]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/gxf.c
Merge commit 'ce9bba5340a5fb6f38974a19af019dd6aa2da035'
[ffmpeg] / libavformat / gxf.c
1 /*
2  * GXF demuxer.
3  * Copyright (c) 2006 Reimar Doeffinger
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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     int64_t track_aux_data;
35 };
36
37 /**
38  * @brief parse gxf timecode and add it to metadata
39  */
40 static int add_timecode_metadata(AVDictionary **pm, const char *key, uint32_t timecode, int fields_per_frame)
41 {
42    char tmp[128];
43    int field  = timecode & 0xff;
44    int frame  = fields_per_frame ? field / fields_per_frame : field;
45    int second = (timecode >>  8) & 0xff;
46    int minute = (timecode >> 16) & 0xff;
47    int hour   = (timecode >> 24) & 0x1f;
48    int drop   = (timecode >> 29) & 1;
49    // bit 30: color_frame, unused
50    // ignore invalid time code
51    if (timecode >> 31)
52        return 0;
53    snprintf(tmp, sizeof(tmp), "%02d:%02d:%02d%c%02d",
54        hour, minute, second, drop ? ';' : ':', frame);
55    return av_dict_set(pm, key, tmp, 0);
56 }
57
58 /**
59  * @brief parses a packet header, extracting type and length
60  * @param pb AVIOContext to read header from
61  * @param type detected packet type is stored here
62  * @param length detected packet length, excluding header is stored here
63  * @return 0 if header not found or contains invalid data, 1 otherwise
64  */
65 static int parse_packet_header(AVIOContext *pb, GXFPktType *type, int *length) {
66     if (avio_rb32(pb))
67         return 0;
68     if (avio_r8(pb) != 1)
69         return 0;
70     *type = avio_r8(pb);
71     *length = avio_rb32(pb);
72     if ((*length >> 24) || *length < 16)
73         return 0;
74     *length -= 16;
75     if (avio_rb32(pb))
76         return 0;
77     if (avio_r8(pb) != 0xe1)
78         return 0;
79     if (avio_r8(pb) != 0xe2)
80         return 0;
81     return 1;
82 }
83
84 /**
85  * @brief check if file starts with a PKT_MAP header
86  */
87 static int gxf_probe(AVProbeData *p) {
88     static const uint8_t startcode[] = {0, 0, 0, 0, 1, 0xbc}; // start with map packet
89     static const uint8_t endcode[] = {0, 0, 0, 0, 0xe1, 0xe2};
90     if (!memcmp(p->buf, startcode, sizeof(startcode)) &&
91         !memcmp(&p->buf[16 - sizeof(endcode)], endcode, sizeof(endcode)))
92         return AVPROBE_SCORE_MAX;
93     return 0;
94 }
95
96 /**
97  * @brief gets the stream index for the track with the specified id, creates new
98  *        stream if not found
99  * @param id     id of stream to find / add
100  * @param format stream format identifier
101  */
102 static int get_sindex(AVFormatContext *s, int id, int format) {
103     int i;
104     AVStream *st = NULL;
105     i = ff_find_stream_index(s, id);
106     if (i >= 0)
107         return i;
108     st = avformat_new_stream(s, NULL);
109     if (!st)
110         return AVERROR(ENOMEM);
111     st->id = id;
112     switch (format) {
113         case 3:
114         case 4:
115             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
116             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_MJPEG;
117             break;
118         case 13:
119         case 14:
120         case 15:
121         case 16:
122         case 25:
123             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
124             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_DVVIDEO;
125             break;
126         case 11:
127         case 12:
128         case 20:
129             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
130             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
131             st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_HEADERS; //get keyframe flag etc.
132             break;
133         case 22:
134         case 23:
135             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
136             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO;
137             st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_HEADERS; //get keyframe flag etc.
