libavformat/dv.c

   1 /*
   2  * General DV muxer/demuxer
   3  * Copyright (c) 2003 Roman Shaposhnick
   4  *
   5  * Many thanks to Dan Dennedy <dan@dennedy.org> for providing wealth
   6  * of DV technical info.
   7  *
   8  * Raw DV format
   9  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard.
  10  *
  11  * This library is free software; you can redistribute it and/or
  12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  13  * License as published by the Free Software Foundation; either
  14  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
  15  *
  16  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19  * Lesser General Public License for more details.
  20  *
  21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  23  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  24  */
  25 #include <time.h>
  26 #include "avformat.h"
  27 #include "dvdata.h"
  28
  29 typedef struct DVDemuxContext {
  30     AVPacket  audio_pkt;
  31     AVStream  *vst;
  32     AVStream  *ast;
  33 } DVDemuxContext;
  34
  35 typedef struct DVMuxContext {
  36     const DVprofile*  sys;    /* Current DV profile. E.g.: 525/60, 625/50 */
  37     uint8_t     frame_buf[144000]; /* frame under contruction */
  38     FifoBuffer  audio_data;   /* Fifo for storing excessive amounts of PCM */
  39     int         frames;       /* Number of a current frame */
  40     time_t      start_time;   /* Start time of recording */
  41     uint8_t     aspect;       /* Aspect ID 0 - 4:3, 7 - 16:9 */
  42     int         has_audio;    /* frame under contruction has audio */
  43     int         has_video;    /* frame under contruction has video */
  44 } DVMuxContext;
  45
  46 enum dv_section_type {
  47      dv_sect_header  = 0x1f,
  48      dv_sect_subcode = 0x3f,
  49      dv_sect_vaux    = 0x56,
  50      dv_sect_audio   = 0x76,
  51      dv_sect_video   = 0x96,
  52 };
  53
  54 enum dv_pack_type {
  55      dv_header525     = 0x3f, /* see dv_write_pack for important details on */
  56      dv_header625     = 0xbf, /* these two packs */
  57      dv_timecode      = 0x13,
  58      dv_audio_source  = 0x50,
  59      dv_audio_control = 0x51,
  60      dv_audio_recdate = 0x52,
  61      dv_audio_rectime = 0x53,
  62      dv_video_source  = 0x60,
  63      dv_video_control = 0x61,
  64      dv_viedo_recdate = 0x62,
  65      dv_video_rectime = 0x63,
  66      dv_unknown_pack  = 0xff,
  67 };
  68
  69
  70
  71 /*
  72  * The reason why the following three big ugly looking tables are
  73  * here is my lack of DV spec IEC 61834. The tables were basically
  74  * constructed to make code that places packs in SSYB, VAUX and
  75  * AAUX blocks very simple and table-driven. They conform to the
  76  * SMPTE 314M and the output of my personal DV camcorder, neither
  77  * of which is sufficient for a reliable DV stream producing. Thus
  78  * while code is still in development I'll be gathering input from
  79  * people with different DV equipment and modifying the tables to
  80  * accommodate all the quirks. Later on, if possible, some of them
  81  * will be folded into smaller tables and/or switch-if logic. For
  82  * now, my only excuse is -- they don't eat up that much of a space.
