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 #include "dv.h"
  29
  30 struct DVDemuxContext {
  31     AVFormatContext* fctx;
  32     AVStream*        vst;
  33     AVStream*        ast[2];
  34     AVPacket         audio_pkt[2];
  35     uint8_t          audio_buf[2][8192];
  36     int              ach;
  37     int              frames;
  38     uint64_t         abytes;
  39 };
  40
  41 struct DVMuxContext {
  42     const DVprofile*  sys;    /* Current DV profile. E.g.: 525/60, 625/50 */
  43     uint8_t     frame_buf[144000]; /* frame under contruction */
  44     FifoBuffer  audio_data;   /* Fifo for storing excessive amounts of PCM */
  45     int         frames;       /* Number of a current frame */
  46     time_t      start_time;   /* Start time of recording */
  47     uint8_t     aspect;       /* Aspect ID 0 - 4:3, 7 - 16:9 */
  48     int         has_audio;    /* frame under contruction has audio */
  49     int         has_video;    /* frame under contruction has video */
  50 };
  51
  52 enum dv_section_type {
  53      dv_sect_header  = 0x1f,
  54      dv_sect_subcode = 0x3f,
  55      dv_sect_vaux    = 0x56,
  56      dv_sect_audio   = 0x76,
  57      dv_sect_video   = 0x96,
  58 };
  59
  60 enum dv_pack_type {
  61      dv_header525     = 0x3f, /* see dv_write_pack for important details on */
  62      dv_header625     = 0xbf, /* these two packs */
  63      dv_timecode      = 0x13,
  64      dv_audio_source  = 0x50,
  65      dv_audio_control = 0x51,
  66      dv_audio_recdate = 0x52,
  67      dv_audio_rectime = 0x53,
  68      dv_video_source  = 0x60,
  69      dv_video_control = 0x61,
  70      dv_viedo_recdate = 0x62,
  71      dv_video_rectime = 0x63,
  72      dv_unknown_pack  = 0xff,
  73 };
  74
  75
  76
  77 /*
  78  * The reason why the following three big ugly looking tables are
  79  * here is my lack of DV spec IEC 61834. The tables were basically
  80  * constructed to make code that places packs in SSYB, VAUX and
  81  * AAUX blocks very simple and table-driven. They conform to the
  82  * SMPTE 314M and the output of my personal DV camcorder, neither
  83  * of which is sufficient for a reliable DV stream producing. Thus
  84  * while code is still in development I'll be gathering input from
  85  * people with different DV equipment and modifying the tables to
  86  * accommodate all the quirks. Later on, if possible, some of them
  87  * will be folded into smaller tables and/or switch-if logic. For
  88  * now, my only excuse is -- they don't eat up that much of a space.
  89  */
  90
  91 static const int dv_ssyb_packs_dist[12][6] = {
  92     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  93     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  94     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  95     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  96     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  97     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  98     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
  99     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
 100     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
 101     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
 102     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
 103     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
 104 };
 105
 106 static const int dv_vaux_packs_dist[12][15] = {
 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     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 126       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 127     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 128       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 129     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 130       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 131 };
 132
 133 static const int dv_aaux_packs_dist[12][9] = {
 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     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 141     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 142     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 143     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 144     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 145     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 146 };
 147
 148 static inline uint16_t dv_audio_12to16(uint16_t sample)
 149 {
 150     uint16_t shift, result;
 151
 152     sample = (sample < 0x800) ? sample : sample | 0xf000;
 153     shift = (sample & 0xf00) >> 8;
 154
 155     if (shift < 0x2 || shift > 0xd) {
 156         result = sample;
 157     } else if (shift < 0x8) {
 158         shift--;
 159         result = (sample - (256 * shift)) << shift;
 160     } else {
 161         shift = 0xe - shift;
 162         result = ((sample + ((256 * shift) + 1)) << shift) - 1;
 163     }
 164
 165     return result;
 166 }
 167
 168 static int dv_audio_frame_size(const DVprofile* sys, int frame)
 169 {
