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

   1 /*
   2  * GXF demuxer.
   3  * Copyright (c) 2006 Reimar Doeffinger
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include <inttypes.h>
  23
  24 #include "libavutil/channel_layout.h"
  25 #include "libavutil/common.h"
  26 #include "avformat.h"
  27 #include "internal.h"
  28 #include "gxf.h"
  29 #include "libavcodec/mpeg12data.h"
  30
  31 struct gxf_stream_info {
  32     int64_t first_field;
  33     int64_t last_field;
  34     AVRational frames_per_second;
  35     int32_t fields_per_frame;
  36 };
  37
  38 /**
  39  * @brief parses a packet header, extracting type and length
  40  * @param pb AVIOContext to read header from
  41  * @param type detected packet type is stored here
  42  * @param length detected packet length, excluding header is stored here
  43  * @return 0 if header not found or contains invalid data, 1 otherwise
  44  */
  45 static int parse_packet_header(AVIOContext *pb, GXFPktType *type, int *length) {
  46     if (avio_rb32(pb))
  47         return 0;
  48     if (avio_r8(pb) != 1)
  49         return 0;
  50     *type = avio_r8(pb);
  51     *length = avio_rb32(pb);
  52     if ((*length >> 24) || *length < 16)
  53         return 0;
  54     *length -= 16;
  55     if (avio_rb32(pb))
  56         return 0;
  57     if (avio_r8(pb) != 0xe1)
  58         return 0;
  59     if (avio_r8(pb) != 0xe2)
  60         return 0;
  61     return 1;
  62 }
  63
  64 /**
  65  * @brief check if file starts with a PKT_MAP header
  66  */
  67 static int gxf_probe(AVProbeData *p) {
  68     static const uint8_t startcode[] = {0, 0, 0, 0, 1, 0xbc}; // start with map packet
  69     static const uint8_t endcode[] = {0, 0, 0, 0, 0xe1, 0xe2};
  70     if (!memcmp(p->buf, startcode, sizeof(startcode)) &&
  71         !memcmp(&p->buf[16 - sizeof(endcode)], endcode, sizeof(endcode)))
  72         return AVPROBE_SCORE_MAX;
  73     return 0;
  74 }
  75
  76 /**
  77  * @brief gets the stream index for the track with the specified id, creates new
  78  *        stream if not found
  79  * @param id     id of stream to find / add
  80  * @param format stream format identifier
  81  */
  82 static int get_sindex(AVFormatContext *s, int id, int format) {
  83     int i;
  84     AVStream *st = NULL;
  85     i = ff_find_stream_index(s, id);
  86     if (i >= 0)
  87         return i;
  88     st = avformat_new_stream(s, NULL);
  89     if (!st)
  90         return AVERROR(ENOMEM);
  91     st->id = id;
  92     switch (format) {
  93         case 3:
  94         case 4:
  95             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
  96             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_MJPEG;
  97             break;
  98         case 13:
  99         case 15:
 100             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 101             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_DVVIDEO;
 102             break;
 103         case 14:
 104         case 16:
 105             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 106             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_DVVIDEO;
 107             break;
 108         case 11:
 109         case 12:
 110         case 20:
 111             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 112             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
 113             st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_HEADERS; //get keyframe flag etc.
 114             break;
 115         case 22:
 116         case 23:
 117             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 118             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO;
 119             st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_HEADERS; //get keyframe flag etc.
 120             break;
 121         case 9:
 122             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
 123             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_PCM_S24LE;
 124             st->codec->channels = 1;
 125             st->codec->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_MONO;
 126             st->codec->sample_rate = 48000;
 127             st->codec->bit_rate = 3 * 1 * 48000 * 8;
 128             st->codec->block_align = 3 * 1;
 129             st->codec->bits_per_coded_sample = 24;
 130             break;
 131         case 10:
 132             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
 133             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE;
 134             st->codec->channels = 1;
 135             st->codec->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_MONO;
 136             st->codec->sample_rate = 48000;
 137             st->codec->bit_rate = 2 * 1 * 48000 * 8;
 138             st->codec->block_align = 2 * 1;
 139             st->codec->bits_per_coded_sample = 16;
 140             break;
 141         case 17:
 142             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
 143             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_AC3;
 144             st->codec->channels = 2;
 145             st->codec->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
 146             st->codec->sample_rate = 48000;
 147             break;
 148         // timecode tracks:
 149         case 7:
 150         case 8:
 151         case 24:
 152             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_DATA;
 153             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_NONE;
 154             break;
 155         default:
 156             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_UNKNOWN;
 157             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_NONE;
 158             break;
 159     }
 160     return s->nb_streams - 1;
 161 }
 162
 163 /**
 164  * @brief filters out interesting tags from material information.
