libavformat/mpeg.c

   1 /*
   2  * MPEG1/2 demuxer
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard.
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "avformat.h"
  23 #include "mpeg.h"
  24
  25 //#define DEBUG_SEEK
  26
  27 #undef NDEBUG
  28 #include <assert.h>
  29
  30 /*********************************************/
  31 /* demux code */
  32
  33 #define MAX_SYNC_SIZE 100000
  34
  35 static int cdxa_probe(AVProbeData *p)
  36 {
  37     /* check file header */
  38     if (p->buf[0] == 'R' && p->buf[1] == 'I' &&
  39         p->buf[2] == 'F' && p->buf[3] == 'F' &&
  40         p->buf[8] == 'C' && p->buf[9] == 'D' &&
  41         p->buf[10] == 'X' && p->buf[11] == 'A')
  42         return AVPROBE_SCORE_MAX;
  43     else
  44         return 0;
  45 }
  46
  47 static int check_pes(uint8_t *p, uint8_t *end){
  48     int pes1;
  49     int pes2=      (p[3] & 0xC0) == 0x80
  50                 && (p[4] & 0xC0) != 0x40
  51                 &&((p[4] & 0xC0) == 0x00 || (p[4]&0xC0)>>2 == (p[6]&0xF0));
  52
  53     for(p+=3; p<end && *p == 0xFF; p++);
  54     if((*p&0xC0) == 0x40) p+=2;
  55     if((*p&0xF0) == 0x20){
  56         pes1= p[0]&p[2]&p[4]&1;
  57         p+=5;
  58     }else if((*p&0xF0) == 0x30){
  59         pes1= p[0]&p[2]&p[4]&p[5]&p[7]&p[9]&1;
  60         p+=10;
  61     }else
  62         pes1 = *p == 0x0F;
  63
  64     return pes1||pes2;
  65 }
  66
  67 static int mpegps_probe(AVProbeData *p)
  68 {
  69     uint32_t code= -1;
  70     int sys=0, pspack=0, priv1=0, vid=0, audio=0;
  71     int i;
  72     int score=0;
  73
  74     score = cdxa_probe(p);
  75     if (score > 0) return score;
  76
  77     /* Search for MPEG stream */
  78     for(i=0; i<p->buf_size; i++){
  79         code = (code<<8) + p->buf[i];
  80         if ((code & 0xffffff00) == 0x100) {
  81             int pes= check_pes(p->buf+i, p->buf+p->buf_size);
  82
  83             if(code == SYSTEM_HEADER_START_CODE) sys++;
  84             else if(code == PRIVATE_STREAM_1)    priv1++;
  85             else if(code == PACK_START_CODE)     pspack++;
  86             else if((code & 0xf0) == VIDEO_ID && pes) vid++;
  87             else if((code & 0xe0) == AUDIO_ID && pes) audio++;
  88         }
  89     }
  90
  91     if(vid || audio)            /* invalid VDR files nd short PES streams */
  92         score= AVPROBE_SCORE_MAX/4;
  93
  94 //av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d %d %d %d %d len:%d\n", sys, priv1, pspack,vid, audio, p->buf_size);
  95     if(sys && sys*9 <= pspack*10)
  96         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2; // +1 for .mpg
  97     if((priv1 || vid || audio) && (priv1+vid+audio)*9 <= pspack*10)
  98         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2; // +1 for .mpg
  99     if((!!vid ^ !!audio) && (audio+vid > 1) && !sys && !pspack && p->buf_size>2048) /* PES stream */
 100         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2;
 101
 102     //02-Penguin.flac has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:1
 103     return score;
 104 }
 105
 106
 107 typedef struct MpegDemuxContext {
 108     int32_t header_state;
 109     unsigned char psm_es_type[256];
 110     int sofdec;
 111 } MpegDemuxContext;
 112
 113 static int mpegps_read_header(AVFormatContext *s,
 114                               AVFormatParameters *ap)
 115 {
 116     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
 117     const char *sofdec = "Sofdec";
 118     int v, i = 0;
 119
 120     m->header_state = 0xff;
 121     s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;
 122
 123     m->sofdec = -1;
 124     do {
