git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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           localtime_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           localtime_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 % 10);         /* Units of month */
 264           buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
 265                    (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
 266           break;
 267     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
 268     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
 269           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
 270                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
 271           localtime_r(&ct, &tc);
 272           buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 273                    0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
 274           buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 275                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
 276                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
 277           buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 278                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
 279                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
 280           buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 281                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
 282                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 283           break;
 284     case dv_video_source:
 285           buf[1] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
 286           buf[2] = (1 << 7) | /* B/W: 0 - b/w, 1 - color */
 287                    (1 << 6) | /* following CLF is valid - 0, invalid - 1 */
 288                    (3 << 4) | /* CLF: color frames id (see ITU-R BT.470-4) */
 289                    0xf; /* reserved -- always 1 */
 290           buf[3] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 291                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
 292                    0; /* signal type video compression */
 293           buf[4] = 0xff; /* VISC: 0xff -- no information */
 294           break;
 295     case dv_video_control:
 296           buf[1] = (0 << 6) | /* Copy generation management (CGMS) 0 -- free */
 297                    0x3f; /* reserved -- always 1 */
 298           buf[2] = 0xc8 | /* reserved -- always b11001xxx */
 299                    c->aspect;
 300           buf[3] = (1 << 7) | /* Frame/field flag 1 -- frame, 0 -- field */
 301                    (1 << 6) | /* First/second field flag 0 -- field 2, 1 -- field 1 */
 302                    (1 << 5) | /* Frame change flag 0 -- same picture as before, 1 -- different */
 303                    (1 << 4) | /* 1 - interlaced, 0 - noninterlaced */
 304                    0xc; /* reserved -- always b1100 */
 305           buf[4] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
 306           break;
 307     default:
 308           buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
 309     }
 310     return 5;
 311 }
 312
 313 static inline int dv_write_dif_id(enum dv_section_type t, uint8_t seq_num,
 314                                   uint8_t dif_num, uint8_t* buf)
 315 {
 316     buf[0] = (uint8_t)t;    /* Section type */
 317     buf[1] = (seq_num<<4) | /* DIF seq number 0-9 for 525/60; 0-11 for 625/50 */
 318              (0 << 3) |     /* FSC: for 50Mb/s 0 - first channel; 1 - second */
 319              7;             /* reserved -- always 1 */
 320     buf[2] = dif_num;       /* DIF block number Video: 0-134, Audio: 0-8 */
 321     return 3;
 322 }
 323
 324 static inline int dv_write_ssyb_id(uint8_t syb_num, uint8_t fr, uint8_t* buf)
 325 {
 326     if (syb_num == 0 || syb_num == 6) {
 327         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 328                  (0<<4)  | /* AP3 (Subcode application ID) */
 329                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
 330     }
 331     else if (syb_num == 11) {
 332         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 333                  0x7f;     /* reserved -- always 1 */
 334     }
 335     else {
 336         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
 337                  (0<<4)  | /* APT (Track application ID) */
 338                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
 339     }
 340     buf[1] = 0xf0 |            /* reserved -- always 1 */
 341              (syb_num & 0x0f); /* SSYB number 0 - 11   */
 342     buf[2] = 0xff;             /* reserved -- always 1 */