  83  */
  84
  85 static const int dv_ssyb_packs_dist[12][6] = {
  86     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  87     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  88     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  89     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  90     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  91     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  92     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
  93     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
  94     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
  95     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
  96     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
  97     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
  98 };
  99
 100 static const int dv_vaux_packs_dist[12][15] = {
 101     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 102       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 103     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 104       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 105     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 106       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 107     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 108       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 109     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 110       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 111     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 112       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 113     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 114       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 115     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 116       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 117     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 118       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 119     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 120       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 121     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 122       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 123     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 124       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 125 };
 126
 127 static const int dv_aaux_packs_dist[12][9] = {
 128     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 129     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 130     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 131     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 132     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 133     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 134     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 135     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 136     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 137     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 138     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 139     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 140 };
 141
 142 static inline uint16_t dv_audio_12to16(uint16_t sample)
 143 {
 144     uint16_t shift, result;
 145
 146     sample = (sample < 0x800) ? sample : sample | 0xf000;
 147     shift = (sample & 0xf00) >> 8;
 148
 149     if (shift < 0x2 || shift > 0xd) {
 150         result = sample;
 151     } else if (shift < 0x8) {
 152         shift--;
 153         result = (sample - (256 * shift)) << shift;
 154     } else {
 155         shift = 0xe - shift;
 156         result = ((sample + ((256 * shift) + 1)) << shift) - 1;
 157     }
 158
 159     return result;
 160 }
 161
 162 static int dv_audio_frame_size(const DVprofile* sys, int frame)
 163 {
 164     return sys->audio_samples_dist[frame % (sizeof(sys->audio_samples_dist)/
 165                                             sizeof(sys->audio_samples_dist[0]))];
 166 }
 167
 168 static int dv_write_pack(enum dv_pack_type pack_id, DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
 169 {
 170     struct tm tc;
 171     time_t ct;
 172     int ltc_frame;
 173
 174     buf[0] = (uint8_t)pack_id;
 175     switch (pack_id) {
 176     case dv_header525: /* I can't imagine why these two weren't defined as real */
 177     case dv_header625: /* packs in SMPTE314M -- they definitely look like ones */
 178           buf[1] = 0xf8 |               /* reserved -- always 1 */
 179                    (0 & 0x07);          /* APT: Track application ID */
 180           buf[2] = (0 << 7)    | /* TF1: audio data is 0 - valid; 1 - invalid */
 181                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
 182                    (0 & 0x07);   /* AP1: Audio application ID */
 183           buf[3] = (0 << 7)    | /* TF2: video data is 0 - valid; 1 - invalid */
 184                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
 185                    (0 & 0x07);   /* AP2: Video application ID */
 186           buf[4] = (0 << 7)    | /* TF3: subcode(SSYB) is 0 - valid; 1 - invalid */
 187                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
 188                    (0 & 0x07);   /* AP3: Subcode application ID */
 189           break;
 190     case dv_timecode:
 191           ct = (time_t)(c->frames / ((float)c->sys->frame_rate /
 192                                      (float)c->sys->frame_rate_base));
 193           localtime_r(&ct, &tc);
 194           /*
 195            * LTC drop-frame frame counter drops two frames (0 and 1) every
 196            * minute, unless it is exactly divisible by 10
 197            */
 198           ltc_frame = (c->frames + 2*ct/60 - 2*ct/600) % c->sys->ltc_divisor;
 199           buf[1] = (0 << 7) | /* Color fame: 0 - unsync; 1 - sync mode */