 125         v = get_byte(s->pb);
 126         m->header_state = m->header_state << 8 | v;
 127         m->sofdec++;
 128     } while (v == sofdec[i] && i++ < 6);
 129
 130     /* no need to do more */
 131     return 0;
 132 }
 133
 134 static int64_t get_pts(ByteIOContext *pb, int c)
 135 {
 136     int64_t pts;
 137     int val;
 138
 139     if (c < 0)
 140         c = get_byte(pb);
 141     pts = (int64_t)((c >> 1) & 0x07) << 30;
 142     val = get_be16(pb);
 143     pts |= (int64_t)(val >> 1) << 15;
 144     val = get_be16(pb);
 145     pts |= (int64_t)(val >> 1);
 146     return pts;
 147 }
 148
 149 static int find_next_start_code(ByteIOContext *pb, int *size_ptr,
 150                                 int32_t *header_state)
 151 {
 152     unsigned int state, v;
 153     int val, n;
 154
 155     state = *header_state;
 156     n = *size_ptr;
 157     while (n > 0) {
 158         if (url_feof(pb))
 159             break;
 160         v = get_byte(pb);
 161         n--;
 162         if (state == 0x000001) {
 163             state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
 164             val = state;
 165             goto found;
 166         }
 167         state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
 168     }
 169     val = -1;
 170  found:
 171     *header_state = state;
 172     *size_ptr = n;
 173     return val;
 174 }
 175
 176 #if 0 /* unused, remove? */
 177 /* XXX: optimize */
 178 static int find_prev_start_code(ByteIOContext *pb, int *size_ptr)
 179 {
 180     int64_t pos, pos_start;
 181     int max_size, start_code;
 182
 183     max_size = *size_ptr;
 184     pos_start = url_ftell(pb);
 185
 186     /* in order to go faster, we fill the buffer */
 187     pos = pos_start - 16386;
 188     if (pos < 0)
 189         pos = 0;
 190     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 191     get_byte(pb);
 192
 193     pos = pos_start;
 194     for(;;) {
 195         pos--;
 196         if (pos < 0 || (pos_start - pos) >= max_size) {
 197             start_code = -1;
 198             goto the_end;
 199         }
 200         url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 201         start_code = get_be32(pb);
 202         if ((start_code & 0xffffff00) == 0x100)
 203             break;
 204     }
 205  the_end:
 206     *size_ptr = pos_start - pos;
 207     return start_code;
 208 }
 209 #endif
 210
 211 /**
 212  * Extracts stream types from a program stream map
 213  * According to ISO/IEC 13818-1 ('MPEG-2 Systems') table 2-35
 214  *
 215  * @return number of bytes occupied by PSM in the bitstream
 216  */
 217 static long mpegps_psm_parse(MpegDemuxContext *m, ByteIOContext *pb)
 218 {
 219     int psm_length, ps_info_length, es_map_length;
 220
 221     psm_length = get_be16(pb);
 222     get_byte(pb);
 223     get_byte(pb);
 224     ps_info_length = get_be16(pb);
 225
 226     /* skip program_stream_info */
 227     url_fskip(pb, ps_info_length);
 228     es_map_length = get_be16(pb);
 229
 230     /* at least one es available? */
 231     while (es_map_length >= 4){
 232         unsigned char type = get_byte(pb);
 233         unsigned char es_id = get_byte(pb);
 234         uint16_t es_info_length = get_be16(pb);
 235         /* remember mapping from stream id to stream type */
 236         m->psm_es_type[es_id] = type;
 237         /* skip program_stream_info */
 238         url_fskip(pb, es_info_length);
 239         es_map_length -= 4 + es_info_length;
 240     }
 241     get_be32(pb); /* crc32 */
 242     return 2 + psm_length;
 243 }
 244
 245 /* read the next PES header. Return its position in ppos
 246    (if not NULL), and its start code, pts and dts.