138             break;
139         case 9:
140             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
141             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_PCM_S24LE;
142             st->codec->channels = 1;
143             st->codec->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_MONO;
144             st->codec->sample_rate = 48000;
145             st->codec->bit_rate = 3 * 1 * 48000 * 8;
146             st->codec->block_align = 3 * 1;
147             st->codec->bits_per_coded_sample = 24;
148             break;
149         case 10:
150             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
151             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE;
152             st->codec->channels = 1;
153             st->codec->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_MONO;
154             st->codec->sample_rate = 48000;
155             st->codec->bit_rate = 2 * 1 * 48000 * 8;
156             st->codec->block_align = 2 * 1;
157             st->codec->bits_per_coded_sample = 16;
158             break;
159         case 17:
160             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
161             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_AC3;
162             st->codec->channels = 2;
163             st->codec->channel_layout = AV_CH_LAYOUT_STEREO;
164             st->codec->sample_rate = 48000;
165             break;
166         case 26: /* AVCi50 / AVCi100 (AVC Intra) */
167         case 29: /* AVCHD */
168             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
169             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_H264;
170             st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_HEADERS;
171             break;
172         // timecode tracks:
173         case 7:
174         case 8:
175         case 24:
176             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_DATA;
177             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_NONE;
178             break;
179         case 30:
180             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
181             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_DNXHD;
182             break;
183         default:
184             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_UNKNOWN;
185             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_NONE;
186             break;
187     }
188     return s->nb_streams - 1;
189 }
190
191 /**
192  * @brief filters out interesting tags from material information.
193  * @param len length of tag section, will be adjusted to contain remaining bytes
194  * @param si struct to store collected information into
195  */
196 static void gxf_material_tags(AVIOContext *pb, int *len, struct gxf_stream_info *si) {
197     si->first_field = AV_NOPTS_VALUE;
198     si->last_field = AV_NOPTS_VALUE;
199     while (*len >= 2) {
200         GXFMatTag tag = avio_r8(pb);
201         int tlen = avio_r8(pb);
202         *len -= 2;
203         if (tlen > *len)
204             return;
205         *len -= tlen;
206         if (tlen == 4) {
207             uint32_t value = avio_rb32(pb);
208             if (tag == MAT_FIRST_FIELD)
209                 si->first_field = value;
210             else if (tag == MAT_LAST_FIELD)
211                 si->last_field = value;
212         } else
213             avio_skip(pb, tlen);
214     }
215 }
216
217 static const AVRational frame_rate_tab[] = {
218     {   60,    1},
219     {60000, 1001},
220     {   50,    1},
221     {   30,    1},
222     {30000, 1001},
223     {   25,    1},
224     {   24,    1},
225     {24000, 1001},
226     {    0,    0},
227 };
228
229 /**
230  * @brief convert fps tag value to AVRational fps
231  * @param fps fps value from tag
232  * @return fps as AVRational, or 0 / 0 if unknown
233  */
234 static AVRational fps_tag2avr(int32_t fps) {
235     if (fps < 1 || fps > 9) fps = 9;
236     return frame_rate_tab[fps - 1];
237 }
238
239 /**
240  * @brief convert UMF attributes flags to AVRational fps
241  * @param flags UMF flags to convert
242  * @return fps as AVRational, or 0 / 0 if unknown
243  */
244 static AVRational fps_umf2avr(uint32_t flags) {
245     static const AVRational map[] = {{50, 1}, {60000, 1001}, {24, 1},
246         {25, 1}, {30000, 1001}};
247     int idx =  av_log2((flags & 0x7c0) >> 6);
248     return map[idx];
249 }
250
251 /**
252  * @brief filters out interesting tags from track information.
