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

   1 /*
   2  * GXF muxer.
   3  * Copyright (c) 2006 SmartJog S.A., Baptiste Coudurier <baptiste dot coudurier at smartjog dot com>
   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/avassert.h"
  23 #include "libavutil/intfloat.h"
  24 #include "libavutil/opt.h"
  25 #include "libavutil/mathematics.h"
  26 #include "libavutil/timecode.h"
  27 #include "avformat.h"
  28 #include "internal.h"
  29 #include "gxf.h"
  30 #include "audiointerleave.h"
  31
  32 #define GXF_AUDIO_PACKET_SIZE 65536
  33
  34 #define GXF_TIMECODE(c, d, h, m, s, f) \
  35     ((c) << 30 | (d) << 29 | (h) << 24 | (m) << 16 | (s) << 8 | (f))
  36
  37 typedef struct GXFTimecode{
  38     int hh;
  39     int mm;
  40     int ss;
  41     int ff;
  42     int color;
  43     int drop;
  44 } GXFTimecode;
  45
  46 typedef struct GXFStreamContext {
  47     AudioInterleaveContext aic;
  48     uint32_t track_type;
  49     uint32_t sample_size;
  50     uint32_t sample_rate;
  51     uint16_t media_type;
  52     uint16_t media_info;
  53     int frame_rate_index;
  54     int lines_index;
  55     int fields;
  56     int iframes;
  57     int pframes;
  58     int bframes;
  59     int p_per_gop;
  60     int b_per_i_or_p; ///< number of B frames per I frame or P frame
  61     int first_gop_closed;
  62     unsigned order;   ///< interleaving order
  63 } GXFStreamContext;
  64
  65 typedef struct GXFContext {
  66     AVClass *av_class;
  67     uint32_t nb_fields;
  68     uint16_t audio_tracks;
  69     uint16_t mpeg_tracks;
  70     int64_t creation_time;
  71     uint32_t umf_start_offset;
  72     uint32_t umf_track_offset;
  73     uint32_t umf_media_offset;
  74     uint32_t umf_length;
  75     uint16_t umf_track_size;
  76     uint16_t umf_media_size;
  77     AVRational time_base;
  78     int flags;
  79     GXFStreamContext timecode_track;
  80     unsigned *flt_entries;    ///< offsets of packets /1024, starts after 2nd video field
  81     unsigned flt_entries_nb;
  82     uint64_t *map_offsets;    ///< offset of map packets
  83     unsigned map_offsets_nb;
  84     unsigned packet_count;
  85     GXFTimecode tc;
  86 } GXFContext;
  87
  88 static const struct {
  89     int height, index;
  90 } gxf_lines_tab[] = {
  91     { 480,  1 }, /* NTSC */
  92     { 512,  1 }, /* NTSC + VBI */
  93     { 576,  2 }, /* PAL */
  94     { 608,  2 }, /* PAL + VBI */
  95     { 1080, 4 },
  96     { 720,  6 },
  97 };
  98
  99 static const AVCodecTag gxf_media_types[] = {
 100     { AV_CODEC_ID_MJPEG     ,   3 }, /* NTSC */
 101     { AV_CODEC_ID_MJPEG     ,   4 }, /* PAL */
 102     { AV_CODEC_ID_PCM_S24LE ,   9 },
 103     { AV_CODEC_ID_PCM_S16LE ,  10 },
 104     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  11 }, /* NTSC */
 105     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  12 }, /* PAL */
 106     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  13 }, /* NTSC */
 107     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  14 }, /* PAL */
 108     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  15 }, /* 50M NTSC */
 109     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  16 }, /* 50M PAL */
 110     { AV_CODEC_ID_AC3       ,  17 },
 111     //{ AV_CODEC_ID_NONE,  ,   18 }, /* Non compressed 24 bit audio */
 112     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  20 }, /* MPEG HD */
 113     { AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  22 }, /* NTSC */
 114     { AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  23 }, /* PAL */
 115     { AV_CODEC_ID_NONE,         0 },
 116 };
 117
 118 #define SERVER_PATH "EXT:/PDR/default/"
 119 #define ES_NAME_PATTERN "EXT:/PDR/default/ES."