 247  */
 248 static int mpegps_read_pes_header(AVFormatContext *s,
 249                                   int64_t *ppos, int *pstart_code,
 250                                   int64_t *ppts, int64_t *pdts)
 251 {
 252     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
 253     int len, size, startcode, c, flags, header_len;
 254     int pes_ext, ext2_len, id_ext, skip;
 255     int64_t pts, dts;
 256     int64_t last_sync= url_ftell(s->pb);
 257
 258  error_redo:
 259         url_fseek(s->pb, last_sync, SEEK_SET);
 260  redo:
 261         /* next start code (should be immediately after) */
 262         m->header_state = 0xff;
 263         size = MAX_SYNC_SIZE;
 264         startcode = find_next_start_code(s->pb, &size, &m->header_state);
 265         last_sync = url_ftell(s->pb);
 266     //printf("startcode=%x pos=0x%"PRIx64"\n", startcode, url_ftell(s->pb));
 267     if (startcode < 0)
 268         return AVERROR(EIO);
 269     if (startcode == PACK_START_CODE)
 270         goto redo;
 271     if (startcode == SYSTEM_HEADER_START_CODE)
 272         goto redo;
 273     if (startcode == PADDING_STREAM) {
 274         url_fskip(s->pb, get_be16(s->pb));
 275         goto redo;
 276     }
 277     if (startcode == PRIVATE_STREAM_2) {
 278         len = get_be16(s->pb);
 279         if (!m->sofdec) {
 280             while (len-- >= 6) {
 281                 if (get_byte(s->pb) == 'S') {
 282                     uint8_t buf[5];
 283                     get_buffer(s->pb, buf, sizeof(buf));
 284                     m->sofdec = !memcmp(buf, "ofdec", 5);
 285                     len -= sizeof(buf);
 286                     break;
 287                 }
 288             }
 289             m->sofdec -= !m->sofdec;
 290         }
 291         url_fskip(s->pb, len);
 292         goto redo;
 293     }
 294     if (startcode == PROGRAM_STREAM_MAP) {
 295         mpegps_psm_parse(m, s->pb);
 296         goto redo;
 297     }
 298
 299     /* find matching stream */
 300     if (!((startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) ||
 301           (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) ||
 302           (startcode == 0x1bd) || (startcode == 0x1fd)))
 303         goto redo;
 304     if (ppos) {
 305         *ppos = url_ftell(s->pb) - 4;
 306     }
 307     len = get_be16(s->pb);
 308     pts =
 309     dts = AV_NOPTS_VALUE;
 310     /* stuffing */
 311     for(;;) {
 312         if (len < 1)
 313             goto error_redo;
 314         c = get_byte(s->pb);
 315         len--;
 316         /* XXX: for mpeg1, should test only bit 7 */
 317         if (c != 0xff)
 318             break;
 319     }
 320     if ((c & 0xc0) == 0x40) {
 321         /* buffer scale & size */
 322         get_byte(s->pb);
 323         c = get_byte(s->pb);
 324         len -= 2;
 325     }
 326     if ((c & 0xe0) == 0x20) {
 327         dts = pts = get_pts(s->pb, c);
 328         len -= 4;
 329         if (c & 0x10){
 330             dts = get_pts(s->pb, -1);
 331             len -= 5;
 332         }
 333     } else if ((c & 0xc0) == 0x80) {
 334         /* mpeg 2 PES */
 335 #if 0 /* some streams have this field set for no apparent reason */
 336         if ((c & 0x30) != 0) {
 337             /* Encrypted multiplex not handled */
 338             goto redo;
 339         }
 340 #endif
 341         flags = get_byte(s->pb);
 342         header_len = get_byte(s->pb);
 343         len -= 2;
 344         if (header_len > len)
 345             goto error_redo;
 346         len -= header_len;
 347         if (flags & 0x80) {
 348             dts = pts = get_pts(s->pb, -1);
 349             header_len -= 5;
 350             if (flags & 0x40) {
 351                 dts = get_pts(s->pb, -1);
 352                 header_len -= 5;
 353             }
 354         }
 355         if (flags & 0x01) { /* PES extension */
 356             pes_ext = get_byte(s->pb);
 357             header_len--;
 358             if (pes_ext & 0x40) { /* pack header - should be zero in PS */
 359                 goto error_redo;
 360             }
 361             /* Skip PES private data, program packet sequence counter and P-STD buffer */
 362             skip = (pes_ext >> 4) & 0xb;
 363             skip += skip & 0x9;
 364             url_fskip(s->pb, skip);
 365             header_len -= skip;
 366
 367             if (pes_ext & 0x01) { /* PES extension 2 */
 368                 ext2_len = get_byte(s->pb);
 369                 header_len--;
 370                 if ((ext2_len & 0x7f) > 0) {
 371                     id_ext = get_byte(s->pb);