 165  * @param len length of tag section, will be adjusted to contain remaining bytes
 166  * @param si struct to store collected information into
 167  */
 168 static void gxf_material_tags(AVIOContext *pb, int *len, struct gxf_stream_info *si) {
 169     si->first_field = AV_NOPTS_VALUE;
 170     si->last_field = AV_NOPTS_VALUE;
 171     while (*len >= 2) {
 172         GXFMatTag tag = avio_r8(pb);
 173         int tlen = avio_r8(pb);
 174         *len -= 2;
 175         if (tlen > *len)
 176             return;
 177         *len -= tlen;
 178         if (tlen == 4) {
 179             uint32_t value = avio_rb32(pb);
 180             if (tag == MAT_FIRST_FIELD)
 181                 si->first_field = value;
 182             else if (tag == MAT_LAST_FIELD)
 183                 si->last_field = value;
 184         } else
 185             avio_skip(pb, tlen);
 186     }
 187 }
 188
 189 static const AVRational frame_rate_tab[] = {
 190     {   60,    1},
 191     {60000, 1001},
 192     {   50,    1},
 193     {   30,    1},
 194     {30000, 1001},
 195     {   25,    1},
 196     {   24,    1},
 197     {24000, 1001},
 198     {    0,    0},
 199 };
 200
 201 /**
 202  * @brief convert fps tag value to AVRational fps
 203  * @param fps fps value from tag
 204  * @return fps as AVRational, or 0 / 0 if unknown
 205  */
 206 static AVRational fps_tag2avr(int32_t fps) {
 207     if (fps < 1 || fps > 9) fps = 9;
 208     return frame_rate_tab[fps - 1];
 209 }
 210
 211 /**
 212  * @brief convert UMF attributes flags to AVRational fps
 213  * @param flags UMF flags to convert
 214  * @return fps as AVRational, or 0 / 0 if unknown
 215  */
 216 static AVRational fps_umf2avr(uint32_t flags) {
 217     static const AVRational map[] = {{50, 1}, {60000, 1001}, {24, 1},
 218         {25, 1}, {30000, 1001}};
 219     int idx =  av_log2((flags & 0x7c0) >> 6);
 220     return map[idx];
 221 }
 222
 223 /**
 224  * @brief filters out interesting tags from track information.