 170     return sys->audio_samples_dist[frame % (sizeof(sys->audio_samples_dist)/
 171                                             sizeof(sys->audio_samples_dist[0]))];
 172 }
 173
 174 static int dv_write_pack(enum dv_pack_type pack_id, DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
 175 {
 176     struct tm tc;
 177     time_t ct;
 178     int ltc_frame;
 179
 180     buf[0] = (uint8_t)pack_id;
 181     switch (pack_id) {
 182     case dv_header525: /* I can't imagine why these two weren't defined as real */
 183     case dv_header625: /* packs in SMPTE314M -- they definitely look like ones */
 184           buf[1] = 0xf8 |               /* reserved -- always 1 */
 185                    (0 & 0x07);          /* APT: Track application ID */
 186           buf[2] = (0 << 7)    | /* TF1: audio data is 0 - valid; 1 - invalid */
 187                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
 188                    (0 & 0x07);   /* AP1: Audio application ID */
 189           buf[3] = (0 << 7)    | /* TF2: video data is 0 - valid; 1 - invalid */
 190                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
 191                    (0 & 0x07);   /* AP2: Video application ID */
 192           buf[4] = (0 << 7)    | /* TF3: subcode(SSYB) is 0 - valid; 1 - invalid */
 193                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
 194                    (0 & 0x07);   /* AP3: Subcode application ID */
 195           break;
 196     case dv_timecode:
 197           ct = (time_t)(c->frames / ((float)c->sys->frame_rate /
 198                                      (float)c->sys->frame_rate_base));
 199           brktimegm(ct, &tc);
 200           /*
 201            * LTC drop-frame frame counter drops two frames (0 and 1) every
 202            * minute, unless it is exactly divisible by 10
 203            */
 204           ltc_frame = (c->frames + 2*ct/60 - 2*ct/600) % c->sys->ltc_divisor;
 205           buf[1] = (0 << 7) | /* Color fame: 0 - unsync; 1 - sync mode */
 206                    (1 << 6) | /* Drop frame timecode: 0 - nondrop; 1 - drop */
 207                    ((ltc_frame / 10) << 4) | /* Tens of frames */
 208                    (ltc_frame % 10);         /* Units of frames */
 209           buf[2] = (1 << 7) | /* Biphase mark polarity correction: 0 - even; 1 - odd */
 210                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
 211                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
 212           buf[3] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF0 */
 213                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
 214                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
 215           buf[4] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF2 */
 216                    (1 << 6) | /* Binary group flag BGF1 */
 217                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
 218                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 219           break;
 220     case dv_audio_source:  /* AAUX source pack */
 221           buf[1] = (0 << 7) | /* locked mode       */
 222                    (1 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 223                    (dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames) -
 224                     c->sys->audio_min_samples[0]);
 225                               /* # of samples      */
 226           buf[2] = (0 << 7) | /* multi-stereo      */
 227                    (0 << 5) | /* #of audio channels per block: 0 -- 1 channel */
 228                    (0 << 4) | /* pair bit: 0 -- one pair of channels */
 229                     0;        /* audio mode        */
 230           buf[3] = (1 << 7) | /* res               */
 231                    (1 << 6) | /* multi-language flag */
 232                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
 233                     0;        /* definition: 0 -- SD (525/625) */
 234           buf[4] = (1 << 7) | /* emphasis: 1 -- off */
 235                    (0 << 6) | /* emphasis time constant: 0 -- reserved */
 236                    (0 << 3) | /* frequency: 0 -- 48Khz, 1 -- 44,1Khz, 2 -- 32Khz */
 237                     0;        /* quantization: 0 -- 16bit linear, 1 -- 12bit nonlinear */
 238           break;
 239     case dv_audio_control:
 240           buf[1] = (0 << 6) | /* copy protection: 0 -- unrestricted */
 241                    (1 << 4) | /* input source: 1 -- digital input */
 242                    (3 << 2) | /* compression: 3 -- no information */
 243                     0;        /* misc. info/SMPTE emphasis off */
 244           buf[2] = (1 << 7) | /* recording start point: 1 -- no */
 245                    (1 << 6) | /* recording end point: 1 -- no */
 246                    (1 << 3) | /* recording mode: 1 -- original */
 247                     7;
 248           buf[3] = (1 << 7) | /* direction: 1 -- forward */
 249                     0x20;     /* speed */