 200                    (1 << 6) | /* Drop frame timecode: 0 - nondrop; 1 - drop */
 201                    ((ltc_frame / 10) << 4) | /* Tens of frames */
 202                    (ltc_frame % 10);         /* Units of frames */
 203           buf[2] = (1 << 7) | /* Biphase mark polarity correction: 0 - even; 1 - odd */
 204                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
 205                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
 206           buf[3] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF0 */
 207                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
 208                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
 209           buf[4] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF2 */
 210                    (1 << 6) | /* Binary group flag BGF1 */
 211                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
 212                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 213           break;
 214     case dv_audio_source:  /* AAUX source pack */
 215           buf[1] = (0 << 7) | /* locked mode       */
 216                    (1 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 217                    (dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames) -
 218                     c->sys->audio_min_samples[0]);
 219                               /* # of samples      */
 220           buf[2] = (0 << 7) | /* multi-stereo      */
 221                    (0 << 5) | /* #of audio channels per block: 0 -- 1 channel */
 222                    (0 << 4) | /* pair bit: 0 -- one pair of channels */
 223                     0;        /* audio mode        */
 224           buf[3] = (1 << 7) | /* res               */
 225                    (1 << 6) | /* multi-language flag */
 226                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
 227                     0;        /* definition: 0 -- SD (525/625) */
 228           buf[4] = (1 << 7) | /* emphasis: 1 -- off */
 229                    (0 << 6) | /* emphasis time constant: 0 -- reserved */
 230                    (0 << 3) | /* frequency: 0 -- 48Khz, 1 -- 44,1Khz, 2 -- 32Khz */
 231                     0;        /* quantization: 0 -- 16bit linear, 1 -- 12bit nonlinear */
 232           break;
 233     case dv_audio_control:
 234           buf[1] = (0 << 6) | /* copy protection: 0 -- unrestricted */
 235                    (1 << 4) | /* input source: 1 -- digital input */
 236                    (3 << 2) | /* compression: 3 -- no information */
 237                     0;        /* misc. info/SMPTE emphasis off */
 238           buf[2] = (1 << 7) | /* recording start point: 1 -- no */
 239                    (1 << 6) | /* recording end point: 1 -- no */
 240                    (1 << 3) | /* recording mode: 1 -- original */
 241                     7;
 242           buf[3] = (1 << 7) | /* direction: 1 -- forward */
 243                     0x20;     /* speed */
 244           buf[4] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 245                     0x7f;     /* genre category */
 246           break;
 247     case dv_audio_recdate:
 248     case dv_viedo_recdate:  /* VAUX recording date */
 249           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
 250                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
 251           localtime_r(&ct, &tc);
 252           buf[1] = 0xff; /* ds, tm, tens of time zone, units of time zone */
 253                          /* 0xff is very likely to be "unknown" */
 254           buf[2] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 255                    ((tc.tm_mday / 10) << 4) | /* Tens of day */
 256                    (tc.tm_mday % 10);         /* Units of day */
 257           buf[3] = /* we set high 4 bits to 0, shouldn't we set them to week? */
 258                    (tc.tm_mon % 10);         /* Units of month */
 259           buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
 260                    (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
 261           break;
 262     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
 263     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
 264           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
 265                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
 266           localtime_r(&ct, &tc);
 267           buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 268                    0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
 269           buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 270                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
 271                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
 272           buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 273                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
 274                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
 275           buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 276                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
 277                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 278           break;
 279     case dv_video_source:
 280           buf[1] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
 281           buf[2] = (1 << 7) | /* B/W: 0 - b/w, 1 - color */
 282                    (1 << 6) | /* following CLF is valid - 0, invalid - 1 */
 283                    (3 << 4) | /* CLF: color frames id (see ITU-R BT.470-4) */
 284                    0xf; /* reserved -- always 1 */
 285           buf[3] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 286                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
 287                    0; /* signal type video compression */
 288           buf[4] = 0xff; /* VISC: 0xff -- no information */
 289           break;
 290     case dv_video_control:
