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     int              ach;
  36     int              frames;
  37     uint64_t         abytes;
  38 };
  39
  40 struct DVMuxContext {
  41     const DVprofile*  sys;    /* Current DV profile. E.g.: 525/60, 625/50 */
  42     uint8_t     frame_buf[144000]; /* frame under contruction */
  43     FifoBuffer  audio_data;   /* Fifo for storing excessive amounts of PCM */
  44     int         frames;       /* Number of a current frame */
  45     time_t      start_time;   /* Start time of recording */
  46     uint8_t     aspect;       /* Aspect ID 0 - 4:3, 7 - 16:9 */
  47     int         has_audio;    /* frame under contruction has audio */
  48     int         has_video;    /* frame under contruction has video */
  49 };
  50
  51 enum dv_section_type {
  52      dv_sect_header  = 0x1f,
  53      dv_sect_subcode = 0x3f,
  54      dv_sect_vaux    = 0x56,
  55      dv_sect_audio   = 0x76,
  56      dv_sect_video   = 0x96,
  57 };
  58
  59 enum dv_pack_type {
  60      dv_header525     = 0x3f, /* see dv_write_pack for important details on */
  61      dv_header625     = 0xbf, /* these two packs */
  62      dv_timecode      = 0x13,
  63      dv_audio_source  = 0x50,
  64      dv_audio_control = 0x51,
  65      dv_audio_recdate = 0x52,
  66      dv_audio_rectime = 0x53,
  67      dv_video_source  = 0x60,
  68      dv_video_control = 0x61,
  69      dv_viedo_recdate = 0x62,
  70      dv_video_rectime = 0x63,
  71      dv_unknown_pack  = 0xff,
  72 };
  73
  74
  75
  76 /*
  77  * The reason why the following three big ugly looking tables are
  78  * here is my lack of DV spec IEC 61834. The tables were basically
  79  * constructed to make code that places packs in SSYB, VAUX and
  80  * AAUX blocks very simple and table-driven. They conform to the
  81  * SMPTE 314M and the output of my personal DV camcorder, neither
  82  * of which is sufficient for a reliable DV stream producing. Thus
  83  * while code is still in development I'll be gathering input from
  84  * people with different DV equipment and modifying the tables to
  85  * accommodate all the quirks. Later on, if possible, some of them
  86  * will be folded into smaller tables and/or switch-if logic. For
  87  * now, my only excuse is -- they don't eat up that much of a space.
  88  */
  89
  90 static const int dv_ssyb_packs_dist[12][6] = {
  91     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
  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, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
  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 };
 104
 105 static const int dv_vaux_packs_dist[12][15] = {
 106     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 107       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 108     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 109       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 110     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 111       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 112     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 113       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 114     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 115       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 116     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 117       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 118     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 119       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 120     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 121       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 122     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 123       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 124     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 125       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 126     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 127       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 128     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
 129       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
 130 };
 131
 132 static const int dv_aaux_packs_dist[12][9] = {
 133     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 134     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 135     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 136     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 137     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 138     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 139     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 140     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 141     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 142     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 143     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
 144     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
 145 };
 146
 147 static inline uint16_t dv_audio_12to16(uint16_t sample)
 148 {
 149     uint16_t shift, result;
 150