 120
 121 static int gxf_find_lines_index(AVStream *st)
 122 {
 123     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 124     int i;
 125
 126     for (i = 0; i < 6; ++i) {
 127         if (st->codec->height == gxf_lines_tab[i].height) {
 128             sc->lines_index = gxf_lines_tab[i].index;
 129             return 0;
 130         }
 131     }
 132     return -1;
 133 }
 134
 135 static void gxf_write_padding(AVIOContext *pb, int64_t to_pad)
 136 {
 137     for (; to_pad > 0; to_pad--) {
 138         avio_w8(pb, 0);
 139     }
 140 }
 141
 142 static int64_t updatePacketSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
 143 {
 144     int64_t curpos;
 145     int size;
 146
 147     size = avio_tell(pb) - pos;
 148     if (size % 4) {
 149         gxf_write_padding(pb, 4 - size % 4);
 150         size = avio_tell(pb) - pos;
 151     }
 152     curpos = avio_tell(pb);
 153     avio_seek(pb, pos + 6, SEEK_SET);
 154     avio_wb32(pb, size);
 155     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
 156     return curpos - pos;
 157 }
 158
 159 static int64_t updateSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
 160 {
 161     int64_t curpos;
 162
 163     curpos = avio_tell(pb);
 164     avio_seek(pb, pos, SEEK_SET);
 165     avio_wb16(pb, curpos - pos - 2);
 166     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
 167     return curpos - pos;
 168 }
 169
 170 static void gxf_write_packet_header(AVIOContext *pb, GXFPktType type)
 171 {
 172     avio_wb32(pb, 0);  /* packet leader for synchro */
 173     avio_w8(pb, 1);
 174     avio_w8(pb, type); /* map packet */
 175     avio_wb32(pb, 0);  /* size */
 176     avio_wb32(pb, 0);  /* reserved */
 177     avio_w8(pb, 0xE1); /* trailer 1 */
 178     avio_w8(pb, 0xE2); /* trailer 2 */
 179 }
 180
 181 static int gxf_write_mpeg_auxiliary(AVIOContext *pb, AVStream *st)
 182 {
 183     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 184     char buffer[1024];
 185     int size, starting_line;
 186
 187     if (sc->iframes) {
 188         sc->p_per_gop = sc->pframes / sc->iframes;
 189         if (sc->pframes % sc->iframes)
 190             sc->p_per_gop++;
 191         if (sc->pframes) {
 192             sc->b_per_i_or_p = sc->bframes / sc->pframes;
 193             if (sc->bframes % sc->pframes)
 194                 sc->b_per_i_or_p++;
 195         }
 196         if (sc->p_per_gop > 9)
 197             sc->p_per_gop = 9; /* ensure value won't take more than one char */
 198         if (sc->b_per_i_or_p > 9)
 199             sc->b_per_i_or_p = 9; /* ensure value won't take more than one char */
 200     }
 201     if (st->codec->height == 512 || st->codec->height == 608)
 202         starting_line = 7; // VBI
 203     else if (st->codec->height == 480)
 204         starting_line = 20;
 205     else
 206         starting_line = 23; // default PAL
 207
 208     size = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Ver 1\nBr %.6f\nIpg 1\nPpi %d\nBpiop %d\n"
 209                     "Pix 0\nCf %d\nCg %d\nSl %d\nnl16 %d\nVi 1\nf1 1\n",
 210                     (float)st->codec->bit_rate, sc->p_per_gop, sc->b_per_i_or_p,
 211                     st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ? 2 : 1, sc->first_gop_closed == 1,
 212                     starting_line, (st->codec->height + 15) / 16);
 213     av_assert0(size < sizeof(buffer));
 214     avio_w8(pb, TRACK_MPG_AUX);
 215     avio_w8(pb, size + 1);
 216     avio_write(pb, (uint8_t *)buffer, size + 1);
 217     return size + 3;
 218 }
 219
 220 static int gxf_write_dv_auxiliary(AVIOContext *pb, AVStream *st)
 221 {
 222     int64_t track_aux_data = 0;
 223
 224     avio_w8(pb, TRACK_AUX);
 225     avio_w8(pb, 8);
 226     if (st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P)
 227         track_aux_data |= 0x01;     /* marks stream as DVCAM instead of DVPRO */
 228     track_aux_data |= 0x40000000;   /* aux data is valid */
 229     avio_wl64(pb, track_aux_data);
 230     return 8;
 231 }
 232
 233 static int gxf_write_timecode_auxiliary(AVIOContext *pb, GXFContext *gxf)
 234 {
 235     uint32_t timecode = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
 236                                      gxf->tc.hh, gxf->tc.mm,
 237                                      gxf->tc.ss, gxf->tc.ff);
 238
 239     avio_w8(pb, TRACK_AUX);
 240     avio_w8(pb, 8);
 241     avio_wl32(pb, timecode);
 242     /* reserved */
 243     avio_wl32(pb, 0);
 244     return 8;
 245 }
 246
 247 static int gxf_write_track_description(AVFormatContext *s, GXFStreamContext *sc, int index)
 248 {
 249     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 250     AVIOContext *pb = s->pb;
 251     int64_t pos;
 252
 253     /* track description section */
 254     avio_w8(pb, sc->media_type + 0x80);