 291           buf[1] = (0 << 6) | /* Copy generation management (CGMS) 0 -- free */
 292                    0x3f; /* reserved -- always 1 */
 293           buf[2] = 0xc8 | /* reserved -- always b11001xxx */
 294                    c->aspect;
 295           buf[3] = (1 << 7) | /* Frame/field flag 1 -- frame, 0 -- field */
 296                    (1 << 6) | /* First/second field flag 0 -- field 2, 1 -- field 1 */
 297                    (1 << 5) | /* Frame change flag 0 -- same picture as before, 1 -- different */
 298                    (1 << 4) | /* 1 - interlaced, 0 - noninterlaced */
 299                    0xc; /* reserved -- always b1100 */
 300           buf[4] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
 301           break;
 302     default:
 303           buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
 304     }
 305     return 5;
 306 }
 307
 308 static inline int dv_write_dif_id(enum dv_section_type t, uint8_t seq_num,
 309                                   uint8_t dif_num, uint8_t* buf)
 310 {
 311     buf[0] = (uint8_t)t;    /* Section type */
 312     buf[1] = (seq_num<<4) | /* DIF seq number 0-9 for 525/60; 0-11 for 625/50 */
 313              (0 << 3) |     /* FSC: for 50Mb/s 0 - first channel; 1 - second */
 314              7;             /* reserved -- always 1 */
 315     buf[2] = dif_num;       /* DIF block number Video: 0-134, Audio: 0-8 */
 316     return 3;
 317 }
 318
 319 static inline int dv_write_ssyb_id(uint8_t syb_num, uint8_t fr, uint8_t* buf)
 320 {
 321     if (syb_num == 0 || syb_num == 6) {
 322         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 323                  (0<<4)  | /* AP3 (Subcode application ID) */
 324                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
 325     }
 326     else if (syb_num == 11) {
 327         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 328                  0x7f;     /* reserved -- always 1 */
 329     }
 330     else {
 331         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 332                  (0<<4)  | /* APT (Track application ID) */
 333                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
 334     }
 335     buf[1] = 0xf0 |            /* reserved -- always 1 */
 336              (syb_num & 0x0f); /* SSYB number 0 - 11   */
 337     buf[2] = 0xff;             /* reserved -- always 1 */
 338     return 3;
 339 }
 340
 341 static void dv_format_frame(DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
 342 {
 343     int i, j, k;
 344
 345     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 346        memset(buf, 0xff, 80 * 6); /* First 6 DIF blocks are for control data */
 347
 348        /* DV header: 1DIF */
 349        buf += dv_write_dif_id(dv_sect_header, i, 0, buf);
 350        buf += dv_write_pack((c->sys->dsf ? dv_header625 : dv_header525), c, buf);
 351        buf += 72; /* unused bytes */
 352
 353        /* DV subcode: 2DIFs */
 354        for (j = 0; j < 2; j++) {
 355           buf += dv_write_dif_id( dv_sect_subcode, i, j, buf);
 356           for (k = 0; k < 6; k++) {
 357              buf += dv_write_ssyb_id(k, (i < c->sys->difseg_size/2), buf);
 358              buf += dv_write_pack(dv_ssyb_packs_dist[i][k], c, buf);
 359           }
 360           buf += 29; /* unused bytes */
 361        }
 362
 363        /* DV VAUX: 3DIFs */
 364        for (j = 0; j < 3; j++) {
 365           buf += dv_write_dif_id(dv_sect_vaux, i, j, buf);
 366           for (k = 0; k < 15 ; k++)
 367              buf += dv_write_pack(dv_vaux_packs_dist[i][k], c, buf);
 368           buf += 2; /* unused bytes */
 369        }
 370
 371        /* DV Audio/Video: 135 Video DIFs + 9 Audio DIFs */
 372        for (j = 0; j < 135; j++) {
 373             if (j%15 == 0) {
 374                 buf += dv_write_dif_id(dv_sect_audio, i, j/15, buf);
 375                 buf += dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j/15], c, buf);
 376                 buf += 72; /* shuffled PCM audio */
 377             }
 378             buf += dv_write_dif_id(dv_sect_video, i, j, buf);
 379             buf += 77; /* 1 video macro block: 1 bytes control
 380                                                4 * 14 bytes Y 8x8 data
 381                                                    10 bytes Cr 8x8 data
 382                                                    10 bytes Cb 8x8 data */
 383        }
 384     }
 385 }
 386
 387 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, const uint8_t* pcm, uint8_t* frame_ptr)
 388 {
 389     int i, j, d, of;
 390     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 391        frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 392        for (j = 0; j < 9; j++) {
 393           for (d = 8; d < 80; d+=2) {
 394              of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
 395              frame_ptr[d] = pcm[of*2+1]; // FIXME: may be we have to admit
 396              frame_ptr[d+1] = pcm[of*2]; //        that DV is a big endian PCM
 397           }
 398           frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 399        }
 400     }
 401 }
 402
 403 static void dv_inject_video(DVMuxContext *c, const uint8_t* video_data, uint8_t* frame_ptr)
 404 {
 405     int i, j;
 406     int ptr = 0;
 407
 408     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 409        ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 410        for (j = 0; j < 135; j++) {
 411             if (j%15 == 0)
 412                 ptr += 80; /* skip Audio DIF */
 413             ptr += 3;
 414             memcpy(frame_ptr + ptr, video_data + ptr, 77);
 415             ptr += 77;
 416        }
 417     }
 418 }
 419
 420 /*
 421  * This is the dumbest implementation of all -- it simply looks at
 422  * a fixed offset and if pack isn't there -- fails. We might want
 423  * to have a fallback mechanism for complete search of missing packs.
