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