 151     sample = (sample < 0x800) ? sample : sample | 0xf000;
 152     shift = (sample & 0xf00) >> 8;
 153
 154     if (shift < 0x2 || shift > 0xd) {
 155         result = sample;
 156     } else if (shift < 0x8) {
 157         shift--;
 158         result = (sample - (256 * shift)) << shift;
 159     } else {
 160         shift = 0xe - shift;
 161         result = ((sample + ((256 * shift) + 1)) << shift) - 1;
 162     }
 163
 164     return result;
 165 }
 166
 167 static int dv_audio_frame_size(const DVprofile* sys, int frame)
 168 {
 169     return sys->audio_samples_dist[frame % (sizeof(sys->audio_samples_dist)/
 170                                             sizeof(sys->audio_samples_dist[0]))];
 171 }
 172
 173 static int dv_write_pack(enum dv_pack_type pack_id, DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
 174 {
 175     struct tm tc;
 176     time_t ct;
 177     int ltc_frame;
 178
 179     buf[0] = (uint8_t)pack_id;
 180     switch (pack_id) {
 181     case dv_header525: /* I can't imagine why these two weren't defined as real */
 182     case dv_header625: /* packs in SMPTE314M -- they definitely look like ones */
 183           buf[1] = 0xf8 |               /* reserved -- always 1 */
 184                    (0 & 0x07);          /* APT: Track application ID */
 185           buf[2] = (0 << 7)    | /* TF1: audio data is 0 - valid; 1 - invalid */
 186                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
 187                    (0 & 0x07);   /* AP1: Audio application ID */
 188           buf[3] = (0 << 7)    | /* TF2: video data is 0 - valid; 1 - invalid */
 189                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
 190                    (0 & 0x07);   /* AP2: Video application ID */
 191           buf[4] = (0 << 7)    | /* TF3: subcode(SSYB) is 0 - valid; 1 - invalid */
 192                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
 193                    (0 & 0x07);   /* AP3: Subcode application ID */
 194           break;
 195     case dv_timecode:
 196           ct = (time_t)(c->frames / ((float)c->sys->frame_rate /
 197                                      (float)c->sys->frame_rate_base));
 198           gmtime_r(&ct, &tc);
 199           /*
 200            * LTC drop-frame frame counter drops two frames (0 and 1) every
 201            * minute, unless it is exactly divisible by 10
 202            */
 203           ltc_frame = (c->frames + 2*ct/60 - 2*ct/600) % c->sys->ltc_divisor;
 204           buf[1] = (0 << 7) | /* Color fame: 0 - unsync; 1 - sync mode */
 205                    (1 << 6) | /* Drop frame timecode: 0 - nondrop; 1 - drop */
 206                    ((ltc_frame / 10) << 4) | /* Tens of frames */
 207                    (ltc_frame % 10);         /* Units of frames */
 208           buf[2] = (1 << 7) | /* Biphase mark polarity correction: 0 - even; 1 - odd */
 209                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
 210                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
 211           buf[3] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF0 */
 212                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
 213                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
 214           buf[4] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF2 */
 215                    (1 << 6) | /* Binary group flag BGF1 */
 216                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
 217                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 218           break;
 219     case dv_audio_source:  /* AAUX source pack */
 220           buf[1] = (0 << 7) | /* locked mode       */
 221                    (1 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 222                    (dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames) -
 223                     c->sys->audio_min_samples[0]);
 224                               /* # of samples      */
 225           buf[2] = (0 << 7) | /* multi-stereo      */
 226                    (0 << 5) | /* #of audio channels per block: 0 -- 1 channel */
 227                    (0 << 4) | /* pair bit: 0 -- one pair of channels */
 228                     0;        /* audio mode        */
 229           buf[3] = (1 << 7) | /* res               */
 230                    (1 << 6) | /* multi-language flag */
 231                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
 232                     0;        /* definition: 0 -- SD (525/625) */
 233           buf[4] = (1 << 7) | /* emphasis: 1 -- off */
 234                    (0 << 6) | /* emphasis time constant: 0 -- reserved */
 235                    (0 << 3) | /* frequency: 0 -- 48Khz, 1 -- 44,1Khz, 2 -- 32Khz */
 236                     0;        /* quantization: 0 -- 16bit linear, 1 -- 12bit nonlinear */
 237           break;
 238     case dv_audio_control:
 239           buf[1] = (0 << 6) | /* copy protection: 0 -- unrestricted */
 240                    (1 << 4) | /* input source: 1 -- digital input */
 241                    (3 << 2) | /* compression: 3 -- no information */
 242                     0;        /* misc. info/SMPTE emphasis off */