 424  */
 425 static const uint8_t* dv_extract_pack(uint8_t* frame, enum dv_pack_type t)
 426 {
 427     int offs;
 428
 429     switch (t) {
 430     case dv_audio_source:
 431           offs = (80*6 + 80*16*3 + 3);
 432           break;
 433     case dv_audio_control:
 434           offs = (80*6 + 80*16*4 + 3);
 435           break;
 436     case dv_video_control:
 437           offs = (80*5 + 48 + 5);
 438           break;
 439     default:
 440           return NULL;
 441     }
 442
 443     return (frame[offs] == t ? &frame[offs] : NULL);
 444 }
 445
 446 /*
 447  * There's a couple of assumptions being made here:
 448  * 1. By default we silence erroneous (0x8000/16bit 0x800/12bit) audio samples.
 449  *    We can pass them upwards when ffmpeg will be ready to deal with them.
 450  * 2. We don't do software emphasis.
 451  * 3. Audio is always returned as 16bit linear samples: 12bit nonlinear samples
 452  *    are converted into 16bit linear ones.
 453  */
 454 static int dv_extract_audio(uint8_t* frame, uint8_t* pcm)
 455 {
 456     int size, i, j, d, of, smpls, freq, quant;
 457     uint16_t lc, rc;
 458     const DVprofile* sys;
 459     const uint8_t* as_pack;
 460
 461     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
 462     if (!as_pack)    /* No audio ? */
 463         return 0;
 464
 465     sys = dv_frame_profile(frame);
 466     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
 467     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
 468     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
 469
 470     if (quant > 1)
 471         return -1; /* Unsupported quantization */
 472
 473     size = (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */
 474
 475     /* for each DIF segment */
 476     for (i = 0; i < sys->difseg_size; i++) {
 477        frame += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 478        for (j = 0; j < 9; j++) {
 479           for (d = 8; d < 80; d += 2) {
 480              if (quant == 0) {  /* 16bit quantization */
 481                  of = sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * sys->audio_stride;
 482                  if (of*2 >= size)
 483                      continue;
 484
 485                  pcm[of*2] = frame[d+1]; // FIXME: may be we have to admit
 486                  pcm[of*2+1] = frame[d]; //        that DV is a big endian PCM
 487                  if (pcm[of*2+1] == 0x80 && pcm[of*2] == 0x00)
 488                      pcm[of*2+1] = 0;
 489               } else {           /* 12bit quantization */
 490                  if (i >= sys->difseg_size/2)
 491                      goto out;  /* We're not doing 4ch at this time */
 492
 493                  lc = ((uint16_t)frame[d] << 4) |
 494                       ((uint16_t)frame[d+2] >> 4);
 495                  rc = ((uint16_t)frame[d+1] << 4) |
 496                       ((uint16_t)frame[d+2] & 0x0f);
 497                  lc = (lc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(lc));
 498                  rc = (rc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(rc));
 499
 500                  of = sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
 501                  if (of*2 >= size)
 502                      continue;
 503
 504                  pcm[of*2] = lc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
 505                  pcm[of*2+1] = lc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
 506                  of = sys->audio_shuffle[i+sys->difseg_size/2][j] +
 507                       (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
 508                  pcm[of*2] = rc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
 509                  pcm[of*2+1] = rc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
 510                  ++d;
 511               }
 512           }
 513
 514           frame += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 515         }
 516     }
 517
 518 out:
 519     return size;
 520 }
 521
 522 static int dv_extract_audio_info(uint8_t* frame, AVCodecContext* avctx)
 523 {
 524     const uint8_t* as_pack;
 525     const DVprofile* sys;
 526     int freq, smpls;
 527