 255     avio_w8(pb, index + 0xC0);
 256
 257     pos = avio_tell(pb);
 258     avio_wb16(pb, 0); /* size */
 259
 260     /* media file name */
 261     avio_w8(pb, TRACK_NAME);
 262     avio_w8(pb, strlen(ES_NAME_PATTERN) + 3);
 263     avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, sizeof(ES_NAME_PATTERN) - 1);
 264     avio_wb16(pb, sc->media_info);
 265     avio_w8(pb, 0);
 266
 267     switch (sc->track_type) {
 268         case 3:     /* timecode */
 269             gxf_write_timecode_auxiliary(pb, gxf);
 270             break;
 271         case 4:     /* MPEG2 */
 272         case 9:     /* MPEG1 */
 273             gxf_write_mpeg_auxiliary(pb, s->streams[index]);
 274             break;
 275         case 5:     /* DV25 */
 276         case 6:     /* DV50 */
 277             gxf_write_dv_auxiliary(pb, s->streams[index]);
 278             break;
 279         default:
 280             avio_w8(pb, TRACK_AUX);
 281             avio_w8(pb, 8);
 282             avio_wl64(pb, 0);
 283     }
 284
 285     /* file system version */
 286     avio_w8(pb, TRACK_VER);
 287     avio_w8(pb, 4);
 288     avio_wb32(pb, 0);
 289
 290     /* frame rate */
 291     avio_w8(pb, TRACK_FPS);
 292     avio_w8(pb, 4);
 293     avio_wb32(pb, sc->frame_rate_index);
 294
 295     /* lines per frame */
 296     avio_w8(pb, TRACK_LINES);
 297     avio_w8(pb, 4);
 298     avio_wb32(pb, sc->lines_index);
 299
 300     /* fields per frame */
 301     avio_w8(pb, TRACK_FPF);
 302     avio_w8(pb, 4);
 303     avio_wb32(pb, sc->fields);
 304
 305     return updateSize(pb, pos);
 306 }
 307
 308 static int gxf_write_material_data_section(AVFormatContext *s)
 309 {
 310     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 311     AVIOContext *pb = s->pb;
 312     int64_t pos;
 313     int len;
 314     const char *filename = strrchr(s->filename, '/');
 315
 316     pos = avio_tell(pb);
 317     avio_wb16(pb, 0); /* size */
 318
 319     /* name */
 320     if (filename)
 321         filename++;
 322     else
 323         filename = s->filename;
 324     len = strlen(filename);
 325
 326     avio_w8(pb, MAT_NAME);
 327     avio_w8(pb, strlen(SERVER_PATH) + len + 1);
 328     avio_write(pb, SERVER_PATH, sizeof(SERVER_PATH) - 1);
 329     avio_write(pb, filename, len);
 330     avio_w8(pb, 0);
 331
 332     /* first field */
 333     avio_w8(pb, MAT_FIRST_FIELD);
 334     avio_w8(pb, 4);
 335     avio_wb32(pb, 0);
 336
 337     /* last field */
 338     avio_w8(pb, MAT_LAST_FIELD);
 339     avio_w8(pb, 4);
 340     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
 341
 342     /* reserved */
 343     avio_w8(pb, MAT_MARK_IN);
 344     avio_w8(pb, 4);
 345     avio_wb32(pb, 0);
 346
 347     avio_w8(pb, MAT_MARK_OUT);
 348     avio_w8(pb, 4);
 349     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
 350
 351     /* estimated size */
 352     avio_w8(pb, MAT_SIZE);
 353     avio_w8(pb, 4);
 354     avio_wb32(pb, avio_size(pb) / 1024);
 355
 356     return updateSize(pb, pos);
 357 }
 358
 359 static int gxf_write_track_description_section(AVFormatContext *s)
 360 {
 361     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 362     AVIOContext *pb = s->pb;
 363     int64_t pos;
 364     int i;
 365
 366     pos = avio_tell(pb);
 367     avio_wb16(pb, 0); /* size */
 368     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i)
 369         gxf_write_track_description(s, s->streams[i]->priv_data, i);
 370
 371     gxf_write_track_description(s, &gxf->timecode_track, s->nb_streams);
 372
 373     return updateSize(pb, pos);
 374 }
 375
 376 static int gxf_write_map_packet(AVFormatContext *s, int rewrite)
 377 {
 378     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 379     AVIOContext *pb = s->pb;
 380     int64_t pos = avio_tell(pb);
 381
 382     if (!rewrite) {
 383         if (!(gxf->map_offsets_nb % 30)) {
 384             gxf->map_offsets = av_realloc_f(gxf->map_offsets,
 385                                             sizeof(*gxf->map_offsets),
 386                                             gxf->map_offsets_nb+30);
 387             if (!gxf->map_offsets) {
 388                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not realloc map offsets\n");
 389                 return -1;
 390             }
 391         }
 392         gxf->map_offsets[gxf->map_offsets_nb++] = pos; // do not increment here
 393     }
 394
 395     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MAP);
 396
 397     /* preamble */
 398     avio_w8(pb, 0xE0); /* version */
 399     avio_w8(pb, 0xFF); /* reserved */
 400
 401     gxf_write_material_data_section(s);
 402     gxf_write_track_description_section(s);
 403
 404     return updatePacketSize(pb, pos);
 405 }
 406
 407 static int gxf_write_flt_packet(AVFormatContext *s)
 408 {
