git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/dvenc.c

   1 /*
   2  * General DV muxer/demuxer
   3  * Copyright (c) 2003 Roman Shaposhnik
   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  * 50 Mbps (DVCPRO50) support
  12  * Copyright (c) 2006 Daniel Maas <dmaas@maasdigital.com>
  13  *
  14  * This file is part of FFmpeg.
  15  *
  16  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  18  * License as published by the Free Software Foundation; either
  19  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  22  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  23  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  24  * Lesser General Public License for more details.
  25  *
  26  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  27  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  28  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  29  */
  30 #include <time.h>
  31 #include "avformat.h"
  32 #include "dvdata.h"
  33 #include "dv.h"
  34 #include "fifo.h"
  35
  36 struct DVMuxContext {
  37     const DVprofile*  sys;    /* Current DV profile. E.g.: 525/60, 625/50 */
  38     int         n_ast;        /* Number of stereo audio streams (up to 2) */
  39     AVStream   *ast[2];       /* Stereo audio streams */
  40     AVFifoBuffer  audio_data[2]; /* Fifo for storing excessive amounts of PCM */
  41     int         frames;       /* Number of a current frame */
  42     time_t      start_time;   /* Start time of recording */
  43     int         has_audio;    /* frame under contruction has audio */
  44     int         has_video;    /* frame under contruction has video */
  45     uint8_t     frame_buf[DV_MAX_FRAME_SIZE]; /* frame under contruction */
  46 };
  47
  48 static const int dv_aaux_packs_dist[12][9] = {
  49     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  50     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  51     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  52     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  53     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  54     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  55     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  56     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  57     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  58     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  59     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  60     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  61 };
  62
  63 static int dv_audio_frame_size(const DVprofile* sys, int frame)
  64 {
  65     return sys->audio_samples_dist[frame % (sizeof(sys->audio_samples_dist)/
  66                                             sizeof(sys->audio_samples_dist[0]))];
  67 }
  68
  69 static int dv_write_pack(enum dv_pack_type pack_id, DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
  70 {
  71     struct tm tc;
  72     time_t ct;
  73     int ltc_frame;
  74
  75     buf[0] = (uint8_t)pack_id;
  76     switch (pack_id) {
  77     case dv_timecode:
  78           ct = (time_t)(c->frames / ((float)c->sys->frame_rate /
  79                                      (float)c->sys->frame_rate_base));
  80           brktimegm(ct, &tc);
  81           /*
  82            * LTC drop-frame frame counter drops two frames (0 and 1) every
  83            * minute, unless it is exactly divisible by 10
  84            */
  85           ltc_frame = (c->frames + 2*ct/60 - 2*ct/600) % c->sys->ltc_divisor;
  86           buf[1] = (0 << 7) | /* Color fame: 0 - unsync; 1 - sync mode */
  87                    (1 << 6) | /* Drop frame timecode: 0 - nondrop; 1 - drop */
  88                    ((ltc_frame / 10) << 4) | /* Tens of frames */
  89                    (ltc_frame % 10);         /* Units of frames */
  90           buf[2] = (1 << 7) | /* Biphase mark polarity correction: 0 - even; 1 - odd */
  91                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
  92                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
  93           buf[3] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF0 */
  94                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
  95                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
  96           buf[4] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF2 */
  97                    (1 << 6) | /* Binary group flag BGF1 */
  98                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
  99                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 100           break;
 101     case dv_audio_source:  /* AAUX source pack */
 102           buf[1] = (0 << 7) | /* locked mode       */
 103                    (1 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 104                    (dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames) -
 105                     c->sys->audio_min_samples[0]);
 106                               /* # of samples      */
 107           buf[2] = (0 << 7) | /* multi-stereo      */
 108                    (0 << 5) | /* #of audio channels per block: 0 -- 1 channel */
 109                    (0 << 4) | /* pair bit: 0 -- one pair of channels */
 110                     0;        /* audio mode        */
 111           buf[3] = (1 << 7) | /* res               */
 112                    (1 << 6) | /* multi-language flag */
 113                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
 114                    (c->sys->n_difchan & 2); /* definition: 0 -- 25Mbps, 2 -- 50Mbps */
 115           buf[4] = (1 << 7) | /* emphasis: 1 -- off */
 116                    (0 << 6) | /* emphasis time constant: 0 -- reserved */
 117                    (0 << 3) | /* frequency: 0 -- 48Khz, 1 -- 44,1Khz, 2 -- 32Khz */
 118                     0;        /* quantization: 0 -- 16bit linear, 1 -- 12bit nonlinear */