 225  * @param len length of tag section, will be adjusted to contain remaining bytes
 226  * @param si struct to store collected information into
 227  */
 228 static void gxf_track_tags(AVIOContext *pb, int *len, struct gxf_stream_info *si) {
 229     si->frames_per_second = (AVRational){0, 0};
 230     si->fields_per_frame = 0;
 231     while (*len >= 2) {
 232         GXFTrackTag tag = avio_r8(pb);
 233         int tlen = avio_r8(pb);
 234         *len -= 2;
 235         if (tlen > *len)
 236             return;
 237         *len -= tlen;
 238         if (tlen == 4) {
 239             uint32_t value = avio_rb32(pb);
 240             if (tag == TRACK_FPS)
 241                 si->frames_per_second = fps_tag2avr(value);
 242             else if (tag == TRACK_FPF && (value == 1 || value == 2))
 243                 si->fields_per_frame = value;
 244         } else
 245             avio_skip(pb, tlen);
 246     }
 247 }
 248
 249 /**
 250  * @brief read index from FLT packet into stream 0 av_index
 251  */
 252 static void gxf_read_index(AVFormatContext *s, int pkt_len) {
 253     AVIOContext *pb = s->pb;
 254     AVStream *st = s->streams[0];
 255     uint32_t fields_per_map = avio_rl32(pb);
 256     uint32_t map_cnt = avio_rl32(pb);
 257     int i;
 258     pkt_len -= 8;
 259     if (s->flags & AVFMT_FLAG_IGNIDX) {
 260         avio_skip(pb, pkt_len);
 261         return;
 262     }
 263     if (map_cnt > 1000) {
 264         av_log(s, AV_LOG_ERROR,
 265                "too many index entries %"PRIu32" (%"PRIx32")\n",
 266                map_cnt, map_cnt);
 267         map_cnt = 1000;
 268     }
 269     if (pkt_len < 4 * map_cnt) {
 270         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid index length\n");
 271         avio_skip(pb, pkt_len);
 272         return;
 273     }
 274     pkt_len -= 4 * map_cnt;
 275     av_add_index_entry(st, 0, 0, 0, 0, 0);
 276     for (i = 0; i < map_cnt; i++)
 277         av_add_index_entry(st, (uint64_t)avio_rl32(pb) * 1024,
 278                            i * (uint64_t)fields_per_map + 1, 0, 0, 0);
 279     avio_skip(pb, pkt_len);
 280 }
 281
 282 static int gxf_header(AVFormatContext *s) {
 283     AVIOContext *pb = s->pb;
 284     GXFPktType pkt_type;
 285     int map_len;
 286     int len;
 287     AVRational main_timebase = {0, 0};
 288     struct gxf_stream_info *si = s->priv_data;
 289     int i;
 290     if (!parse_packet_header(pb, &pkt_type, &map_len) || pkt_type != PKT_MAP) {
 291         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "map packet not found\n");
 292         return 0;
 293     }
 294     map_len -= 2;
 295     if (avio_r8(pb) != 0x0e0 || avio_r8(pb) != 0xff) {
 296         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unknown version or invalid map preamble\n");
 297         return 0;
 298     }
 299     map_len -= 2;
 300     len = avio_rb16(pb); // length of material data section
 301     if (len > map_len) {
 302         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "material data longer than map data\n");
 303         return 0;
 304     }
 305     map_len -= len;
 306     gxf_material_tags(pb, &len, si);
 307     avio_skip(pb, len);
 308     map_len -= 2;
 309     len = avio_rb16(pb); // length of track description
 310     if (len > map_len) {
 311         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "track description longer than map data\n");
 312         return 0;
 313     }
 314     map_len -= len;
 315     while (len > 0) {
 316         int track_type, track_id, track_len;
 317         AVStream *st;
 318         int idx;
 319         len -= 4;
 320         track_type = avio_r8(pb);
 321         track_id = avio_r8(pb);
 322         track_len = avio_rb16(pb);
 323         len -= track_len;
 324         gxf_track_tags(pb, &track_len, si);
 325         avio_skip(pb, track_len);
 326         if (!(track_type & 0x80)) {
 327            av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid track type %x\n", track_type);
 328            continue;
 329         }
 330         track_type &= 0x7f;
 331         if ((track_id & 0xc0) != 0xc0) {
 332            av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid track id %x\n", track_id);
 333            continue;
 334         }
 335         track_id &= 0x3f;
 336         idx = get_sindex(s, track_id, track_type);
 337         if (idx < 0) continue;
 338         st = s->streams[idx];
 339         if (!main_timebase.num || !main_timebase.den) {
 340             main_timebase.num = si->frames_per_second.den;
 341             main_timebase.den = si->frames_per_second.num * 2;
 342         }
 343         st->start_time = si->first_field;
 344         if (si->first_field != AV_NOPTS_VALUE && si->last_field != AV_NOPTS_VALUE)
 345             st->duration = si->last_field - si->first_field;
 346     }
 347     if (len < 0)
 348         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid track description length specified\n");
 349     if (map_len)
 350         avio_skip(pb, map_len);
 351     if (!parse_packet_header(pb, &pkt_type, &len)) {
 352         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "sync lost in header\n");
 353         return -1;
 354     }
 355     if (pkt_type == PKT_FLT) {
 356         gxf_read_index(s, len);
 357         if (!parse_packet_header(pb, &pkt_type, &len)) {
 358             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "sync lost in header\n");
 359             return -1;
 360         }
 361     }
 362     if (pkt_type == PKT_UMF) {
 363         if (len >= 0x39) {
 364             AVRational fps;
 365             len -= 0x39;
 366             avio_skip(pb, 5); // preamble
 367             avio_skip(pb, 0x30); // payload description
 368             fps = fps_umf2avr(avio_rl32(pb));
 369             if (!main_timebase.num || !main_timebase.den) {
 370                 // this may not always be correct, but simply the best we can get
 371                 main_timebase.num = fps.den;
 372                 main_timebase.den = fps.num * 2;
 373             }
 374         } else
 375             av_log(s, AV_LOG_INFO, "UMF packet too short\n");
 376     } else
 377         av_log(s, AV_LOG_INFO, "UMF packet missing\n");
 378     avio_skip(pb, len);
 379     // set a fallback value, 60000/1001 is specified for audio-only files
 380     // so use that regardless of why we do not know the video frame rate.