 250           buf[4] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 251                     0x7f;     /* genre category */
 252           break;
 253     case dv_audio_recdate:
 254     case dv_viedo_recdate:  /* VAUX recording date */
 255           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
 256                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
 257           brktimegm(ct, &tc);
 258           buf[1] = 0xff; /* ds, tm, tens of time zone, units of time zone */
 259                          /* 0xff is very likely to be "unknown" */
 260           buf[2] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 261                    ((tc.tm_mday / 10) << 4) | /* Tens of day */
 262                    (tc.tm_mday % 10);         /* Units of day */
 263           buf[3] = /* we set high 4 bits to 0, shouldn't we set them to week? */
 264                    ((tc.tm_mon / 10) << 4) |    /* Tens of month */
 265                    (tc.tm_mon  % 10);           /* Units of month */
 266           buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
 267                    (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
 268           break;
 269     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
 270     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
 271           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
 272                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
 273           brktimegm(ct, &tc);
 274           buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 275                    0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
 276           buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 277                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
 278                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
 279           buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 280                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
 281                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
 282           buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 283                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
 284                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 285           break;
 286     case dv_video_source:
 287           buf[1] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
 288           buf[2] = (1 << 7) | /* B/W: 0 - b/w, 1 - color */
 289                    (1 << 6) | /* following CLF is valid - 0, invalid - 1 */
 290                    (3 << 4) | /* CLF: color frames id (see ITU-R BT.470-4) */
 291                    0xf; /* reserved -- always 1 */
 292           buf[3] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 293                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
 294                    0; /* signal type video compression */
 295           buf[4] = 0xff; /* VISC: 0xff -- no information */
 296           break;
 297     case dv_video_control:
 298           buf[1] = (0 << 6) | /* Copy generation management (CGMS) 0 -- free */
 299                    0x3f; /* reserved -- always 1 */
 300           buf[2] = 0xc8 | /* reserved -- always b11001xxx */
 301                    c->aspect;
 302           buf[3] = (1 << 7) | /* Frame/field flag 1 -- frame, 0 -- field */
 303                    (1 << 6) | /* First/second field flag 0 -- field 2, 1 -- field 1 */
 304                    (1 << 5) | /* Frame change flag 0 -- same picture as before, 1 -- different */
 305                    (1 << 4) | /* 1 - interlaced, 0 - noninterlaced */
 306                    0xc; /* reserved -- always b1100 */
 307           buf[4] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
 308           break;
 309     default:
 310           buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
 311     }
 312     return 5;
 313 }
 314
 315 static inline int dv_write_dif_id(enum dv_section_type t, uint8_t seq_num,
 316                                   uint8_t dif_num, uint8_t* buf)
 317 {
 318     buf[0] = (uint8_t)t;    /* Section type */
 319     buf[1] = (seq_num<<4) | /* DIF seq number 0-9 for 525/60; 0-11 for 625/50 */
 320              (0 << 3) |     /* FSC: for 50Mb/s 0 - first channel; 1 - second */
 321              7;             /* reserved -- always 1 */
 322     buf[2] = dif_num;       /* DIF block number Video: 0-134, Audio: 0-8 */
 323     return 3;
 324 }
 325
 326 static inline int dv_write_ssyb_id(uint8_t syb_num, uint8_t fr, uint8_t* buf)
 327 {
 328     if (syb_num == 0 || syb_num == 6) {
 329         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 330                  (0<<4)  | /* AP3 (Subcode application ID) */
 331                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
 332     }
 333     else if (syb_num == 11) {
 334         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 335                  0x7f;     /* reserved -- always 1 */
 336     }
 337     else {
 338         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 339                  (0<<4)  | /* APT (Track application ID) */