 119           break;
 120     case dv_audio_control:
 121           buf[1] = (0 << 6) | /* copy protection: 0 -- unrestricted */
 122                    (1 << 4) | /* input source: 1 -- digital input */
 123                    (3 << 2) | /* compression: 3 -- no information */
 124                     0;        /* misc. info/SMPTE emphasis off */
 125           buf[2] = (1 << 7) | /* recording start point: 1 -- no */
 126                    (1 << 6) | /* recording end point: 1 -- no */
 127                    (1 << 3) | /* recording mode: 1 -- original */
 128                     7;
 129           buf[3] = (1 << 7) | /* direction: 1 -- forward */
 130                    (c->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P ? 0x20 : /* speed */
 131                                                          c->sys->ltc_divisor*4);
 132           buf[4] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 133                     0x7f;     /* genre category */
 134           break;
 135     case dv_audio_recdate:
 136     case dv_video_recdate:  /* VAUX recording date */
 137           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
 138                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
 139           brktimegm(ct, &tc);
 140           buf[1] = 0xff; /* ds, tm, tens of time zone, units of time zone */
 141                          /* 0xff is very likely to be "unknown" */
 142           buf[2] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 143                    ((tc.tm_mday / 10) << 4) | /* Tens of day */
 144                    (tc.tm_mday % 10);         /* Units of day */
 145           buf[3] = /* we set high 4 bits to 0, shouldn't we set them to week? */
 146                    ((tc.tm_mon / 10) << 4) |    /* Tens of month */
 147                    (tc.tm_mon  % 10);           /* Units of month */
 148           buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
 149                    (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
 150           break;
 151     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
 152     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
 153           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
 154                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
 155           brktimegm(ct, &tc);
 156           buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 157                    0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
 158           buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 159                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
 160                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
 161           buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 162                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
 163                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
 164           buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 165                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
 166                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 167           break;
 168     default:
 169           buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
 170     }
 171     return 5;
 172 }
 173
 174 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, int channel, uint8_t* frame_ptr)
 175 {
 176     int i, j, d, of, size;
 177     size = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 178     frame_ptr += channel * c->sys->difseg_size * 150 * 80;
 179     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 180        frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 181        for (j = 0; j < 9; j++) {
 182           dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j], c, &frame_ptr[3]);
 183           for (d = 8; d < 80; d+=2) {
 184              of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
 185              if (of*2 >= size)
 186                  continue;
 187
 188              frame_ptr[d] = av_fifo_peek(&c->audio_data[channel], of*2+1); // FIXME: may be we have to admit
 189              frame_ptr[d+1] = av_fifo_peek(&c->audio_data[channel], of*2); //        that DV is a big endian PCM
 190           }
 191           frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 192        }
 193     }
 194 }
 195
 196 static void dv_inject_metadata(DVMuxContext *c, uint8_t* frame)
 197 {
 198     int j, k;
 199     uint8_t* buf;
 200
 201     for (buf = frame; buf < frame + c->sys->frame_size; buf += 150 * 80) {
 202         /* DV subcode: 2nd and 3d DIFs */
 203         for (j = 80; j < 80 * 3; j += 80) {
 204             for (k = 6; k < 6 * 8; k += 8)
 205                 dv_write_pack(dv_timecode, c, &buf[j+k]);
 206
 207             if (((long)(buf-frame)/(c->sys->frame_size/(c->sys->difseg_size*c->sys->n_difchan))%c->sys->difseg_size) > 5) { /* FIXME: is this really needed ? */
 208                 dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+14]);
 209                 dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+22]);
 210                 dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+38]);
 211                 dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+46]);
 212             }
 213         }
 214
 215         /* DV VAUX: 4th, 5th and 6th 3DIFs */
 216         for (j = 80*3 + 3; j < 80*6; j += 80) {
 217             dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+5*2]);
 218             dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+5*3]);
 219             dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+5*11]);
 220             dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+5*12]);
 221         }
 222     }
 223 }
 224
 225 /*
 226  * The following 3 functions constitute our interface to the world
 227  */
 228
 229 int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