 528     sys = dv_frame_profile(frame);
 529     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
 530     if (!as_pack || !sys)    /* No audio ? */
 531         return -1;
 532
 533     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
 534     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
 535
 536     avctx->sample_rate = dv_audio_frequency[freq];
 537     avctx->channels = 2;
 538     avctx->bit_rate = avctx->channels * avctx->sample_rate * 16;
 539
 540     return (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */;
 541 }
 542
 543 static int dv_extract_video_info(uint8_t* frame, AVCodecContext* avctx)
 544 {
 545     const DVprofile* sys;
 546     const uint8_t* vsc_pack;
 547     int apt;
 548     int size = 0;
 549
 550     sys = dv_frame_profile(frame);
 551     if (sys) {
 552         apt = frame[4] & 0x07;
 553         avctx->frame_rate = sys->frame_rate;
 554         avctx->frame_rate_base = sys->frame_rate_base;
 555         avctx->width = sys->width;
 556         avctx->height = sys->height;
 557         avctx->pix_fmt = sys->pix_fmt;
 558         vsc_pack = dv_extract_pack(frame, dv_video_control);
 559         if (vsc_pack && (vsc_pack[2] & 0x07) == (apt?0x02:0x07))
 560             avctx->aspect_ratio = 16.0 / 9.0;
 561         else
 562             avctx->aspect_ratio = 4.0 / 3.0;
 563         size = sys->frame_size;
 564     }
 565     return size;
 566 }
 567
 568 /*
 569  * The following 6 functions constitute our interface to the world
 570  */
 571
 572 int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
 573                       const uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
 574 {
 575     uint8_t pcm[8192];
 576     int fsize, reqasize;
 577
 578     *frame = &c->frame_buf[0];
 579     if (c->has_audio && c->has_video) {  /* must be a stale frame */
 580         dv_format_frame(c, *frame);
 581         c->frames++;
 582         c->has_audio = c->has_video = 0;
 583     }
 584
 585     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 586         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 587         if (c->has_video)
 588             fprintf(stderr, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
 589
 590         dv_inject_video(c, data, *frame);
 591         c->has_video = 1;
 592         data_size = 0;
 593     }
 594
 595     reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 596     fsize = fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr);
 597     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO || (c->has_video && fsize >= reqasize)) {
 598         if (fsize + data_size >= reqasize && !c->has_audio) {
 599             if (fsize >= reqasize) {
 600                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], reqasize, &c->audio_data.rptr);
 601             } else {
 602                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], fsize, &c->audio_data.rptr);
 603                 memcpy(&pcm[fsize], &data[0], reqasize - fsize);
 604                 data += reqasize - fsize;
 605                 data_size -= reqasize - fsize;
 606             }
 607             dv_inject_audio(c, &pcm[0], *frame);
 608             c->has_audio = 1;
 609         }
 610
 611         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 612         if (fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
 613             fprintf(stderr, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
 614         fifo_write(&c->audio_data, (uint8_t *)data, data_size, &c->audio_data.wptr);
 615     }
 616
 617     return (c->has_audio && c->has_video) ? c->sys->frame_size : 0;
 618 }
 619
 620 DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
 621 {
 622     DVMuxContext *c;
 623     AVStream *vst;
 624     AVStream *ast;
 625
 626     c = av_mallocz(sizeof(DVMuxContext));
 627     if (!c)
 628         return NULL;
 629
 630     if (s->nb_streams != 2)
 631         goto bail_out;
 632
 633     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
 634     if (s->streams[0]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO &&
 635         s->streams[1]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 636        vst = s->streams[0];