 343     return 3;
 344 }
 345
 346 static void dv_format_frame(DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
 347 {
 348     int i, j, k;
 349
 350     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 351        memset(buf, 0xff, 80 * 6); /* First 6 DIF blocks are for control data */
 352
 353        /* DV header: 1DIF */
 354        buf += dv_write_dif_id(dv_sect_header, i, 0, buf);
 355        buf += dv_write_pack((c->sys->dsf ? dv_header625 : dv_header525), c, buf);
 356        buf += 72; /* unused bytes */
 357
 358        /* DV subcode: 2DIFs */
 359        for (j = 0; j < 2; j++) {
 360           buf += dv_write_dif_id( dv_sect_subcode, i, j, buf);
 361           for (k = 0; k < 6; k++) {
 362              buf += dv_write_ssyb_id(k, (i < c->sys->difseg_size/2), buf);
 363              buf += dv_write_pack(dv_ssyb_packs_dist[i][k], c, buf);
 364           }
 365           buf += 29; /* unused bytes */
 366        }
 367
 368        /* DV VAUX: 3DIFs */
 369        for (j = 0; j < 3; j++) {
 370           buf += dv_write_dif_id(dv_sect_vaux, i, j, buf);
 371           for (k = 0; k < 15 ; k++)
 372              buf += dv_write_pack(dv_vaux_packs_dist[i][k], c, buf);
 373           buf += 2; /* unused bytes */
 374        }
 375
 376        /* DV Audio/Video: 135 Video DIFs + 9 Audio DIFs */
 377        for (j = 0; j < 135; j++) {
 378             if (j%15 == 0) {
 379                 buf += dv_write_dif_id(dv_sect_audio, i, j/15, buf);
 380                 buf += dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j/15], c, buf);
 381                 buf += 72; /* shuffled PCM audio */
 382             }
 383             buf += dv_write_dif_id(dv_sect_video, i, j, buf);
 384             buf += 77; /* 1 video macro block: 1 bytes control
 385                                                4 * 14 bytes Y 8x8 data
 386                                                    10 bytes Cr 8x8 data
 387                                                    10 bytes Cb 8x8 data */
 388        }
 389     }
 390 }
 391
 392 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, const uint8_t* pcm, uint8_t* frame_ptr)
 393 {
 394     int i, j, d, of, size;
 395     size = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 396     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 397        frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 398        for (j = 0; j < 9; j++) {
 399           for (d = 8; d < 80; d+=2) {
 400              of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
 401              if (of*2 >= size)
 402                  continue;
 403
 404              frame_ptr[d] = pcm[of*2+1]; // FIXME: may be we have to admit
 405              frame_ptr[d+1] = pcm[of*2]; //        that DV is a big endian PCM
 406           }
 407           frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 408        }
 409     }
 410 }
 411
 412 static void dv_inject_video(DVMuxContext *c, const uint8_t* video_data, uint8_t* frame_ptr)
 413 {
 414     int i, j;
 415     int ptr = 0;
 416
 417     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 418        ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 419        for (j = 0; j < 135; j++) {
 420             if (j%15 == 0)
 421                 ptr += 80; /* skip Audio DIF */
 422             ptr += 3;
 423             memcpy(frame_ptr + ptr, video_data + ptr, 77);
 424             ptr += 77;
 425        }
 426     }
 427 }
 428
 429 /*
 430  * This is the dumbest implementation of all -- it simply looks at
 431  * a fixed offset and if pack isn't there -- fails. We might want
 432  * to have a fallback mechanism for complete search of missing packs.
 433  */
 434 static const uint8_t* dv_extract_pack(uint8_t* frame, enum dv_pack_type t)
 435 {
 436     int offs;
 437
 438     switch (t) {
 439     case dv_audio_source:
 440           offs = (80*6 + 80*16*3 + 3);
 441           break;
 442     case dv_audio_control:
 443           offs = (80*6 + 80*16*4 + 3);
 444           break;
 445     case dv_video_control:
 446           offs = (80*5 + 48 + 5);
 447           break;
 448     default:
 449           return NULL;
 450     }
 451
 452     return (frame[offs] == t ? &frame[offs] : NULL);
 453 }
 454
 455 /*
 456  * There's a couple of assumptions being made here:
 457  * 1. By default we silence erroneous (0x8000/16bit 0x800/12bit) audio samples.
 458  *    We can pass them upwards when ffmpeg will be ready to deal with them.
 459  * 2. We don't do software emphasis.
 460  * 3. Audio is always returned as 16bit linear samples: 12bit nonlinear samples
 461  *    are converted into 16bit linear ones.