 230                       const uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
 231 {
 232     int i, reqasize;
 233
 234     *frame = &c->frame_buf[0];
 235     reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 236
 237     switch (st->codec->codec_type) {
 238     case CODEC_TYPE_VIDEO:
 239           /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 240           if (c->has_video)
 241               av_log(st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
 242
 243           memcpy(*frame, data, c->sys->frame_size);
 244           c->has_video = 1;
 245           break;
 246     case CODEC_TYPE_AUDIO:
 247           for (i = 0; i < c->n_ast && st != c->ast[i]; i++);
 248
 249           /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 250           if (av_fifo_size(&c->audio_data[i]) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
 251               av_log(st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
 252           av_fifo_write(&c->audio_data[i], data, data_size);
 253
 254           /* Lets see if we've got enough audio for one DV frame */
 255           c->has_audio |= ((reqasize <= av_fifo_size(&c->audio_data[i])) << i);
 256
 257           break;
 258     default:
 259           break;
 260     }
 261
 262     /* Lets see if we have enough data to construct one DV frame */
 263     if (c->has_video == 1 && c->has_audio + 1 == 1<<c->n_ast) {
 264         dv_inject_metadata(c, *frame);
 265         for (i=0; i<c->n_ast; i++) {
 266              dv_inject_audio(c, i, *frame);
 267              av_fifo_drain(&c->audio_data[i], reqasize);
 268         }
 269
 270         c->has_video = 0;
 271         c->has_audio = 0;
 272         c->frames++;
 273
 274         return c->sys->frame_size;
 275     }
 276
 277     return 0;
 278 }
 279
 280 DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
 281 {
 282     DVMuxContext *c = (DVMuxContext *)s->priv_data;
 283     AVStream *vst = NULL;
 284     int i;
 285
 286     /* we support at most 1 video and 2 audio streams */
 287     if (s->nb_streams > 3)
 288         return NULL;
 289
 290     c->n_ast = 0;
 291     c->ast[0] = c->ast[1] = NULL;
 292
 293     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
 294     for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
 295          switch (s->streams[i]->codec->codec_type) {
 296          case CODEC_TYPE_VIDEO:
 297                vst = s->streams[i];
 298                break;
 299          case CODEC_TYPE_AUDIO:
 300              c->ast[c->n_ast++] = s->streams[i];
 301              break;
 302          default:
 303                goto bail_out;
 304          }
 305     }
 306
 307     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
 308     if (!vst || vst->codec->codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO)
 309         goto bail_out;
 310     for (i=0; i<c->n_ast; i++) {
 311         if (c->ast[i] && (c->ast[i]->codec->codec_id != CODEC_ID_PCM_S16LE ||
 312                           c->ast[i]->codec->sample_rate != 48000 ||
 313                           c->ast[i]->codec->channels != 2))
 314             goto bail_out;
 315     }
 316     c->sys = dv_codec_profile(vst->codec);
 317     if (!c->sys)
 318         goto bail_out;
 319
 320     if((c->n_ast > 1) && (c->sys->n_difchan < 2)) {
 321         /* only 1 stereo pair is allowed in 25Mbps mode */
 322         goto bail_out;
 323     }
 324
 325     /* Ok, everything seems to be in working order */
 326     c->frames = 0;
 327     c->has_audio = 0;
 328     c->has_video = 0;
 329     c->start_time = (time_t)s->timestamp;
 330
 331     for (i=0; i<c->n_ast; i++) {
 332         if (c->ast[i] && av_fifo_init(&c->audio_data[i], 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) < 0) {
 333             while (i>0) {
 334                 i--;
 335                 av_fifo_free(&c->audio_data[i]);
 336             }
 337             goto bail_out;
 338         }
 339     }
 340
 341     return c;
 342
 343 bail_out:
 344     return NULL;
 345 }
 346
 347 void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
 348 {
 349     int i;
 350     for (i=0; i < c->n_ast; i++)
 351         av_fifo_free(&c->audio_data[i]);
 352 }
 353
 354 #ifdef CONFIG_MUXERS
 355 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
 356 {
 357     if (!dv_init_mux(s)) {
 358         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't initialize DV format!\n"
 359                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
 360                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48Khz/PCM\n"
 361                     "     (50Mbps allows an optional second audio stream)\n");
 362         return -1;
 363     }
 364     return 0;
 365 }
 366
 367 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 368 {
 369     uint8_t* frame;
 370     int fsize;
 371
 372     fsize = dv_assemble_frame((DVMuxContext *)s->priv_data, s->streams[pkt->stream_index],
 373                               pkt->data, pkt->size, &frame);
 374     if (fsize > 0) {
 375         put_buffer(&s->pb, frame, fsize);
 376         put_flush_packet(&s->pb);
 377     }
 378     return 0;
 379 }
 380
 381 /*
 382  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
 383  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
 384  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this
 385  * is the best strategy of all
 386  */
 387 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
 388 {
 389     dv_delete_mux((DVMuxContext *)s->priv_data);
 390     return 0;
 391 }
 392 #endif /* CONFIG_MUXERS */
 393
 394 #ifdef CONFIG_DV_MUXER
 395 AVOutputFormat dv_muxer = {
 396     "dv",
 397     "DV video format",
 398     NULL,
 399     "dv",
 400     sizeof(DVMuxContext),
 401     CODEC_ID_PCM_S16LE,
 402     CODEC_ID_DVVIDEO,
 403     dv_write_header,
 404     dv_write_packet,
 405     dv_write_trailer,
 406 };
 407 #endif