 243           buf[2] = (1 << 7) | /* recording start point: 1 -- no */
 244                    (1 << 6) | /* recording end point: 1 -- no */
 245                    (1 << 3) | /* recording mode: 1 -- original */
 246                     7;
 247           buf[3] = (1 << 7) | /* direction: 1 -- forward */
 248                     0x20;     /* speed */
 249           buf[4] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 250                     0x7f;     /* genre category */
 251           break;
 252     case dv_audio_recdate:
 253     case dv_viedo_recdate:  /* VAUX recording date */
 254           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
 255                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
 256           gmtime_r(&ct, &tc);
 257           buf[1] = 0xff; /* ds, tm, tens of time zone, units of time zone */
 258                          /* 0xff is very likely to be "unknown" */
 259           buf[2] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 260                    ((tc.tm_mday / 10) << 4) | /* Tens of day */
 261                    (tc.tm_mday % 10);         /* Units of day */
 262           buf[3] = /* we set high 4 bits to 0, shouldn't we set them to week? */
 263                    (((tc.tm_mon + 1) / 10) << 4) |    /* Tens of month */
 264                    ((tc.tm_mon + 1) % 10);            /* Units of month */
 265           buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
 266                    (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
 267           break;
 268     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
 269     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
 270           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
 271                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
 272           gmtime_r(&ct, &tc);
 273           buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 274                    0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
 275           buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 276                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
 277                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
 278           buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 279                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
 280                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
 281           buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 282                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
 283                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 284           break;
 285     case dv_video_source:
 286           buf[1] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
 287           buf[2] = (1 << 7) | /* B/W: 0 - b/w, 1 - color */
 288                    (1 << 6) | /* following CLF is valid - 0, invalid - 1 */
 289                    (3 << 4) | /* CLF: color frames id (see ITU-R BT.470-4) */
 290                    0xf; /* reserved -- always 1 */
 291           buf[3] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 292                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
 293                    0; /* signal type video compression */
 294           buf[4] = 0xff; /* VISC: 0xff -- no information */
 295           break;
 296     case dv_video_control:
 297           buf[1] = (0 << 6) | /* Copy generation management (CGMS) 0 -- free */
 298                    0x3f; /* reserved -- always 1 */
 299           buf[2] = 0xc8 | /* reserved -- always b11001xxx */
 300                    c->aspect;
 301           buf[3] = (1 << 7) | /* Frame/field flag 1 -- frame, 0 -- field */
 302                    (1 << 6) | /* First/second field flag 0 -- field 2, 1 -- field 1 */
 303                    (1 << 5) | /* Frame change flag 0 -- same picture as before, 1 -- different */
 304                    (1 << 4) | /* 1 - interlaced, 0 - noninterlaced */
 305                    0xc; /* reserved -- always b1100 */
 306           buf[4] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
 307           break;
 308     default:
 309           buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
 310     }
 311     return 5;
 312 }
 313
 314 static inline int dv_write_dif_id(enum dv_section_type t, uint8_t seq_num,
 315                                   uint8_t dif_num, uint8_t* buf)
 316 {
 317     buf[0] = (uint8_t)t;    /* Section type */
 318     buf[1] = (seq_num<<4) | /* DIF seq number 0-9 for 525/60; 0-11 for 625/50 */
 319              (0 << 3) |     /* FSC: for 50Mb/s 0 - first channel; 1 - second */
 320              7;             /* reserved -- always 1 */
 321     buf[2] = dif_num;       /* DIF block number Video: 0-134, Audio: 0-8 */
 322     return 3;
 323 }
 324
 325 static inline int dv_write_ssyb_id(uint8_t syb_num, uint8_t fr, uint8_t* buf)
 326 {
 327     if (syb_num == 0 || syb_num == 6) {
 328         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 329                  (0<<4)  | /* AP3 (Subcode application ID) */