 340                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
 341     }
 342     buf[1] = 0xf0 |            /* reserved -- always 1 */
 343              (syb_num & 0x0f); /* SSYB number 0 - 11   */
 344     buf[2] = 0xff;             /* reserved -- always 1 */
 345     return 3;
 346 }
 347
 348 static void dv_format_frame(DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
 349 {
 350     int i, j, k;
 351
 352     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 353        memset(buf, 0xff, 80 * 6); /* First 6 DIF blocks are for control data */
 354
 355        /* DV header: 1DIF */
 356        buf += dv_write_dif_id(dv_sect_header, i, 0, buf);
 357        buf += dv_write_pack((c->sys->dsf ? dv_header625 : dv_header525), c, buf);
 358        buf += 72; /* unused bytes */
 359
 360        /* DV subcode: 2DIFs */
 361        for (j = 0; j < 2; j++) {
 362           buf += dv_write_dif_id( dv_sect_subcode, i, j, buf);
 363           for (k = 0; k < 6; k++) {
 364              buf += dv_write_ssyb_id(k, (i < c->sys->difseg_size/2), buf);
 365              buf += dv_write_pack(dv_ssyb_packs_dist[i][k], c, buf);
 366           }
 367           buf += 29; /* unused bytes */
 368        }
 369
 370        /* DV VAUX: 3DIFs */
 371        for (j = 0; j < 3; j++) {
 372           buf += dv_write_dif_id(dv_sect_vaux, i, j, buf);
 373           for (k = 0; k < 15 ; k++)
 374              buf += dv_write_pack(dv_vaux_packs_dist[i][k], c, buf);
 375           buf += 2; /* unused bytes */
 376        }
 377
 378        /* DV Audio/Video: 135 Video DIFs + 9 Audio DIFs */
 379        for (j = 0; j < 135; j++) {
 380             if (j%15 == 0) {
 381                 memset(buf, 0xff, 80);
 382                 buf += dv_write_dif_id(dv_sect_audio, i, j/15, buf);
 383                 buf += 77; /* audio control & shuffled PCM audio */
 384             }
 385             buf += dv_write_dif_id(dv_sect_video, i, j, buf);
 386             buf += 77; /* 1 video macro block: 1 bytes control
 387                                                4 * 14 bytes Y 8x8 data
 388                                                    10 bytes Cr 8x8 data
 389                                                    10 bytes Cb 8x8 data */
 390        }
 391     }
 392 }
 393
 394 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, const uint8_t* pcm, uint8_t* frame_ptr)
 395 {
 396     int i, j, d, of, size;
 397     size = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 398     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 399        frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 400        for (j = 0; j < 9; j++) {
 401           dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j], c, &frame_ptr[3]);
 402           for (d = 8; d < 80; d+=2) {
 403              of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
 404              if (of*2 >= size)
 405                  continue;
 406
 407              frame_ptr[d] = pcm[of*2+1]; // FIXME: may be we have to admit
 408              frame_ptr[d+1] = pcm[of*2]; //        that DV is a big endian PCM
 409           }
 410           frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 411        }
 412     }
 413 }
 414
 415 static void dv_inject_video(DVMuxContext *c, const uint8_t* video_data, uint8_t* frame_ptr)
 416 {
 417     int i, j;
 418     int ptr = 0;
 419
 420     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 421        ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 422        for (j = 0; j < 135; j++) {
 423             if (j%15 == 0)
 424                 ptr += 80; /* skip Audio DIF */
 425             ptr += 3;
 426             memcpy(frame_ptr + ptr, video_data + ptr, 77);
 427             ptr += 77;
 428        }
 429     }
 430 }
 431
 432 /*
 433  * This is the dumbest implementation of all -- it simply looks at
 434  * a fixed offset and if pack isn't there -- fails. We might want
 435  * to have a fallback mechanism for complete search of missing packs.
 436  */
 437 static const uint8_t* dv_extract_pack(uint8_t* frame, enum dv_pack_type t)
 438 {
 439     int offs;
 440
 441     switch (t) {
 442     case dv_audio_source:
 443           offs = (80*6 + 80*16*3 + 3);
 444           break;
 445     case dv_audio_control:
 446           offs = (80*6 + 80*16*4 + 3);
 447           break;
 448     case dv_video_control:
 449           offs = (80*5 + 48 + 5);
 450           break;
 451     default:
 452           return NULL;
 453     }
 454
 455     return (frame[offs] == t ? &frame[offs] : NULL);
 456 }
 457
 458 /*
 459  * There's a couple of assumptions being made here:
 460  * 1. By default we silence erroneous (0x8000/16bit 0x800/12bit) audio samples.
 461  *    We can pass them upwards when ffmpeg will be ready to deal with them.
 462  * 2. We don't do software emphasis.
 463  * 3. Audio is always returned as 16bit linear samples: 12bit nonlinear samples
 464  *    are converted into 16bit linear ones.