253  * @param len length of tag section, will be adjusted to contain remaining bytes
254  * @param si struct to store collected information into
255  */
256 static void gxf_track_tags(AVIOContext *pb, int *len, struct gxf_stream_info *si) {
257     si->frames_per_second = (AVRational){0, 0};
258     si->fields_per_frame = 0;
259     si->track_aux_data = 0x80000000;
260     while (*len >= 2) {
261         GXFTrackTag tag = avio_r8(pb);
262         int tlen = avio_r8(pb);
263         *len -= 2;
264         if (tlen > *len)
265             return;
266         *len -= tlen;
267         if (tlen == 4) {
268             uint32_t value = avio_rb32(pb);
269             if (tag == TRACK_FPS)
270                 si->frames_per_second = fps_tag2avr(value);
271             else if (tag == TRACK_FPF && (value == 1 || value == 2))
272                 si->fields_per_frame = value;
273         } else if (tlen == 8 && tag == TRACK_AUX)
274             si->track_aux_data = avio_rl64(pb);
275         else
276             avio_skip(pb, tlen);
277     }
278 }
279
280 /**
281  * @brief read index from FLT packet into stream 0 av_index
282  */
283 static void gxf_read_index(AVFormatContext *s, int pkt_len) {
284     AVIOContext *pb = s->pb;
285     AVStream *st;
286     uint32_t fields_per_map = avio_rl32(pb);
287     uint32_t map_cnt = avio_rl32(pb);
288     int i;
289     pkt_len -= 8;
290     if ((s->flags & AVFMT_FLAG_IGNIDX) || !s->streams) {
291         avio_skip(pb, pkt_len);
292         return;
293     }
294     st = s->streams[0];
295     if (map_cnt > 1000) {
296         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "too many index entries %u (%x)\n", map_cnt, map_cnt);
297         map_cnt = 1000;
298     }
299     if (pkt_len < 4 * map_cnt) {
300         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid index length\n");
301         avio_skip(pb, pkt_len);
302         return;
303     }
304     pkt_len -= 4 * map_cnt;
305     av_add_index_entry(st, 0, 0, 0, 0, 0);
306     for (i = 0; i < map_cnt; i++)
307         av_add_index_entry(st, (uint64_t)avio_rl32(pb) * 1024,
308                            i * (uint64_t)fields_per_map + 1, 0, 0, 0);
309     avio_skip(pb, pkt_len);
310 }
311
312 static int gxf_header(AVFormatContext *s) {
313     AVIOContext *pb = s->pb;
314     GXFPktType pkt_type;
315     int map_len;
316     int len;
317     AVRational main_timebase = {0, 0};
318     struct gxf_stream_info *si = s->priv_data;
319     int i;
320     if (!parse_packet_header(pb, &pkt_type, &map_len) || pkt_type != PKT_MAP) {
321         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "map packet not found\n");
322         return 0;
323     }
324     map_len -= 2;
325     if (avio_r8(pb) != 0x0e0 || avio_r8(pb) != 0xff) {
326         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unknown version or invalid map preamble\n");
327         return 0;
328     }
329     map_len -= 2;
330     len = avio_rb16(pb); // length of material data section
331     if (len > map_len) {
332         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "material data longer than map data\n");
333         return 0;
334     }
335     map_len -= len;
336     gxf_material_tags(pb, &len, si);
337     avio_skip(pb, len);
338     map_len -= 2;
339     len = avio_rb16(pb); // length of track description
340     if (len > map_len) {
341         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "track description longer than map data\n");
342         return 0;
343     }
344     map_len -= len;
345     while (len > 0) {
346         int track_type, track_id, track_len;
347         AVStream *st;
348         int idx;
349         len -= 4;
350         track_type = avio_r8(pb);
351         track_id = avio_r8(pb);
352         track_len = avio_rb16(pb);
353         len -= track_len;
354         if (!(track_type & 0x80)) {
355            av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid track type %x\n", track_type);
356            continue;
357         }
358         track_type &= 0x7f;
359         if ((track_id & 0xc0) != 0xc0) {
360            av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid track id %x\n", track_id);
361            continue;
362         }
363         track_id &= 0x3f;
364         gxf_track_tags(pb, &track_len, si);
365         // check for timecode tracks
366         if (track_type == 7 || track_type == 8 || track_type == 24) {
367             add_timecode_metadata(&s->metadata, "timecode",
368                                   si->track_aux_data & 0xffffffff,
369                                   si->fields_per_frame);
370
371         }
372         avio_skip(pb, track_len);
373
374         idx = get_sindex(s, track_id, track_type);
375         if (idx < 0) continue;
376         st = s->streams[idx];
377         if (!main_timebase.num || !main_timebase.den) {
378             main_timebase.num = si->frames_per_second.den;
379             main_timebase.den = si->frames_per_second.num * 2;
380         }
381         st->start_time = si->first_field;
382         if (si->first_field != AV_NOPTS_VALUE && si->last_field != AV_NOPTS_VALUE)
383             st->duration = si->last_field - si->first_field;
384     }
385     if (len < 0)
386         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid track description length specified\n");
387     if (map_len)
388         avio_skip(pb, map_len);
389     if (!parse_packet_header(pb, &pkt_type, &len)) {
390         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "sync lost in header\n");
391         return -1;
392     }
393     if (pkt_type == PKT_FLT) {
394         gxf_read_index(s, len);
395         if (!parse_packet_header(pb, &pkt_type, &len)) {
396             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "sync lost in header\n");
397             return -1;
398         }
399     }
400     if (pkt_type == PKT_UMF) {
401         if (len >= 0x39) {
402             AVRational fps;
403             len -= 0x39;
404             avio_skip(pb, 5); // preamble
405             avio_skip(pb, 0x30); // payload description
406             fps = fps_umf2avr(avio_rl32(pb));
407             if (!main_timebase.num || !main_timebase.den) {
408                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "No FPS track tag, using UMF fps tag."