 330                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
 331     }
 332     else if (syb_num == 11) {
 333         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 334                  0x7f;     /* reserved -- always 1 */
 335     }
 336     else {
 337         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 338                  (0<<4)  | /* APT (Track application ID) */
 339                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
 340     }
 341     buf[1] = 0xf0 |            /* reserved -- always 1 */
 342              (syb_num & 0x0f); /* SSYB number 0 - 11   */
 343     buf[2] = 0xff;             /* reserved -- always 1 */
 344     return 3;
 345 }
 346
 347 static void dv_format_frame(DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
 348 {
 349     int i, j, k;
 350
 351     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 352        memset(buf, 0xff, 80 * 6); /* First 6 DIF blocks are for control data */
 353
 354        /* DV header: 1DIF */
 355        buf += dv_write_dif_id(dv_sect_header, i, 0, buf);
 356        buf += dv_write_pack((c->sys->dsf ? dv_header625 : dv_header525), c, buf);
 357        buf += 72; /* unused bytes */
 358
 359        /* DV subcode: 2DIFs */
 360        for (j = 0; j < 2; j++) {
 361           buf += dv_write_dif_id( dv_sect_subcode, i, j, buf);
 362           for (k = 0; k < 6; k++) {
 363              buf += dv_write_ssyb_id(k, (i < c->sys->difseg_size/2), buf);
 364              buf += dv_write_pack(dv_ssyb_packs_dist[i][k], c, buf);
 365           }
 366           buf += 29; /* unused bytes */
 367        }
 368
 369        /* DV VAUX: 3DIFs */
 370        for (j = 0; j < 3; j++) {
 371           buf += dv_write_dif_id(dv_sect_vaux, i, j, buf);
 372           for (k = 0; k < 15 ; k++)
 373              buf += dv_write_pack(dv_vaux_packs_dist[i][k], c, buf);
 374           buf += 2; /* unused bytes */
 375        }
 376
 377        /* DV Audio/Video: 135 Video DIFs + 9 Audio DIFs */
 378        for (j = 0; j < 135; j++) {
 379             if (j%15 == 0) {
 380                 buf += dv_write_dif_id(dv_sect_audio, i, j/15, buf);
 381                 buf += dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j/15], c, buf);
 382                 buf += 72; /* shuffled PCM audio */
 383             }
 384             buf += dv_write_dif_id(dv_sect_video, i, j, buf);
 385             buf += 77; /* 1 video macro block: 1 bytes control
 386                                                4 * 14 bytes Y 8x8 data
 387                                                    10 bytes Cr 8x8 data
 388                                                    10 bytes Cb 8x8 data */
 389        }
 390     }
 391 }
 392
 393 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, const uint8_t* pcm, uint8_t* frame_ptr)
 394 {
 395     int i, j, d, of, size;
 396     size = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 397     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 398        frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 399        for (j = 0; j < 9; j++) {
 400           for (d = 8; d < 80; d+=2) {
 401              of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
 402              if (of*2 >= size)
 403                  continue;
 404
 405              frame_ptr[d] = pcm[of*2+1]; // FIXME: may be we have to admit
 406              frame_ptr[d+1] = pcm[of*2]; //        that DV is a big endian PCM
 407           }
 408           frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 409        }
 410     }
 411 }
 412
 413 static void dv_inject_video(DVMuxContext *c, const uint8_t* video_data, uint8_t* frame_ptr)
 414 {
 415     int i, j;
 416     int ptr = 0;
 417
 418     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 419        ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 420        for (j = 0; j < 135; j++) {
 421             if (j%15 == 0)
 422                 ptr += 80; /* skip Audio DIF */
 423             ptr += 3;
 424             memcpy(frame_ptr + ptr, video_data + ptr, 77);
 425             ptr += 77;
 426        }
 427     }
 428 }
 429
 430 /*
 431  * This is the dumbest implementation of all -- it simply looks at
 432  * a fixed offset and if pack isn't there -- fails. We might want
 433  * to have a fallback mechanism for complete search of missing packs.
 434  */
 435 static const uint8_t* dv_extract_pack(uint8_t* frame, enum dv_pack_type t)
 436 {
 437     int offs;
 438
 439     switch (t) {
 440     case dv_audio_source:
 441           offs = (80*6 + 80*16*3 + 3);
 442           break;
 443     case dv_audio_control:
 444           offs = (80*6 + 80*16*4 + 3);
 445           break;
 446     case dv_video_control:
 447           offs = (80*5 + 48 + 5);
 448           break;
 449     default:
 450           return NULL;
 451     }
 452
 453     return (frame[offs] == t ? &frame[offs] : NULL);
 454 }
 455
 456 /*
 457  * There's a couple of assumptions being made here:
 458  * 1. By default we silence erroneous (0x8000/16bit 0x800/12bit) audio samples.
 459  *    We can pass them upwards when ffmpeg will be ready to deal with them.