 465  */
 466 static int dv_extract_audio(uint8_t* frame, uint8_t* pcm, uint8_t* pcm2)
 467 {
 468     int size, i, j, d, of, smpls, freq, quant, half_ch;
 469     uint16_t lc, rc;
 470     const DVprofile* sys;
 471     const uint8_t* as_pack;
 472
 473     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
 474     if (!as_pack)    /* No audio ? */
 475         return 0;
 476
 477     sys = dv_frame_profile(frame);
 478     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
 479     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
 480     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
 481
 482     if (quant > 1)
 483         return -1; /* Unsupported quantization */
 484
 485     size = (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */
 486     half_ch = sys->difseg_size/2;
 487
 488     /* for each DIF segment */
 489     for (i = 0; i < sys->difseg_size; i++) {
 490        frame += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 491        if (quant == 1 && i == half_ch) {
 492            if (!pcm2)
 493                break;
 494            else
 495                pcm = pcm2;
 496        }
 497
 498        for (j = 0; j < 9; j++) {
 499           for (d = 8; d < 80; d += 2) {
 500              if (quant == 0) {  /* 16bit quantization */
 501                  of = sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * sys->audio_stride;
 502                  if (of*2 >= size)
 503                      continue;
 504
 505                  pcm[of*2] = frame[d+1]; // FIXME: may be we have to admit
 506                  pcm[of*2+1] = frame[d]; //        that DV is a big endian PCM
 507                  if (pcm[of*2+1] == 0x80 && pcm[of*2] == 0x00)
 508                      pcm[of*2+1] = 0;
 509               } else {           /* 12bit quantization */
 510                  lc = ((uint16_t)frame[d] << 4) |
 511                       ((uint16_t)frame[d+2] >> 4);
 512                  rc = ((uint16_t)frame[d+1] << 4) |
 513                       ((uint16_t)frame[d+2] & 0x0f);
 514                  lc = (lc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(lc));
 515                  rc = (rc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(rc));
 516
 517                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch][j] + (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
 518                  if (of*2 >= size)
 519                      continue;
 520
 521                  pcm[of*2] = lc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
 522                  pcm[of*2+1] = lc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
 523                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch+half_ch][j] +
 524                       (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
 525                  pcm[of*2] = rc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
 526                  pcm[of*2+1] = rc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
 527                  ++d;
 528               }
 529           }
 530
 531           frame += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 532         }
 533     }
 534
 535     return size;
 536 }
 537
 538 static int dv_extract_audio_info(DVDemuxContext* c, uint8_t* frame)
 539 {
 540     const uint8_t* as_pack;
 541     const DVprofile* sys;
 542     int freq, smpls, quant, i, ach;
 543
 544     sys = dv_frame_profile(frame);
 545     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
 546     if (!as_pack || !sys) {    /* No audio ? */
 547         c->ach = 0;
 548         return 0;
 549     }
 550
 551     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
 552     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
 553     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
 554     ach = (quant && freq == 2) ? 2 : 1;
 555
 556     /* Dynamic handling of the audio streams in DV */
 557     for (i=0; i<ach; i++) {
 558        if (!c->ast[i]) {
 559            c->ast[i] = av_new_stream(c->fctx, 0);
 560            if (!c->ast[i])
 561                break;
 562            av_set_pts_info(c->ast[i], 64, 1, 30000);
 563            c->ast[i]->codec.codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 564            c->ast[i]->codec.codec_id = CODEC_ID_PCM_S16LE;
 565
 566            av_init_packet(&c->audio_pkt[i]);
 567            c->audio_pkt[i].size     = 0;
 568            c->audio_pkt[i].data     = c->audio_buf[i];
 569            c->audio_pkt[i].stream_index = c->ast[i]->index;
 570            c->audio_pkt[i].flags |= PKT_FLAG_KEY;
