     }
 209
 210     /* close; will be re-opened later */
 211     fclose(infile);
 212     infile = NULL;
 213
 214     /* crawl through the moov chunk in search of stco or co64 atoms */
 215     for (i = 4; i < moov_atom_size - 4; i++) {
 216         atom_type = BE_32(&moov_atom[i]);
 217         if (atom_type == STCO_ATOM) {
 218             printf (" patching stco atom...\n");
 219             atom_size = BE_32(&moov_atom[i - 4]);
 220             if (i + atom_size - 4 > moov_atom_size) {
 221                 printf (" bad atom size\n");
 222                 goto error_out;
 223             }
 224             offset_count = BE_32(&moov_atom[i + 8]);
 225             for (j = 0; j < offset_count; j++) {
 226                 current_offset = BE_32(&moov_atom[i + 12 + j * 4]);
 227                 current_offset += moov_atom_size;
 228                 moov_atom[i + 12 + j * 4 + 0] = (current_offset >> 24) & 0xFF;
 229                 moov_atom[i + 12 + j * 4 + 1] = (current_offset >> 16) & 0xFF;
 230                 moov_atom[i + 12 + j * 4 + 2] = (current_offset >>  8) & 0xFF;
 231                 moov_atom[i + 12 + j * 4 + 3] = (current_offset >>  0) & 0xFF;
 232             }
 233             i += atom_size - 4;
 234         } else if (atom_type == CO64_ATOM) {
 235             printf (" patching co64 atom...\n");
 236             atom_size = BE_32(&moov_atom[i - 4]);
 237             if (i + atom_size - 4 > moov_atom_size) {
 238                 printf (" bad atom size\n");
 239                 goto error_out;
 240             }
 241             offset_count = BE_32(&moov_atom[i + 8]);
 242             for (j = 0; j < offset_count; j++) {
 243                 current_offset = BE_64(&moov_atom[i + 12 + j * 8]);
 244                 current_offset += moov_atom_size;
 245                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 0] = (current_offset >> 56) & 0xFF;
 246                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 1] = (current_offset >> 48) & 0xFF;
 247                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 2] = (current_offset >> 40) & 0xFF;
 248                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 3] = (current_offset >> 32) & 0xFF;
 249                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 4] = (current_offset >> 24) & 0xFF;
 250                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 5] = (current_offset >> 16) & 0xFF;
 251                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 6] = (current_offset >>  8) & 0xFF;
 252                 moov_atom[i + 12 + j * 8 + 7] = (current_offset >>  0) & 0xFF;
 253             }
 254             i += atom_size - 4;
 255         }
 256     }
 257
 258     /* re-open the input file and open the output file */
 259     infile = fopen(argv[1], "rb");
 260     if (!infile) {
 261         perror(argv[1]);
 262         goto error_out;
 263     }
 264
 265     if (start_offset > 0) { /* seek after ftyp atom */
 266         fseeko(infile, start_offset, SEEK_SET);
 267         last_offset -= start_offset;
 268     }
 269
 270     outfile = fopen(argv[2], "wb");
 271     if (!outfile) {
 272         perror(argv[2]);
 273         goto error_out;
 274     }
 275
 276     /* dump the same ftyp atom */
 277     if (ftyp_atom_size > 0) {
 278         printf (" writing ftyp atom...\n");
 279         if (fwrite(ftyp_atom, ftyp_atom_size, 1, outfile) != 1) {
 280             perror(argv[2]);
 281             goto error_out;
 282         }
 283     }
 284
 285     /* dump the new moov atom */
 286     printf (" writing moov atom...\n");
 287     if (fwrite(moov_atom, moov_atom_size, 1, outfile) != 1) {
 288         perror(argv[2]);
 289         goto error_out;
 290     }
 291
 292     /* copy the remainder of the infile, from offset 0 -> last_offset - 1 */
 293     printf (" copying rest of file...\n");
 294     while (last_offset) {
 295         if (last_offset > COPY_BUFFER_SIZE)
 296             bytes_to_copy = COPY_BUFFER_SIZE;
 297         else
 298             bytes_to_copy = last_offset;
 299
 300         if (fread(copy_buffer, bytes_to_copy, 1, infile) != 1) {
 301             perror(argv[1]);
 302             goto error_out;
 303         }
 304         if (fwrite(copy_buffer, bytes_to_copy, 1, outfile) != 1) {
 305             perror(argv[2]);
 306             goto error_out;
 307         }
 308
 309         last_offset -= bytes_to_copy;
 310     }
 311
 312     fclose(infile);
 313     fclose(outfile);
 314     free(moov_atom);
 315     free(ftyp_atom);
 316
 317     return 0;
 318
 319 error_out:
 320     if (infile)
 321         fclose(infile);
 322     if (outfile)
 323         fclose(outfile);
 324     free(moov_atom);
 325     free(ftyp_atom);
 326     return 1;
 327 }