 460  * 2. We don't do software emphasis.
 461  * 3. Audio is always returned as 16bit linear samples: 12bit nonlinear samples
 462  *    are converted into 16bit linear ones.
 463  */
 464 static int dv_extract_audio(uint8_t* frame, uint8_t* pcm, uint8_t* pcm2)
 465 {
 466     int size, i, j, d, of, smpls, freq, quant, half_ch;
 467     uint16_t lc, rc;
 468     const DVprofile* sys;
 469     const uint8_t* as_pack;
 470
 471     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
 472     if (!as_pack)    /* No audio ? */
 473         return 0;
 474
 475     sys = dv_frame_profile(frame);
 476     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
 477     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
 478     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
 479
 480     if (quant > 1)
 481         return -1; /* Unsupported quantization */
 482
 483     size = (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */
 484     half_ch = sys->difseg_size/2;
 485
 486     /* for each DIF segment */
 487     for (i = 0; i < sys->difseg_size; i++) {
 488        frame += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 489        if (quant == 1 && i == half_ch) {
 490            if (!pcm2)
 491                break;
 492            else
 493                pcm = pcm2;
 494        }
 495
 496        for (j = 0; j < 9; j++) {
 497           for (d = 8; d < 80; d += 2) {
 498              if (quant == 0) {  /* 16bit quantization */
 499                  of = sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * sys->audio_stride;
 500                  if (of*2 >= size)
 501                      continue;
 502
 503                  pcm[of*2] = frame[d+1]; // FIXME: may be we have to admit
 504                  pcm[of*2+1] = frame[d]; //        that DV is a big endian PCM
 505                  if (pcm[of*2+1] == 0x80 && pcm[of*2] == 0x00)
 506                      pcm[of*2+1] = 0;
 507               } else {           /* 12bit quantization */
 508                  lc = ((uint16_t)frame[d] << 4) |
 509                       ((uint16_t)frame[d+2] >> 4);
 510                  rc = ((uint16_t)frame[d+1] << 4) |
 511                       ((uint16_t)frame[d+2] & 0x0f);
 512                  lc = (lc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(lc));
 513                  rc = (rc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(rc));
 514
 515                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch][j] + (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
 516                  if (of*2 >= size)
 517                      continue;
 518
 519                  pcm[of*2] = lc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
 520                  pcm[of*2+1] = lc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
 521                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch+half_ch][j] +
 522                       (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
 523                  pcm[of*2] = rc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
 524                  pcm[of*2+1] = rc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
 525                  ++d;
 526               }
 527           }
 528
 529           frame += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 530         }
 531     }
 532
 533     return size;
 534 }
 535
 536 static int dv_extract_audio_info(DVDemuxContext* c, uint8_t* frame)
 537 {
 538     const uint8_t* as_pack;
 539     const DVprofile* sys;
 540     int freq, smpls, quant, i;
 541
 542     sys = dv_frame_profile(frame);
 543     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
 544     if (!as_pack || !sys) {    /* No audio ? */
 545         c->ach = 0;
 546         return -1;
 547     }
 548
 549     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
 550     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
 551     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
 552     c->ach = (quant && freq == 2) ? 2 : 1;
 553
 554     /* The second stereo channel could appear in IEC 61834 stream only */
 555     if (c->ach == 2 && !c->ast[1]) {
 556         c->ast[1] = av_new_stream(c->fctx, 0);
 557         if (c->ast[1]) {
 558             av_set_pts_info(c->ast[1], 64, 1, 30000);
 559             c->ast[1]->codec.codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 560             c->ast[1]->codec.codec_id = CODEC_ID_PCM_S16LE;
 561         } else
 562             c->ach = 1;
 563     }
 564     for (i=0; i<c->ach; i++) {
 565        c->ast[i]->codec.sample_rate = dv_audio_frequency[freq];
 566        c->ast[i]->codec.channels = 2;