 571        }
 572        c->ast[i]->codec.sample_rate = dv_audio_frequency[freq];
 573        c->ast[i]->codec.channels = 2;
 574        c->ast[i]->codec.bit_rate = 2 * dv_audio_frequency[freq] * 16;
 575        c->ast[i]->start_time = 0;
 576     }
 577     c->ach = i;
 578
 579     return (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */;
 580 }
 581
 582 static int dv_extract_video_info(DVDemuxContext *c, uint8_t* frame)
 583 {
 584     const DVprofile* sys;
 585     const uint8_t* vsc_pack;
 586     AVCodecContext* avctx;
 587     int apt, is16_9;
 588     int size = 0;
 589
 590     sys = dv_frame_profile(frame);
 591     if (sys) {
 592         avctx = &c->vst->codec;
 593
 594         av_set_pts_info(c->vst, 64, sys->frame_rate_base, sys->frame_rate);
 595         avctx->time_base= (AVRational){sys->frame_rate_base, sys->frame_rate};
 596         avctx->width = sys->width;
 597         avctx->height = sys->height;
 598         avctx->pix_fmt = sys->pix_fmt;
 599
 600         /* finding out SAR is a little bit messy */
 601         vsc_pack = dv_extract_pack(frame, dv_video_control);
 602         apt = frame[4] & 0x07;
 603         is16_9 = (vsc_pack && ((vsc_pack[2] & 0x07) == 0x02 ||
 604                                (!apt && (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x07)));
 605         avctx->sample_aspect_ratio = sys->sar[is16_9];
 606
 607         size = sys->frame_size;
 608     }
 609     return size;
 610 }
 611
 612 /*
 613  * The following 6 functions constitute our interface to the world
 614  */
 615
 616 int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
 617                       const uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
 618 {
 619     uint8_t pcm[8192];
 620     int fsize, reqasize;
 621
 622     *frame = &c->frame_buf[0];
 623     if (c->has_audio && c->has_video) {  /* must be a stale frame */
 624         dv_format_frame(c, *frame);
 625         c->frames++;
 626         if (c->has_audio > 0)
 627             c->has_audio = 0;
 628         c->has_video = 0;
 629     }
 630
 631     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 632         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 633         if (c->has_video)
 634             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
 635
 636         dv_inject_video(c, data, *frame);
 637         c->has_video = 1;
 638         data_size = 0;
 639         if (c->has_audio < 0)
 640             goto out;
 641     }
 642
 643     reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 644     fsize = fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr);
 645     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO || (c->has_video && fsize >= reqasize)) {
 646         if (fsize + data_size >= reqasize && !c->has_audio) {
 647             if (fsize >= reqasize) {
 648                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], reqasize, &c->audio_data.rptr);
 649             } else {
 650                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], fsize, &c->audio_data.rptr);
 651                 memcpy(&pcm[fsize], &data[0], reqasize - fsize);
 652                 data += reqasize - fsize;
 653                 data_size -= reqasize - fsize;
 654             }
 655             dv_inject_audio(c, &pcm[0], *frame);
 656             c->has_audio = 1;
 657         }
 658
 659         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 660         if (fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
 661             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
 662         fifo_write(&c->audio_data, (uint8_t *)data, data_size, &c->audio_data.wptr);
 663     }
 664
 665 out:
 666     return (c->has_audio && c->has_video) ? c->sys->frame_size : 0;
 667 }
 668
 669 DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
 670 {
 671     DVMuxContext *c;
 672     AVStream *vst = NULL;
 673     AVStream *ast = NULL;
 674     int i;
 675
 676     if (s->nb_streams > 2)
 677         return NULL;
 678
 679     c = av_mallocz(sizeof(DVMuxContext));
 680     if (!c)
 681         return NULL;
 682
 683     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
 684     for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
 685          switch (s->streams[i]->codec.codec_type) {
 686          case CODEC_TYPE_VIDEO:
 687                vst = s->streams[i];
 688                break;
 689          case CODEC_TYPE_AUDIO:
 690                ast = s->streams[i];
 691                break;