 637        ast = s->streams[1];
 638     }
 639     else if (s->streams[1]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO &&
 640              s->streams[0]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 641            vst = s->streams[1];
 642            ast = s->streams[0];
 643     } else
 644         goto bail_out;
 645
 646     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
 647     if (vst->codec.codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO ||
 648         ast->codec.codec_id != CODEC_ID_PCM_S16LE)
 649        goto bail_out;
 650     if (ast->codec.sample_rate != 48000 ||
 651         ast->codec.channels != 2)
 652        goto bail_out;
 653
 654     c->sys = dv_codec_profile(&vst->codec);
 655     if (!c->sys)
 656         goto bail_out;
 657
 658     /* Ok, everything seems to be in working order */
 659     c->frames = 0;
 660     c->has_audio = c->has_video = 0;
 661     c->start_time = time(NULL);
 662     c->aspect = 0; /* 4:3 is the default */
 663     if (vst->codec.aspect_ratio == 16.0 / 9.0)
 664         c->aspect = 0x07;
 665
 666     if (fifo_init(&c->audio_data, 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) < 0)
 667         goto bail_out;
 668
 669     dv_format_frame(c, &c->frame_buf[0]);
 670
 671     return c;
 672
 673 bail_out:
 674     av_free(c);
 675     return NULL;
 676 }
 677
 678 void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
 679 {
 680     fifo_free(&c->audio_data);
 681     av_free(c);
 682 }
 683
 684 DVDemuxContext* dv_init_demux(AVFormatContext *s, int vid, int aid)
 685 {
 686     DVDemuxContext *c;
 687
 688     c = av_mallocz(sizeof(DVDemuxContext));
 689     if (!c)
 690         return NULL;
 691
 692     c->vst = (vid < s->nb_streams) ? s->streams[vid] : av_new_stream(s, vid);
 693     c->ast = (aid < s->nb_streams) ? s->streams[aid] : av_new_stream(s, aid);
 694     if (!c->vst || !c->ast)
 695         goto fail;
 696
 697     c->vst->codec.codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 698     c->vst->codec.codec_id = CODEC_ID_DVVIDEO;
 699     c->vst->codec.bit_rate = 25000000;
 700
 701     c->ast->codec.codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 702     c->ast->codec.codec_id = CODEC_ID_PCM_S16LE;
 703
 704     c->audio_pkt.size = 0;
 705
 706     return c;
 707
 708 fail:
 709     if (c->vst)
 710         av_free(c->vst);
 711     if (c->ast)
 712         av_free(c->ast);
 713     av_free(c);
 714     return NULL;
 715 }
 716
 717 static void __destruct_pkt(struct AVPacket *pkt)
 718 {
 719     pkt->data = NULL; pkt->size = 0;
 720     return;
 721 }
 722
 723 int dv_get_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt)
 724 {
 725     int size = -1;
 726
 727     if (c->audio_pkt.size) {
 728         *pkt = c->audio_pkt;
 729         c->audio_pkt.size = 0;
 730         size = pkt->size;
 731     }
 732
 733     return size;
 734 }
 735
 736 int dv_produce_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt,
 737                       uint8_t* buf, int buf_size)
 738 {
 739     int size;
 740
 741     if (buf_size < 4 || buf_size < dv_frame_profile(buf)->frame_size)
 742         return -1;   /* Broken frame, or not enough data */
 743
 744     /* Queueing audio packet */
 745     /* FIXME: in case of no audio/bad audio we have to do something */
 746     size = dv_extract_audio_info(buf, &c->ast->codec);
 747     if (av_new_packet(&c->audio_pkt, size) < 0)
 748         return AVERROR_NOMEM;
 749     dv_extract_audio(buf, c->audio_pkt.data);
 750     c->audio_pkt.size = size;
 751     c->audio_pkt.stream_index = c->ast->id;
 752
 753     /* Now it's time to return video packet */
 754     size = dv_extract_video_info(buf, &c->vst->codec);
 755     av_init_packet(pkt);
 756     pkt->destruct = __destruct_pkt;
 757     pkt->data     = buf;
 758     pkt->size     = size;
 759     pkt->flags   |= PKT_FLAG_KEY;
 760     pkt->stream_index = c->vst->id;
 761
 762     return size;
 763 }
 764
 765 /************************************************************
 766  * Implementation of the easiest DV storage of all -- raw DV.