 567        c->ast[i]->codec.bit_rate = 2 * dv_audio_frequency[freq] * 16;
 568     }
 569
 570     return (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */;
 571 }
 572
 573 static int dv_extract_video_info(DVDemuxContext *c, uint8_t* frame)
 574 {
 575     const DVprofile* sys;
 576     const uint8_t* vsc_pack;
 577     AVCodecContext* avctx;
 578     int apt, is16_9;
 579     int size = 0;
 580
 581     sys = dv_frame_profile(frame);
 582     if (sys) {
 583         avctx = &c->vst->codec;
 584
 585         avctx->frame_rate = sys->frame_rate;
 586         avctx->frame_rate_base = sys->frame_rate_base;
 587         avctx->width = sys->width;
 588         avctx->height = sys->height;
 589         avctx->pix_fmt = sys->pix_fmt;
 590
 591         /* finding out SAR is a little bit messy */
 592         vsc_pack = dv_extract_pack(frame, dv_video_control);
 593         apt = frame[4] & 0x07;
 594         is16_9 = (vsc_pack && ((vsc_pack[2] & 0x07) == 0x02 ||
 595                                (!apt && (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x07)));
 596         avctx->sample_aspect_ratio = sys->sar[is16_9];
 597
 598         size = sys->frame_size;
 599     }
 600     return size;
 601 }
 602
 603 /*
 604  * The following 6 functions constitute our interface to the world
 605  */
 606
 607 int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
 608                       const uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
 609 {
 610     uint8_t pcm[8192];
 611     int fsize, reqasize;
 612
 613     *frame = &c->frame_buf[0];
 614     if (c->has_audio && c->has_video) {  /* must be a stale frame */
 615         dv_format_frame(c, *frame);
 616         c->frames++;
 617         c->has_audio = c->has_video = 0;
 618     }
 619
 620     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 621         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 622         if (c->has_video)
 623             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
 624
 625         dv_inject_video(c, data, *frame);
 626         c->has_video = 1;
 627         data_size = 0;
 628     }
 629
 630     reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 631     fsize = fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr);
 632     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO || (c->has_video && fsize >= reqasize)) {
 633         if (fsize + data_size >= reqasize && !c->has_audio) {
 634             if (fsize >= reqasize) {
 635                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], reqasize, &c->audio_data.rptr);
 636             } else {
 637                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], fsize, &c->audio_data.rptr);
 638                 memcpy(&pcm[fsize], &data[0], reqasize - fsize);
 639                 data += reqasize - fsize;
 640                 data_size -= reqasize - fsize;
 641             }
 642             dv_inject_audio(c, &pcm[0], *frame);
 643             c->has_audio = 1;
 644         }
 645
 646         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 647         if (fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
 648             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
 649         fifo_write(&c->audio_data, (uint8_t *)data, data_size, &c->audio_data.wptr);
 650     }
 651
 652     return (c->has_audio && c->has_video) ? c->sys->frame_size : 0;
 653 }
 654
 655 DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
 656 {
 657     DVMuxContext *c;
 658     AVStream *vst;
 659     AVStream *ast;
 660
 661     c = av_mallocz(sizeof(DVMuxContext));
 662     if (!c)
 663         return NULL;
 664
 665     if (s->nb_streams != 2)
 666         goto bail_out;
 667
 668     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
 669     if (s->streams[0]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO &&
 670         s->streams[1]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 671        vst = s->streams[0];
 672        ast = s->streams[1];
 673     }
 674     else if (s->streams[1]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO &&
 675              s->streams[0]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 676            vst = s->streams[1];
 677            ast = s->streams[0];
 678     } else
 679         goto bail_out;
 680
 681     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
 682     if (vst->codec.codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO ||
 683         ast->codec.codec_id != CODEC_ID_PCM_S16LE)
 684        goto bail_out;
 685     if (ast->codec.sample_rate != 48000 ||