 692          default:
 693                goto bail_out;
 694          }
 695     }
 696
 697     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
 698     if (!vst || vst->codec.codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO)
 699         goto bail_out;
 700     if (ast  && (ast->codec.codec_id != CODEC_ID_PCM_S16LE ||
 701                  ast->codec.sample_rate != 48000 ||
 702                  ast->codec.channels != 2))
 703         goto bail_out;
 704     c->sys = dv_codec_profile(&vst->codec);
 705     if (!c->sys)
 706         goto bail_out;
 707
 708     /* Ok, everything seems to be in working order */
 709     c->frames = 0;
 710     c->has_audio = ast ? 0 : -1;
 711     c->has_video = 0;
 712     c->start_time = (time_t)s->timestamp;
 713     c->aspect = 0; /* 4:3 is the default */
 714     if ((int)(av_q2d(vst->codec.sample_aspect_ratio) * vst->codec.width / vst->codec.height * 10) == 17) /* 16:9 */
 715         c->aspect = 0x07;
 716
 717     if (ast && fifo_init(&c->audio_data, 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) < 0)
 718         goto bail_out;
 719
 720     dv_format_frame(c, &c->frame_buf[0]);
 721
 722     return c;
 723
 724 bail_out:
 725     av_free(c);
 726     return NULL;
 727 }
 728
 729 void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
 730 {
 731     fifo_free(&c->audio_data);
 732 }
 733
 734 DVDemuxContext* dv_init_demux(AVFormatContext *s)
 735 {
 736     DVDemuxContext *c;
 737
 738     c = av_mallocz(sizeof(DVDemuxContext));
 739     if (!c)
 740         return NULL;
 741
 742     c->vst = av_new_stream(s, 0);
 743     if (!c->vst) {
 744         av_free(c);
 745         return NULL;
 746     }
 747
 748     c->fctx = s;
 749     c->ast[0] = c->ast[1] = NULL;
 750     c->ach = 0;
 751     c->frames = 0;
 752     c->abytes = 0;
 753
 754     c->vst->codec.codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 755     c->vst->codec.codec_id = CODEC_ID_DVVIDEO;
 756     c->vst->codec.bit_rate = 25000000;
 757     c->vst->start_time = 0;
 758
 759     return c;
 760 }
 761
 762 int dv_get_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt)
 763 {
 764     int size = -1;
 765     int i;
 766
 767     for (i=0; i<c->ach; i++) {
 768        if (c->ast[i] && c->audio_pkt[i].size) {
 769            *pkt = c->audio_pkt[i];
 770            c->audio_pkt[i].size = 0;
 771            size = pkt->size;
 772            break;
 773        }
 774     }
 775
 776     return size;
 777 }
 778
 779 int dv_produce_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt,
 780                       uint8_t* buf, int buf_size)
 781 {
 782     int size, i;
 783     const DVprofile* sys = dv_frame_profile(buf);
 784
 785     if (buf_size < 4 || buf_size < sys->frame_size)
 786         return -1;   /* Broken frame, or not enough data */
 787
 788     /* Queueing audio packet */
 789     /* FIXME: in case of no audio/bad audio we have to do something */
 790     size = dv_extract_audio_info(c, buf);
 791     for (i=0; i<c->ach; i++) {
 792        c->audio_pkt[i].size = size;
 793        c->audio_pkt[i].pts  = c->abytes * 30000*8 / c->ast[i]->codec.bit_rate;
 794     }
 795     dv_extract_audio(buf, c->audio_buf[0], c->audio_buf[1]);
 796     c->abytes += size;
 797
 798     /* Now it's time to return video packet */
 799     size = dv_extract_video_info(c, buf);
 800     av_init_packet(pkt);
 801     pkt->data     = buf;
 802     pkt->size     = size;
 803     pkt->flags   |= PKT_FLAG_KEY;
 804     pkt->stream_index = c->vst->id;
 805     pkt->pts      = c->frames;
 806
 807     c->frames++;
 808
 809     return size;
 810 }
 811
 812 static int64_t dv_frame_offset(AVFormatContext *s, DVDemuxContext *c,
 813                               int64_t timestamp, int flags)
 814 {
 815     // FIXME: sys may be wrong if last dv_read_packet() failed (buffer is junk)
 816     const DVprofile* sys = dv_codec_profile(&c->vst->codec);
 817     int64_t offset;
 818     int64_t size = url_filesize(url_fileno(&s->pb));
 819     int64_t max_offset = ((size-1) / sys->frame_size) * sys->frame_size;
 820
 821     offset = sys->frame_size * timestamp;
 822
 823     if (offset > max_offset) offset = max_offset;
 824     else if (offset < 0) offset = 0;
 825
 826     return offset;
 827 }
 828
 829 void dv_flush_audio_packets(DVDemuxContext *c)
 830 {
 831     c->audio_pkt[0].size = c->audio_pkt[1].size = 0;
 832 }
 833
 834 /************************************************************
 835  * Implementation of the easiest DV storage of all -- raw DV.