 381     if (!main_timebase.num || !main_timebase.den)
 382         main_timebase = (AVRational){1001, 60000};
 383     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
 384         AVStream *st = s->streams[i];
 385         avpriv_set_pts_info(st, 32, main_timebase.num, main_timebase.den);
 386     }
 387     return 0;
 388 }
 389
 390 #define READ_ONE() \
 391     { \
 392         if (!max_interval-- || pb->eof_reached) \
 393             goto out; \
 394         tmp = tmp << 8 | avio_r8(pb); \
 395     }
 396
 397 /**
 398  * @brief resync the stream on the next media packet with specified properties
 399  * @param max_interval how many bytes to search for matching packet at most
 400  * @param track track id the media packet must belong to, -1 for any
 401  * @param timestamp minimum timestamp (== field number) the packet must have, -1 for any
 402  * @return timestamp of packet found
 403  */
 404 static int64_t gxf_resync_media(AVFormatContext *s, uint64_t max_interval, int track, int timestamp) {
 405     uint32_t tmp;
 406     uint64_t last_pos;
 407     uint64_t last_found_pos = 0;
 408     int cur_track;
 409     int64_t cur_timestamp = AV_NOPTS_VALUE;
 410     int len;
 411     AVIOContext *pb = s->pb;
 412     GXFPktType type;
 413     tmp = avio_rb32(pb);
 414 start:
 415     while (tmp)
 416         READ_ONE();
 417     READ_ONE();
 418     if (tmp != 1)
 419         goto start;
 420     last_pos = avio_tell(pb);
 421     if (avio_seek(pb, -5, SEEK_CUR) < 0)
 422         goto out;
 423     if (!parse_packet_header(pb, &type, &len) || type != PKT_MEDIA) {
 424         if (avio_seek(pb, last_pos, SEEK_SET) < 0)
 425             goto out;
 426         goto start;
 427     }
 428     avio_r8(pb);
 429     cur_track = avio_r8(pb);
 430     cur_timestamp = avio_rb32(pb);
 431     last_found_pos = avio_tell(pb) - 16 - 6;
 432     if ((track >= 0 && track != cur_track) || (timestamp >= 0 && timestamp > cur_timestamp)) {
 433         if (avio_seek(pb, last_pos, SEEK_SET) >= 0)
 434             goto start;
 435     }
 436 out:
 437     if (last_found_pos)
 438         avio_seek(pb, last_found_pos, SEEK_SET);
 439     return cur_timestamp;
 440 }
 441
 442 static int gxf_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt) {
 443     AVIOContext *pb = s->pb;
 444     GXFPktType pkt_type;
 445     int pkt_len;
 446     struct gxf_stream_info *si = s->priv_data;
 447
 448     while (!pb->eof_reached) {
 449         AVStream *st;
 450         int track_type, track_id, ret;
 451         int field_nr, field_info, skip = 0;
 452         int stream_index;
 453         if (!parse_packet_header(pb, &pkt_type, &pkt_len)) {
 454             if (!pb->eof_reached)
 455                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "sync lost\n");
 456             return -1;
 457         }
 458         if (pkt_type == PKT_FLT) {
 459             gxf_read_index(s, pkt_len);
 460             continue;
 461         }
 462         if (pkt_type != PKT_MEDIA) {
 463             avio_skip(pb, pkt_len);
 464             continue;
 465         }
 466         if (pkt_len < 16) {
 467             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid media packet length\n");
 468             continue;
 469         }
 470         pkt_len -= 16;
 471         track_type = avio_r8(pb);
 472         track_id = avio_r8(pb);
 473         stream_index = get_sindex(s, track_id, track_type);