 462  */
 463 static int dv_extract_audio(uint8_t* frame, uint8_t* pcm, uint8_t* pcm2)
 464 {
 465     int size, i, j, d, of, smpls, freq, quant, half_ch;
 466     uint16_t lc, rc;
 467     const DVprofile* sys;
 468     const uint8_t* as_pack;
 469
 470     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
 471     if (!as_pack)    /* No audio ? */
 472         return 0;
 473
 474     sys = dv_frame_profile(frame);
 475     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
 476     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
 477     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
 478
 479     if (quant > 1)
 480         return -1; /* Unsupported quantization */
 481
 482     size = (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */
 483     half_ch = sys->difseg_size/2;
 484
 485     /* for each DIF segment */
 486     for (i = 0; i < sys->difseg_size; i++) {
 487        frame += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 488        if (quant == 1 && i == half_ch) {
 489            if (!pcm2)
 490                break;
 491            else
 492                pcm = pcm2;
 493        }
 494
 495        for (j = 0; j < 9; j++) {
 496           for (d = 8; d < 80; d += 2) {
 497              if (quant == 0) {  /* 16bit quantization */
 498                  of = sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * sys->audio_stride;
 499                  if (of*2 >= size)
 500                      continue;
 501
 502                  pcm[of*2] = frame[d+1]; // FIXME: may be we have to admit
 503                  pcm[of*2+1] = frame[d]; //        that DV is a big endian PCM
 504                  if (pcm[of*2+1] == 0x80 && pcm[of*2] == 0x00)
 505                      pcm[of*2+1] = 0;
 506               } else {           /* 12bit quantization */
 507                  lc = ((uint16_t)frame[d] << 4) |
 508                       ((uint16_t)frame[d+2] >> 4);
 509                  rc = ((uint16_t)frame[d+1] << 4) |
 510                       ((uint16_t)frame[d+2] & 0x0f);
 511                  lc = (lc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(lc));
 512                  rc = (rc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(rc));
 513
 514                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch][j] + (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
 515                  if (of*2 >= size)
 516                      continue;
 517
 518                  pcm[of*2] = lc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
 519                  pcm[of*2+1] = lc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
 520                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch+half_ch][j] +
 521                       (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
 522                  pcm[of*2] = rc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
 523                  pcm[of*2+1] = rc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
 524                  ++d;
 525               }
 526           }
 527
 528           frame += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 529         }
 530     }
 531
 532     return size;
 533 }
 534
 535 static int dv_extract_audio_info(DVDemuxContext* c, uint8_t* frame)
 536 {
 537     const uint8_t* as_pack;
 538     const DVprofile* sys;
 539     int freq, smpls, quant, i;
 540
 541     sys = dv_frame_profile(frame);
 542     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
 543     if (!as_pack || !sys) {    /* No audio ? */
 544         c->ach = 0;
 545         return -1;
 546     }
 547
 548     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
 549     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
 550     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
 551     c->ach = (quant && freq == 2) ? 2 : 1;
 552
 553     /* The second stereo channel could appear in IEC 61834 stream only */
 554     if (c->ach == 2 && !c->ast[1]) {
 555         c->ast[1] = av_new_stream(c->fctx, 0);
 556         if (c->ast[1]) {
 557             av_set_pts_info(c->ast[1], 64, 1, 30000);
 558             c->ast[1]->codec.codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 559             c->ast[1]->codec.codec_id = CODEC_ID_PCM_S16LE;
 560         } else
 561             c->ach = 1;
 562     }
 563     for (i=0; i<c->ach; i++) {
 564        c->ast[i]->codec.sample_rate = dv_audio_frequency[freq];
 565        c->ast[i]->codec.channels = 2;
 566        c->ast[i]->codec.bit_rate = 2 * dv_audio_frequency[freq] * 16;
 567     }
 568
