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