 474         if (stream_index < 0)
 475             return stream_index;
 476         st = s->streams[stream_index];
 477         field_nr = avio_rb32(pb);
 478         field_info = avio_rb32(pb);
 479         avio_rb32(pb); // "timeline" field number
 480         avio_r8(pb); // flags
 481         avio_r8(pb); // reserved
 482         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_PCM_S24LE ||
 483             st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_PCM_S16LE) {
 484             int first = field_info >> 16;
 485             int last  = field_info & 0xffff; // last is exclusive
 486             int bps = av_get_bits_per_sample(st->codec->codec_id)>>3;
 487             if (first <= last && last*bps <= pkt_len) {
 488                 avio_skip(pb, first*bps);
 489                 skip = pkt_len - last*bps;
 490                 pkt_len = (last-first)*bps;
 491             } else
 492                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid first and last sample values\n");
 493         }
 494         ret = av_get_packet(pb, pkt, pkt_len);
 495         if (skip)
 496             avio_skip(pb, skip);
 497         pkt->stream_index = stream_index;
 498         pkt->dts = field_nr;
 499
 500         //set duration manually for DV or else lavf misdetects the frame rate
 501         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DVVIDEO)
 502             pkt->duration = si->fields_per_frame;
 503
 504         return ret;
 505     }
 506     return AVERROR(EIO);
 507 }
 508
 509 static int gxf_seek(AVFormatContext *s, int stream_index, int64_t timestamp, int flags) {
 510     int res = 0;
 511     uint64_t pos;
 512     uint64_t maxlen = 100 * 1024 * 1024;
 513     AVStream *st = s->streams[0];
 514     int64_t start_time = s->streams[stream_index]->start_time;
 515     int64_t found;
 516     int idx;
 517     if (timestamp < start_time) timestamp = start_time;
 518     idx = av_index_search_timestamp(st, timestamp - start_time,
 519                                     AVSEEK_FLAG_ANY | AVSEEK_FLAG_BACKWARD);
 520     if (idx < 0)
 521         return -1;
 522     pos = st->index_entries[idx].pos;
 523     if (idx < st->nb_index_entries - 2)
 524         maxlen = st->index_entries[idx + 2].pos - pos;
 525     maxlen = FFMAX(maxlen, 200 * 1024);
 526     res = avio_seek(s->pb, pos, SEEK_SET);
 527     if (res < 0)
 528         return res;
 529     found = gxf_resync_media(s, maxlen, -1, timestamp);
 530     if (FFABS(found - timestamp) > 4)
 531         return -1;
 532     return 0;
 533 }
 534
 535 static int64_t gxf_read_timestamp(AVFormatContext *s, int stream_index,
 536                                   int64_t *pos, int64_t pos_limit) {
 537     AVIOContext *pb = s->pb;
 538     int64_t res;
 539     if (avio_seek(pb, *pos, SEEK_SET) < 0)
 540         return AV_NOPTS_VALUE;
 541     res = gxf_resync_media(s, pos_limit - *pos, -1, -1);
 542     *pos = avio_tell(pb);
 543     return res;
 544 }
 545
 546 AVInputFormat ff_gxf_demuxer = {
 547     .name           = "gxf",
 548     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("GXF (General eXchange Format)"),
 549     .priv_data_size = sizeof(struct gxf_stream_info),
 550     .read_probe     = gxf_probe,
 551     .read_header    = gxf_header,
 552     .read_packet    = gxf_packet,
 553     .read_seek      = gxf_seek,
 554     .read_timestamp = gxf_read_timestamp,
 555 };