 569     return (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */;
 570 }
 571
 572 static int dv_extract_video_info(DVDemuxContext *c, uint8_t* frame)
 573 {
 574     const DVprofile* sys;
 575     const uint8_t* vsc_pack;
 576     AVCodecContext* avctx;
 577     int apt, is16_9;
 578     int size = 0;
 579
 580     sys = dv_frame_profile(frame);
 581     if (sys) {
 582         avctx = &c->vst->codec;
 583
 584         avctx->frame_rate = sys->frame_rate;
 585         avctx->frame_rate_base = sys->frame_rate_base;
 586         avctx->width = sys->width;
 587         avctx->height = sys->height;
 588         avctx->pix_fmt = sys->pix_fmt;
 589
 590         /* finding out SAR is a little bit messy */
 591         vsc_pack = dv_extract_pack(frame, dv_video_control);
 592         apt = frame[4] & 0x07;
 593         is16_9 = (vsc_pack && ((vsc_pack[2] & 0x07) == 0x02 ||
 594                                (!apt && (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x07)));
 595         avctx->sample_aspect_ratio = sys->sar[is16_9];
 596
 597         size = sys->frame_size;
 598     }
 599     return size;
 600 }
 601
 602 /*
 603  * The following 6 functions constitute our interface to the world
 604  */
 605
 606 int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
 607                       const uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
 608 {
 609     uint8_t pcm[8192];
 610     int fsize, reqasize;
 611
 612     *frame = &c->frame_buf[0];
 613     if (c->has_audio && c->has_video) {  /* must be a stale frame */
 614         dv_format_frame(c, *frame);
 615         c->frames++;
 616         c->has_audio = c->has_video = 0;
 617     }
 618
 619     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
 620         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 621         if (c->has_video)
 622             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
 623
 624         dv_inject_video(c, data, *frame);
 625         c->has_video = 1;
 626         data_size = 0;
 627     }
 628
 629     reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 630     fsize = fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr);
 631     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO || (c->has_video && fsize >= reqasize)) {
 632         if (fsize + data_size >= reqasize && !c->has_audio) {
 633             if (fsize >= reqasize) {
 634                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], reqasize, &c->audio_data.rptr);
 635             } else {
 636                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], fsize, &c->audio_data.rptr);
 637                 memcpy(&pcm[fsize], &data[0], reqasize - fsize);
 638                 data += reqasize - fsize;
 639                 data_size -= reqasize - fsize;
 640             }
 641             dv_inject_audio(c, &pcm[0], *frame);
 642             c->has_audio = 1;
 643         }
 644
 645         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 646         if (fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
 647             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
 648         fifo_write(&c->audio_data, (uint8_t *)data, data_size, &c->audio_data.wptr);
 649     }
 650
 651     return (c->has_audio && c->has_video) ? c->sys->frame_size : 0;
 652 }
 653
 654 DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
 655 {
 656     DVMuxContext *c;
 657     AVStream *vst;
 658     AVStream *ast;
 659
 660     c = av_mallocz(sizeof(DVMuxContext));
 661     if (!c)
 662         return NULL;
 663
 664     if (s->nb_streams != 2)
 665         goto bail_out;
 666
 667     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
 668     if (s->streams[0]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO &&
 669         s->streams[1]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 670        vst = s->streams[0];
 671        ast = s->streams[1];
 672     }
 673     else if (s->streams[1]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO &&
 674              s->streams[0]->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO) {
 675            vst = s->streams[1];
 676            ast = s->streams[0];
 677     } else
 678         goto bail_out;
 679
 680     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
 681     if (vst->codec.codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO ||
 682         ast->codec.codec_id != CODEC_ID_PCM_S16LE)
 683        goto bail_out;
 684     if (ast->codec.sample_rate != 48000 ||
 685         ast->codec.channels != 2)
 686        goto bail_out;