409                                           " This might give wrong results.\n");
410                 // this may not always be correct, but simply the best we can get
411                 main_timebase.num = fps.den;
412                 main_timebase.den = fps.num * 2;
413             }
414
415             if (len >= 0x18) {
416                 len -= 0x18;
417                 avio_skip(pb, 0x10);
418                 add_timecode_metadata(&s->metadata, "timecode_at_mark_in",
419                                       avio_rl32(pb), si->fields_per_frame);
420                 add_timecode_metadata(&s->metadata, "timecode_at_mark_out",
421                                       avio_rl32(pb), si->fields_per_frame);
422             }
423         } else
424             av_log(s, AV_LOG_INFO, "UMF packet too short\n");
425     } else
426         av_log(s, AV_LOG_INFO, "UMF packet missing\n");
427     avio_skip(pb, len);
428     // set a fallback value, 60000/1001 is specified for audio-only files
429     // so use that regardless of why we do not know the video frame rate.
430     if (!main_timebase.num || !main_timebase.den)
431         main_timebase = (AVRational){1001, 60000};
432     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
433         AVStream *st = s->streams[i];
434         avpriv_set_pts_info(st, 32, main_timebase.num, main_timebase.den);
435     }
436     return 0;
437 }
438
439 #define READ_ONE() \
440     { \
441         if (!max_interval-- || url_feof(pb)) \
442             goto out; \
443         tmp = tmp << 8 | avio_r8(pb); \
444     }
445
446 /**
447  * @brief resync the stream on the next media packet with specified properties
448  * @param max_interval how many bytes to search for matching packet at most
449  * @param track track id the media packet must belong to, -1 for any
450  * @param timestamp minimum timestamp (== field number) the packet must have, -1 for any
451  * @return timestamp of packet found
452  */
453 static int64_t gxf_resync_media(AVFormatContext *s, uint64_t max_interval, int track, int timestamp) {
454     uint32_t tmp;
455     uint64_t last_pos;
456     uint64_t last_found_pos = 0;
457     int cur_track;
458     int64_t cur_timestamp = AV_NOPTS_VALUE;
459     int len;
460     AVIOContext *pb = s->pb;
461     GXFPktType type;
462     tmp = avio_rb32(pb);
463 start:
464     while (tmp)
465         READ_ONE();
466     READ_ONE();
467     if (tmp != 1)
468         goto start;
469     last_pos = avio_tell(pb);
470     if (avio_seek(pb, -5, SEEK_CUR) < 0)
471         goto out;
472     if (!parse_packet_header(pb, &type, &len) || type != PKT_MEDIA) {
473         if (avio_seek(pb, last_pos, SEEK_SET) < 0)
474             goto out;
475         goto start;
476     }
477     avio_r8(pb);
478     cur_track = avio_r8(pb);
479     cur_timestamp = avio_rb32(pb);
480     last_found_pos = avio_tell(pb) - 16 - 6;
481     if ((track >= 0 && track != cur_track) || (timestamp >= 0 && timestamp > cur_timestamp)) {
482         if (avio_seek(pb, last_pos, SEEK_SET) >= 0)
483             goto start;
484     }
485 out:
486     if (last_found_pos)
487         avio_seek(pb, last_found_pos, SEEK_SET);
488     return cur_timestamp;
489 }
490
491 static int gxf_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt) {
492     AVIOContext *pb = s->pb;
493     GXFPktType pkt_type;
494     int pkt_len;
495     struct gxf_stream_info *si = s->priv_data;
496
497     while (!pb->eof_reached) {
498         AVStream *st;
499         int track_type, track_id, ret;
500         int field_nr, field_info, skip = 0;
501         int stream_index;
502         if (!parse_packet_header(pb, &pkt_type, &pkt_len)) {
503             if (!url_feof(pb))
504                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "sync lost\n");
505             return -1;
506         }
507         if (pkt_type == PKT_FLT) {