 686         ast->codec.channels != 2)
 687        goto bail_out;
 688
 689     c->sys = dv_codec_profile(&vst->codec);
 690     if (!c->sys)
 691         goto bail_out;
 692
 693     /* Ok, everything seems to be in working order */
 694     c->frames = 0;
 695     c->has_audio = c->has_video = 0;
 696     c->start_time = (time_t)s->timestamp;
 697     c->aspect = 0; /* 4:3 is the default */
 698     if ((int)(av_q2d(vst->codec.sample_aspect_ratio) * vst->codec.width / vst->codec.height * 10) == 17) /* 16:9 */
 699         c->aspect = 0x07;
 700
 701     if (fifo_init(&c->audio_data, 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) < 0)
 702         goto bail_out;
 703
 704     dv_format_frame(c, &c->frame_buf[0]);
 705
 706     return c;
 707
 708 bail_out:
 709     av_free(c);
 710     return NULL;
 711 }
 712
 713 void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
 714 {
 715     fifo_free(&c->audio_data);
 716 }
 717
 718 DVDemuxContext* dv_init_demux(AVFormatContext *s)
 719 {
 720     DVDemuxContext *c;
 721
 722     c = av_mallocz(sizeof(DVDemuxContext));
 723     if (!c)
 724         return NULL;
 725
 726     c->vst = av_new_stream(s, 0);
 727     c->ast[0] = av_new_stream(s, 0);
 728     if (!c->vst || !c->ast[0])
 729         goto fail;
 730     av_set_pts_info(c->vst, 64, 1, 30000);
 731     av_set_pts_info(c->ast[0], 64, 1, 30000);
 732
 733     c->fctx = s;
 734     c->ast[1] = NULL;
 735     c->ach = 0;
 736     c->frames = 0;
 737     c->abytes = 0;
 738     c->audio_pkt[0].size = 0;
 739     c->audio_pkt[1].size = 0;
 740
 741     c->vst->codec.codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 742     c->vst->codec.codec_id = CODEC_ID_DVVIDEO;
 743     c->vst->codec.bit_rate = 25000000;
 744
 745     c->ast[0]->codec.codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 746     c->ast[0]->codec.codec_id = CODEC_ID_PCM_S16LE;
 747
 748     s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;
 749
 750     return c;
 751
 752 fail:
 753     if (c->vst)
 754         av_free(c->vst);
 755     if (c->ast[0])
 756         av_free(c->ast[0]);
 757     av_free(c);
 758     return NULL;
 759 }
 760
 761 static void __destruct_pkt(struct AVPacket *pkt)
 762 {
 763     pkt->data = NULL; pkt->size = 0;
 764     return;
 765 }
 766
 767 int dv_get_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt)
 768 {
 769     int size = -1;
 770     int i;
 771
 772     for (i=0; i<c->ach; i++) {
 773        if (c->ast[i] && c->audio_pkt[i].size) {
 774            *pkt = c->audio_pkt[i];
 775            c->audio_pkt[i].size = 0;
 776            size = pkt->size;
 777            break;
 778        }
 779     }
 780
 781     return size;
 782 }
 783
 784 int dv_produce_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt,
 785                       uint8_t* buf, int buf_size)
 786 {
 787     int size, i;
 788     const DVprofile* sys = dv_frame_profile(buf);
 789
 790     if (buf_size < 4 || buf_size < sys->frame_size)
 791         return -1;   /* Broken frame, or not enough data */
 792
 793     /* Queueing audio packet */
 794     /* FIXME: in case of no audio/bad audio we have to do something */
 795     size = dv_extract_audio_info(c, buf);
 796     c->audio_pkt[0].data = c->audio_pkt[1].data = NULL;
 797     for (i=0; i<c->ach; i++) {
 798        if (av_new_packet(&c->audio_pkt[i], size) < 0)
 799            return AVERROR_NOMEM;
 800        c->audio_pkt[i].stream_index = c->ast[i]->index;
 801        c->audio_pkt[i].pts = c->abytes * 30000*8 / c->ast[i]->codec.bit_rate;
 802        c->audio_pkt[i].flags |= PKT_FLAG_KEY;
 803     }
 804     dv_extract_audio(buf, c->audio_pkt[0].data, c->audio_pkt[1].data);
 805     c->abytes += size;
 806
 807     /* Now it's time to return video packet */
 808     size = dv_extract_video_info(c, buf);
 809     av_init_packet(pkt);
 810     pkt->destruct = __destruct_pkt;
 811     pkt->data     = buf;
 812     pkt->size     = size;
 813     pkt->flags   |= PKT_FLAG_KEY;
 814     pkt->stream_index = c->vst->id;
 815     pkt->pts      = c->frames * sys->frame_rate_base * (30000/sys->frame_rate);
 816
 817     c->frames++;
 818
 819     return size;
 820 }
 821
 822 int64_t dv_frame_offset(DVDemuxContext *c, int64_t timestamp)
 823 {
 824     const DVprofile* sys = dv_codec_profile(&c->vst->codec);
 825
 826     return sys->frame_size * ((timestamp * sys->frame_rate) /
 827                               (AV_TIME_BASE * sys->frame_rate_base));
 828 }
 829
 830 /************************************************************
 831  * Implementation of the easiest DV storage of all -- raw DV.