 372                     if ((id_ext & 0x80) == 0)
 373                         startcode = ((startcode & 0xff) << 8) | id_ext;
 374                     header_len--;
 375                 }
 376             }
 377         }
 378         if(header_len < 0)
 379             goto error_redo;
 380         url_fskip(s->pb, header_len);
 381     }
 382     else if( c!= 0xf )
 383         goto redo;
 384
 385     if (startcode == PRIVATE_STREAM_1 && !m->psm_es_type[startcode & 0xff]) {
 386         startcode = get_byte(s->pb);
 387         len--;
 388         if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0xcf) {
 389             /* audio: skip header */
 390             get_byte(s->pb);
 391             get_byte(s->pb);
 392             get_byte(s->pb);
 393             len -= 3;
 394             if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
 395                 /* MLP/TrueHD audio has a 4-byte header */
 396                 get_byte(s->pb);
 397                 len--;
 398             }
 399         }
 400     }
 401     if(len<0)
 402         goto error_redo;
 403     if(dts != AV_NOPTS_VALUE && ppos){
 404         int i;
 405         for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
 406             if(startcode == s->streams[i]->id) {
 407                 av_add_index_entry(s->streams[i], *ppos, dts, 0, 0, AVINDEX_KEYFRAME /* FIXME keyframe? */);
 408             }
 409         }
 410     }
 411
 412     *pstart_code = startcode;
 413     *ppts = pts;
 414     *pdts = dts;
 415     return len;
 416 }
 417
 418 static int mpegps_read_packet(AVFormatContext *s,
 419                               AVPacket *pkt)
 420 {
 421     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
 422     AVStream *st;
 423     int len, startcode, i, type, codec_id = 0, es_type;
 424     int64_t pts, dts, dummy_pos; //dummy_pos is needed for the index building to work
 425
 426  redo:
 427     len = mpegps_read_pes_header(s, &dummy_pos, &startcode, &pts, &dts);
 428     if (len < 0)
 429         return len;
 430
 431     /* now find stream */
 432     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 433         st = s->streams[i];
 434         if (st->id == startcode)
 435             goto found;
 436     }
 437
 438     es_type = m->psm_es_type[startcode & 0xff];
 439     if(es_type > 0){
 440         if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG1){
 441             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
 442             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 443         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2){
 444             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
 445             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 446         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1 ||
 447                   es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG2){
 448             codec_id = CODEC_ID_MP3;
 449             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 450         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AAC){
 451             codec_id = CODEC_ID_AAC;
 452             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 453         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4){
 454             codec_id = CODEC_ID_MPEG4;
 455             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 456         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_H264){
 457             codec_id = CODEC_ID_H264;
 458             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 459         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AC3){
 460             codec_id = CODEC_ID_AC3;
 461             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 462         } else {
 463             goto skip;
 464         }
 465     } else if (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) {
 466         static const unsigned char avs_seqh[4] = { 0, 0, 1, 0xb0 };
 467         unsigned char buf[8];
 468         get_buffer(s->pb, buf, 8);
 469         url_fseek(s->pb, -8, SEEK_CUR);
 470         if(!memcmp(buf, avs_seqh, 4) && (buf[6] != 0 || buf[7] != 1))
 471             codec_id = CODEC_ID_CAVS;
 472         else
 473             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
 474         type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 475     } else if (startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) {
 476         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 477         codec_id = m->sofdec > 0 ? CODEC_ID_ADPCM_ADX : CODEC_ID_MP2;