 687
 688     c->sys = dv_codec_profile(&vst->codec);
 689     if (!c->sys)
 690         goto bail_out;
 691
 692     /* Ok, everything seems to be in working order */
 693     c->frames = 0;
 694     c->has_audio = c->has_video = 0;
 695     c->start_time = (time_t)s->timestamp;
 696     c->aspect = 0; /* 4:3 is the default */
 697     if ((int)(av_q2d(vst->codec.sample_aspect_ratio) * vst->codec.width / vst->codec.height * 10) == 17) /* 16:9 */
 698         c->aspect = 0x07;
 699
 700     if (fifo_init(&c->audio_data, 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) < 0)
 701         goto bail_out;
 702
 703     dv_format_frame(c, &c->frame_buf[0]);
 704
 705     return c;
 706
 707 bail_out:
 708     av_free(c);
 709     return NULL;
 710 }
 711
 712 void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
 713 {
 714     fifo_free(&c->audio_data);
 715 }
 716
 717 DVDemuxContext* dv_init_demux(AVFormatContext *s)
 718 {
 719     DVDemuxContext *c;
 720
 721     c = av_mallocz(sizeof(DVDemuxContext));
 722     if (!c)
 723         return NULL;
 724
 725     c->vst = av_new_stream(s, 0);
 726     c->ast[0] = av_new_stream(s, 0);
 727     if (!c->vst || !c->ast[0])
 728         goto fail;
 729     av_set_pts_info(c->vst, 64, 1, 30000);
 730     av_set_pts_info(c->ast[0], 64, 1, 30000);
 731
 732     c->fctx = s;
 733     c->ast[1] = NULL;
 734     c->ach = 0;
 735     c->frames = 0;
 736     c->abytes = 0;
 737     c->audio_pkt[0].size = 0;
 738     c->audio_pkt[1].size = 0;
 739
 740     c->vst->codec.codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 741     c->vst->codec.codec_id = CODEC_ID_DVVIDEO;
 742     c->vst->codec.bit_rate = 25000000;
 743
 744     c->ast[0]->codec.codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 745     c->ast[0]->codec.codec_id = CODEC_ID_PCM_S16LE;
 746
 747     s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;
 748
 749     return c;
 750
 751 fail:
 752     if (c->vst)
 753         av_free(c->vst);
 754     if (c->ast[0])
 755         av_free(c->ast[0]);
 756     av_free(c);
 757     return NULL;
 758 }
 759
 760 static void __destruct_pkt(struct AVPacket *pkt)
 761 {
 762     pkt->data = NULL; pkt->size = 0;
 763     return;
 764 }
 765
 766 int dv_get_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt)
 767 {
 768     int size = -1;
 769     int i;
 770
 771     for (i=0; i<c->ach; i++) {
 772        if (c->ast[i] && c->audio_pkt[i].size) {
 773            *pkt = c->audio_pkt[i];
 774            c->audio_pkt[i].size = 0;
 775            size = pkt->size;
 776            break;
 777        }
 778     }
 779
 780     return size;
 781 }
 782
 783 int dv_produce_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt,
 784                       uint8_t* buf, int buf_size)
 785 {
 786     int size, i;
 787     const DVprofile* sys = dv_frame_profile(buf);
 788
 789     if (buf_size < 4 || buf_size < sys->frame_size)
 790         return -1;   /* Broken frame, or not enough data */
 791
 792     /* Queueing audio packet */
 793     /* FIXME: in case of no audio/bad audio we have to do something */
 794     size = dv_extract_audio_info(c, buf);
 795     c->audio_pkt[0].data = c->audio_pkt[1].data = NULL;
 796     for (i=0; i<c->ach; i++) {
 797        if (av_new_packet(&c->audio_pkt[i], size) < 0)
 798            return AVERROR_NOMEM;
 799        c->audio_pkt[i].stream_index = c->ast[i]->index;
 800        c->audio_pkt[i].pts = c->abytes * 30000*8 / c->ast[i]->codec.bit_rate;
 801        c->audio_pkt[i].flags |= PKT_FLAG_KEY;
 802     }
 803     dv_extract_audio(buf, c->audio_pkt[0].data, c->audio_pkt[1].data);
 804     c->abytes += size;
 805
 806     /* Now it's time to return video packet */
 807     size = dv_extract_video_info(c, buf);
 808     av_init_packet(pkt);
 809     pkt->destruct = __destruct_pkt;
 810     pkt->data     = buf;
 811     pkt->size     = size;
 812     pkt->flags   |= PKT_FLAG_KEY;
 813     pkt->stream_index = c->vst->id;
 814     pkt->pts      = c->frames * sys->frame_rate_base * (30000/sys->frame_rate);
 815
 816     c->frames++;
 817
 818     return size;
 819 }
 820
 821 int64_t dv_frame_offset(DVDemuxContext *c, int64_t timestamp)
 822 {
 823     const DVprofile* sys = dv_codec_profile(&c->vst->codec);
 824
 825     return sys->frame_size * ((timestamp * sys->frame_rate) /
 826                               (AV_TIME_BASE * sys->frame_rate_base));
 827 }
 828
 829 /************************************************************
 830  * Implementation of the easiest DV storage of all -- raw DV.