 836  ************************************************************/
 837
 838 typedef struct RawDVContext {
 839     uint8_t         buf[144000];
 840     DVDemuxContext* dv_demux;
 841 } RawDVContext;
 842
 843 static int dv_read_header(AVFormatContext *s,
 844                           AVFormatParameters *ap)
 845 {
 846     RawDVContext *c = s->priv_data;
 847     const DVprofile* sys;
 848     c->dv_demux = dv_init_demux(s);
 849     if (!c->dv_demux)
 850         return -1;
 851
 852     if (get_buffer(&s->pb, c->buf, 4) <= 0 || url_fseek(&s->pb, -4, SEEK_CUR) < 0)
 853         return AVERROR_IO;
 854
 855     sys = dv_frame_profile(c->buf);
 856     s->bit_rate = av_rescale(sys->frame_size * 8, sys->frame_rate, sys->frame_rate_base);
 857
 858     return 0;
 859 }
 860
 861
 862 static int dv_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 863 {
 864     int size;
 865     RawDVContext *c = s->priv_data;
 866
 867     size = dv_get_packet(c->dv_demux, pkt);
 868
 869     if (size < 0) {
 870         if (get_buffer(&s->pb, c->buf, 4) <= 0)
 871             return AVERROR_IO;
 872
 873         size = dv_frame_profile(c->buf)->frame_size;
 874         if (get_buffer(&s->pb, c->buf + 4, size - 4) <= 0)
 875             return AVERROR_IO;
 876
 877         size = dv_produce_packet(c->dv_demux, pkt, c->buf, size);
 878     }
 879
 880     return size;
 881 }
 882
 883 static int dv_read_seek(AVFormatContext *s, int stream_index,
 884                        int64_t timestamp, int flags)
 885 {
 886     RawDVContext *r = s->priv_data;
 887     DVDemuxContext *c = r->dv_demux;
 888     int64_t offset= dv_frame_offset(s, c, timestamp, flags);
 889     const DVprofile* sys = dv_codec_profile(&c->vst->codec);
 890
 891     c->frames= offset / sys->frame_size;
 892     if (c->ach)
 893         c->abytes= av_rescale(c->frames,
 894                           c->ast[0]->codec.bit_rate * (int64_t)sys->frame_rate_base,
 895                           8*sys->frame_rate);
 896
 897     dv_flush_audio_packets(c);
 898     return url_fseek(&s->pb, offset, SEEK_SET);
 899 }
 900
 901 static int dv_read_close(AVFormatContext *s)
 902 {
 903     RawDVContext *c = s->priv_data;
 904     av_free(c->dv_demux);
 905     return 0;
 906 }
 907
 908 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
 909 {
 910     s->priv_data = dv_init_mux(s);
 911     if (!s->priv_data) {
 912         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't initialize DV format!\n"
 913                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
 914                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48Khz/PCM\n");
 915         return -1;
 916     }
 917     return 0;
 918 }
 919
 920 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 921 {
 922     uint8_t* frame;
 923     int fsize;
 924
 925     fsize = dv_assemble_frame((DVMuxContext *)s->priv_data, s->streams[pkt->stream_index],
 926                               pkt->data, pkt->size, &frame);
 927     if (fsize > 0) {
 928         put_buffer(&s->pb, frame, fsize);
 929         put_flush_packet(&s->pb);
 930     }
 931     return 0;
 932 }
 933
 934 /*
 935  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
 936  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
 937  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this
 938  * is the best strategy of all
 939  */
 940 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
 941 {
 942     dv_delete_mux((DVMuxContext *)s->priv_data);
 943     return 0;
 944 }
 945
 946 static AVInputFormat dv_iformat = {
 947     "dv",
 948     "DV video format",
 949     sizeof(RawDVContext),
 950     NULL,
 951     dv_read_header,
 952     dv_read_packet,
 953     dv_read_close,
 954     dv_read_seek,
 955     .extensions = "dv,dif",
 956 };
 957
 958 static AVOutputFormat dv_oformat = {
 959     "dv",
 960     "DV video format",
 961     NULL,
 962     "dv",
 963     sizeof(DVMuxContext),
 964     CODEC_ID_PCM_S16LE,
 965     CODEC_ID_DVVIDEO,
 966     dv_write_header,
 967     dv_write_packet,
 968     dv_write_trailer,
 969 };
 970
 971 int ff_dv_init(void)
 972 {
 973     av_register_input_format(&dv_iformat);
 974     av_register_output_format(&dv_oformat);
 975     return 0;
 976 }