 478     } else if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0x87) {
 479         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 480         codec_id = CODEC_ID_AC3;
 481     } else if ((startcode >= 0x88 && startcode <= 0x8f)
 482                ||( startcode >= 0x98 && startcode <= 0x9f)) {
 483         /* 0x90 - 0x97 is reserved for SDDS in DVD specs */
 484         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 485         codec_id = CODEC_ID_DTS;
 486     } else if (startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) {
 487         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 488         codec_id = CODEC_ID_PCM_S16BE;
 489     } else if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
 490         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 491         codec_id = CODEC_ID_MLP;
 492     } else if (startcode >= 0xc0 && startcode <= 0xcf) {
 493         /* Used for both AC-3 and E-AC-3 in EVOB files */
 494         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 495         codec_id = CODEC_ID_AC3;
 496     } else if (startcode >= 0x20 && startcode <= 0x3f) {
 497         type = CODEC_TYPE_SUBTITLE;
 498         codec_id = CODEC_ID_DVD_SUBTITLE;
 499     } else if (startcode >= 0xfd55 && startcode <= 0xfd5f) {
 500         type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 501         codec_id = CODEC_ID_VC1;
 502     } else {
 503     skip:
 504         /* skip packet */
 505         url_fskip(s->pb, len);
 506         goto redo;
 507     }
 508     /* no stream found: add a new stream */
 509     st = av_new_stream(s, startcode);
 510     if (!st)
 511         goto skip;
 512     st->codec->codec_type = type;
 513     st->codec->codec_id = codec_id;
 514     if (codec_id != CODEC_ID_PCM_S16BE)
 515         st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
 516  found:
 517     if(st->discard >= AVDISCARD_ALL)
 518         goto skip;
 519     if (startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) {
 520         int b1, freq;
 521
 522         /* for LPCM, we just skip the header and consider it is raw
 523            audio data */
 524         if (len <= 3)
 525             goto skip;
 526         get_byte(s->pb); /* emphasis (1), muse(1), reserved(1), frame number(5) */
 527         b1 = get_byte(s->pb); /* quant (2), freq(2), reserved(1), channels(3) */
 528         get_byte(s->pb); /* dynamic range control (0x80 = off) */
 529         len -= 3;
 530         freq = (b1 >> 4) & 3;
 531         st->codec->sample_rate = lpcm_freq_tab[freq];
 532         st->codec->channels = 1 + (b1 & 7);
 533         st->codec->bit_rate = st->codec->channels * st->codec->sample_rate * 2;
 534     }
 535     av_new_packet(pkt, len);
 536     get_buffer(s->pb, pkt->data, pkt->size);
 537     pkt->pts = pts;
 538     pkt->dts = dts;
 539     pkt->stream_index = st->index;
 540 #if 0
 541     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "%d: pts=%0.3f dts=%0.3f size=%d\n",
 542            pkt->stream_index, pkt->pts / 90000.0, pkt->dts / 90000.0, pkt->size);
 543 #endif
 544
 545     return 0;
 546 }
 547
 548 static int mpegps_read_close(AVFormatContext *s)
 549 {
 550     return 0;
 551 }
 552
 553 static int64_t mpegps_read_dts(AVFormatContext *s, int stream_index,
 554                                int64_t *ppos, int64_t pos_limit)
 555 {
 556     int len, startcode;
 557     int64_t pos, pts, dts;
 558
 559     pos = *ppos;
 560 #ifdef DEBUG_SEEK
 561     printf("read_dts: pos=0x%"PRIx64" next=%d -> ", pos, find_next);
 562 #endif
 563     url_fseek(s->pb, pos, SEEK_SET);
 564     for(;;) {
 565         len = mpegps_read_pes_header(s, &pos, &startcode, &pts, &dts);
 566         if (len < 0) {
 567 #ifdef DEBUG_SEEK
 568             printf("none (ret=%d)\n", len);
 569 #endif
 570             return AV_NOPTS_VALUE;
 571         }
 572         if (startcode == s->streams[stream_index]->id &&
 573             dts != AV_NOPTS_VALUE) {
 574             break;
 575         }
 576         url_fskip(s->pb, len);
 577     }
 578 #ifdef DEBUG_SEEK
 579     printf("pos=0x%"PRIx64" dts=0x%"PRIx64" %0.3f\n", pos, dts, dts / 90000.0);
 580 #endif
 581     *ppos = pos;
 582     return dts;
 583 }
 584
 585 AVInputFormat mpegps_demuxer = {
 586     "mpeg",
 587     "MPEG PS format",
 588     sizeof(MpegDemuxContext),
 589     mpegps_probe,
 590     mpegps_read_header,
 591     mpegps_read_packet,
 592     mpegps_read_close,
 593     NULL, //mpegps_read_seek,
 594     mpegps_read_dts,
 595     .flags = AVFMT_SHOW_IDS,
 596 };