 831  ************************************************************/
 832
 833 typedef struct RawDVContext {
 834     uint8_t         buf[144000];
 835     DVDemuxContext* dv_demux;
 836 } RawDVContext;
 837
 838 static int dv_read_header(AVFormatContext *s,
 839                           AVFormatParameters *ap)
 840 {
 841     RawDVContext *c = s->priv_data;
 842     c->dv_demux = dv_init_demux(s);
 843
 844     return c->dv_demux ? 0 : -1;
 845 }
 846
 847
 848 static int dv_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 849 {
 850     int size;
 851     RawDVContext *c = s->priv_data;
 852
 853     size = dv_get_packet(c->dv_demux, pkt);
 854
 855     if (size < 0) {
 856         if (get_buffer(&s->pb, c->buf, 4) <= 0)
 857             return AVERROR_IO;
 858
 859         size = dv_frame_profile(c->buf)->frame_size;
 860         if (get_buffer(&s->pb, c->buf + 4, size - 4) <= 0)
 861             return AVERROR_IO;
 862
 863         size = dv_produce_packet(c->dv_demux, pkt, c->buf, size);
 864     }
 865
 866     return size;
 867 }
 868
 869 static int dv_read_seek(AVFormatContext *s, int stream_index, int64_t timestamp)
 870 {
 871     RawDVContext *c = s->priv_data;
 872
 873     return url_fseek(&s->pb, dv_frame_offset(c->dv_demux, timestamp), SEEK_SET);
 874 }
 875
 876 static int dv_read_close(AVFormatContext *s)
 877 {
 878     RawDVContext *c = s->priv_data;
 879     av_free(c->dv_demux);
 880     return 0;
 881 }
 882
 883 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
 884 {
 885     s->priv_data = dv_init_mux(s);
 886     if (!s->priv_data) {
 887         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't initialize DV format!\n"
 888                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
 889                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48Khz/PCM\n");
 890         return -1;
 891     }
 892     return 0;
 893 }
 894
 895 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 896 {
 897     uint8_t* frame;
 898     int fsize;
 899
 900     fsize = dv_assemble_frame((DVMuxContext *)s->priv_data, s->streams[pkt->stream_index],
 901                               pkt->data, pkt->size, &frame);
 902     if (fsize > 0) {
 903         put_buffer(&s->pb, frame, fsize);
 904         put_flush_packet(&s->pb);
 905     }
 906     return 0;
 907 }
 908
 909 /*
 910  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
 911  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
 912  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this
 913  * is the best strategy of all
 914  */
 915 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
 916 {
 917     dv_delete_mux((DVMuxContext *)s->priv_data);
 918     return 0;
 919 }
 920
 921 static AVInputFormat dv_iformat = {
 922     "dv",
 923     "DV video format",
 924     sizeof(RawDVContext),
 925     NULL,
 926     dv_read_header,
 927     dv_read_packet,
 928     dv_read_close,
 929     dv_read_seek,
 930     .extensions = "dv,dif",
 931 };
 932
 933 static AVOutputFormat dv_oformat = {
 934     "dv",
 935     "DV video format",
 936     NULL,
 937     "dv",
 938     sizeof(DVMuxContext),
 939     CODEC_ID_PCM_S16LE,
 940     CODEC_ID_DVVIDEO,
 941     dv_write_header,
 942     dv_write_packet,
 943     dv_write_trailer,
 944 };
 945
 946 int ff_dv_init(void)
 947 {
 948     av_register_input_format(&dv_iformat);
 949     av_register_output_format(&dv_oformat);
 950     return 0;
 951 }