 767  ************************************************************/
 768
 769 typedef struct RawDVContext {
 770     void*     dv_demux;
 771     uint8_t   buf[144000];
 772 } RawDVContext;
 773
 774 static int dv_read_header(AVFormatContext *s,
 775                           AVFormatParameters *ap)
 776 {
 777     RawDVContext *c = s->priv_data;
 778     c->dv_demux = dv_init_demux(s, 0, 1);
 779
 780     return c->dv_demux ? 0 : -1;
 781 }
 782
 783
 784 static int dv_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 785 {
 786     int size;
 787     RawDVContext *c = s->priv_data;
 788
 789     size = dv_get_packet(c->dv_demux, pkt);
 790
 791     if (size < 0) {
 792         if (get_buffer(&s->pb, c->buf, 4) <= 0)
 793             return -EIO;
 794
 795         size = dv_frame_profile(c->buf)->frame_size;
 796         if (get_buffer(&s->pb, c->buf + 4, size - 4) <= 0)
 797             return -EIO;
 798
 799         size = dv_produce_packet(c->dv_demux, pkt, c->buf, size);
 800     }
 801
 802     return size;
 803 }
 804
 805 static int dv_read_close(AVFormatContext *s)
 806 {
 807     RawDVContext *c = s->priv_data;
 808     av_free(c->dv_demux);
 809     return 0;
 810 }
 811
 812 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
 813 {
 814     s->priv_data = dv_init_mux(s);
 815     if (!s->priv_data) {
 816         fprintf(stderr, "Can't initialize DV format!\n"
 817                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
 818                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48Khz/PCM\n");
 819         return -1;
 820     }
 821     return 0;
 822 }
 823
 824 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s,
 825                            int stream_index,
 826                            const uint8_t *buf, int size, int64_t pts)
 827 {
 828     uint8_t* frame;
 829     int fsize;
 830
 831     fsize = dv_assemble_frame((DVMuxContext *)s->priv_data, s->streams[stream_index],
 832                               buf, size, &frame);
 833     if (fsize > 0) {
 834         put_buffer(&s->pb, frame, fsize);
 835         put_flush_packet(&s->pb);
 836     }
 837     return fsize;
 838 }
 839
 840 /*
 841  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
 842  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
 843  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this
 844  * is the best strategy of all
 845  */
 846 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
 847 {
 848     dv_delete_mux((DVMuxContext *)s->priv_data);
 849     return 0;
 850 }
 851
 852 static AVInputFormat dv_iformat = {
 853     "dv",
 854     "DV video format",
 855     sizeof(RawDVContext),
 856     NULL,
 857     dv_read_header,
 858     dv_read_packet,
 859     dv_read_close,
 860     .extensions = "dv",
 861 };
 862
 863 static AVOutputFormat dv_oformat = {
 864     "dv",
 865     "DV video format",
 866     NULL,
 867     "dv",
 868     sizeof(DVMuxContext),
 869     CODEC_ID_PCM_S16LE,
 870     CODEC_ID_DVVIDEO,
 871     dv_write_header,
 872     dv_write_packet,
 873     dv_write_trailer,
 874 };
 875
 876 int dv_init(void)
 877 {
 878     av_register_input_format(&dv_iformat);
 879     av_register_output_format(&dv_oformat);
 880     return 0;
 881 }