508             gxf_read_index(s, pkt_len);
509             continue;
510         }
511         if (pkt_type != PKT_MEDIA) {
512             avio_skip(pb, pkt_len);
513             continue;
514         }
515         if (pkt_len < 16) {
516             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid media packet length\n");
517             continue;
518         }
519         pkt_len -= 16;
520         track_type = avio_r8(pb);
521         track_id = avio_r8(pb);
522         stream_index = get_sindex(s, track_id, track_type);
523         if (stream_index < 0)
524             return stream_index;
525         st = s->streams[stream_index];
526         field_nr = avio_rb32(pb);
527         field_info = avio_rb32(pb);
528         avio_rb32(pb); // "timeline" field number
529         avio_r8(pb); // flags
530         avio_r8(pb); // reserved
531         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_PCM_S24LE ||
532             st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_PCM_S16LE) {
533             int first = field_info >> 16;
534             int last  = field_info & 0xffff; // last is exclusive
535             int bps = av_get_bits_per_sample(st->codec->codec_id)>>3;
536             if (first <= last && last*bps <= pkt_len) {
537                 avio_skip(pb, first*bps);
538                 skip = pkt_len - last*bps;
539                 pkt_len = (last-first)*bps;
540             } else
541                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid first and last sample values\n");
542         }
543         ret = av_get_packet(pb, pkt, pkt_len);
544         if (skip)
545             avio_skip(pb, skip);
546         pkt->stream_index = stream_index;
547         pkt->dts = field_nr;
548
549         //set duration manually for DV or else lavf misdetects the frame rate
550         if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DVVIDEO)
551             pkt->duration = si->fields_per_frame;
552
553         return ret;
554     }
555     return AVERROR_EOF;
556 }
557
558 static int gxf_seek(AVFormatContext *s, int stream_index, int64_t timestamp, int flags) {
559     int res = 0;
560     uint64_t pos;
561     uint64_t maxlen = 100 * 1024 * 1024;
562     AVStream *st = s->streams[0];
563     int64_t start_time = s->streams[stream_index]->start_time;
564     int64_t found;
565     int idx;
566     if (timestamp < start_time) timestamp = start_time;
567     idx = av_index_search_timestamp(st, timestamp - start_time,
568                                     AVSEEK_FLAG_ANY | AVSEEK_FLAG_BACKWARD);
569     if (idx < 0)
570         return -1;
571     pos = st->index_entries[idx].pos;
572     if (idx < st->nb_index_entries - 2)
573         maxlen = st->index_entries[idx + 2].pos - pos;
574     maxlen = FFMAX(maxlen, 200 * 1024);
575     res = avio_seek(s->pb, pos, SEEK_SET);
576     if (res < 0)
577         return res;
578     found = gxf_resync_media(s, maxlen, -1, timestamp);
579     if (FFABS(found - timestamp) > 4)
580         return -1;
581     return 0;
582 }
583
584 static int64_t gxf_read_timestamp(AVFormatContext *s, int stream_index,
585                                   int64_t *pos, int64_t pos_limit) {
586     AVIOContext *pb = s->pb;
587     int64_t res;
588     if (avio_seek(pb, *pos, SEEK_SET) < 0)
589         return AV_NOPTS_VALUE;
590     res = gxf_resync_media(s, pos_limit - *pos, -1, -1);
591     *pos = avio_tell(pb);
592     return res;
593 }
594
595 AVInputFormat ff_gxf_demuxer = {
596     .name           = "gxf",
597     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("GXF (General eXchange Format)"),
598     .priv_data_size = sizeof(struct gxf_stream_info),
599     .read_probe     = gxf_probe,
600     .read_header    = gxf_header,
601     .read_packet    = gxf_packet,
602     .read_seek      = gxf_seek,
603     .read_timestamp = gxf_read_timestamp,
604 };