 832  ************************************************************/
 833
 834 typedef struct RawDVContext {
 835     uint8_t         buf[144000];
 836     DVDemuxContext* dv_demux;
 837 } RawDVContext;
 838
 839 static int dv_read_header(AVFormatContext *s,
 840                           AVFormatParameters *ap)
 841 {
 842     RawDVContext *c = s->priv_data;
 843     c->dv_demux = dv_init_demux(s);
 844
 845     return c->dv_demux ? 0 : -1;
 846 }
 847
 848
 849 static int dv_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 850 {
 851     int size;
 852     RawDVContext *c = s->priv_data;
 853
 854     size = dv_get_packet(c->dv_demux, pkt);
 855
 856     if (size < 0) {
 857         if (get_buffer(&s->pb, c->buf, 4) <= 0)
 858             return AVERROR_IO;
 859
 860         size = dv_frame_profile(c->buf)->frame_size;
 861         if (get_buffer(&s->pb, c->buf + 4, size - 4) <= 0)
 862             return AVERROR_IO;
 863
 864         size = dv_produce_packet(c->dv_demux, pkt, c->buf, size);
 865     }
 866
 867     return size;
 868 }
 869
 870 static int dv_read_seek(AVFormatContext *s, int stream_index, int64_t timestamp)
 871 {
 872     RawDVContext *c = s->priv_data;
 873
 874     return url_fseek(&s->pb, dv_frame_offset(c->dv_demux, timestamp), SEEK_SET);
 875 }
 876
 877 static int dv_read_close(AVFormatContext *s)
 878 {
 879     RawDVContext *c = s->priv_data;
 880     av_free(c->dv_demux);
 881     return 0;
 882 }
 883
 884 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
 885 {
 886     s->priv_data = dv_init_mux(s);
 887     if (!s->priv_data) {
 888         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't initialize DV format!\n"
 889                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
 890                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48Khz/PCM\n");
 891         return -1;
 892     }
 893     return 0;
 894 }
 895
 896 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 897 {
 898     uint8_t* frame;
 899     int fsize;
 900
 901     fsize = dv_assemble_frame((DVMuxContext *)s->priv_data, s->streams[pkt->stream_index],
 902                               pkt->data, pkt->size, &frame);
 903     if (fsize > 0) {
 904         put_buffer(&s->pb, frame, fsize);
 905         put_flush_packet(&s->pb);
 906     }
 907     return 0;
 908 }
 909
 910 /*
 911  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
 912  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
 913  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this
 914  * is the best strategy of all
 915  */
 916 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
 917 {
 918     dv_delete_mux((DVMuxContext *)s->priv_data);
 919     return 0;
 920 }
 921
 922 static AVInputFormat dv_iformat = {
 923     "dv",
 924     "DV video format",
 925     sizeof(RawDVContext),
 926     NULL,
 927     dv_read_header,
 928     dv_read_packet,
 929     dv_read_close,
 930     dv_read_seek,
 931     .extensions = "dv,dif",
 932 };
 933
 934 static AVOutputFormat dv_oformat = {
 935     "dv",
 936     "DV video format",
 937     NULL,
 938     "dv",
 939     sizeof(DVMuxContext),
 940     CODEC_ID_PCM_S16LE,
 941     CODEC_ID_DVVIDEO,
 942     dv_write_header,
 943     dv_write_packet,
 944     dv_write_trailer,
 945 };
 946
 947 int ff_dv_init(void)
 948 {
 949     av_register_input_format(&dv_iformat);
 950     av_register_output_format(&dv_oformat);
 951     return 0;
 952 }