 409     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 410     AVIOContext *pb = s->pb;
 411     int64_t pos = avio_tell(pb);
 412     int fields_per_flt = (gxf->nb_fields+1) / 1000 + 1;
 413     int flt_entries = gxf->nb_fields / fields_per_flt;
 414     int i = 0;
 415
 416     gxf_write_packet_header(pb, PKT_FLT);
 417
 418     avio_wl32(pb, fields_per_flt); /* number of fields */
 419     avio_wl32(pb, flt_entries); /* number of active flt entries */
 420
 421     if (gxf->flt_entries) {
 422         for (i = 0; i < flt_entries; i++)
 423             avio_wl32(pb, gxf->flt_entries[(i*fields_per_flt)>>1]);
 424     }
 425
 426     for (; i < 1000; i++)
 427         avio_wl32(pb, 0);
 428
 429     return updatePacketSize(pb, pos);
 430 }
 431
 432 static int gxf_write_umf_material_description(AVFormatContext *s)
 433 {
 434     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 435     AVIOContext *pb = s->pb;
 436     int timecode_base = gxf->time_base.den == 60000 ? 60 : 50;
 437     int64_t timestamp = 0;
 438     AVDictionaryEntry *t;
 439     uint64_t nb_fields;
 440     uint32_t timecode_in; // timecode at mark in
 441     uint32_t timecode_out; // timecode at mark out
 442
 443     if (t = av_dict_get(s->metadata, "creation_time", NULL, 0))
 444         timestamp = ff_iso8601_to_unix_time(t->value);
 445
 446     timecode_in = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
 447                                gxf->tc.hh, gxf->tc.mm,
 448                                gxf->tc.ss, gxf->tc.ff);
 449
 450     nb_fields = gxf->nb_fields +
 451                 gxf->tc.hh * (timecode_base * 3600) +
 452                 gxf->tc.mm * (timecode_base * 60)   +
 453                 gxf->tc.ss * timecode_base          +
 454                 gxf->tc.ff;
 455
 456     timecode_out = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
 457                                 nb_fields / (timecode_base * 3600) % 24,
 458                                 nb_fields / (timecode_base * 60)   % 60,
 459                                 nb_fields /  timecode_base % 60,
 460                                 nb_fields %  timecode_base);
 461
 462     avio_wl32(pb, gxf->flags);
 463     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the longest track */
 464     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the shortest track */
 465     avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
 466     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
 467     avio_wl32(pb, timecode_in); /* timecode mark in */
 468     avio_wl32(pb, timecode_out); /* timecode mark out */
 469     avio_wl64(pb, timestamp); /* modification time */
 470     avio_wl64(pb, timestamp); /* creation time */
 471     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 472     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 473     avio_wl16(pb, gxf->audio_tracks);
 474     avio_wl16(pb, 1); /* timecode track count */
 475     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 476     avio_wl16(pb, gxf->mpeg_tracks);
 477     return 48;
 478 }
 479
 480 static int gxf_write_umf_payload(AVFormatContext *s)
 481 {
 482     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 483     AVIOContext *pb = s->pb;
 484
 485     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* total length of the umf data */
 486     avio_wl32(pb, 3); /* version */
 487     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
 488     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_offset); /* umf track section offset */
 489     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_size);
 490     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
 491     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_offset);
 492     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_size);
 493     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* user data offset */
 494     avio_wl32(pb, 0); /* user data size */
 495     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 496     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 497     return 48;
 498 }
 499
 500 static int gxf_write_umf_track_description(AVFormatContext *s)
 501 {
 502     AVIOContext *pb = s->pb;
 503     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 504     int64_t pos = avio_tell(pb);
 505     int i;
 506
 507     gxf->umf_track_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
 508     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
 509         GXFStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
 510         avio_wl16(pb, sc->media_info);
 511         avio_wl16(pb, 1);
 512     }
 513
 514     avio_wl16(pb, gxf->timecode_track.media_info);
 515     avio_wl16(pb, 1);
 516
 517     return avio_tell(pb) - pos;
 518 }
 519
 520 static int gxf_write_umf_media_mpeg(AVIOContext *pb, AVStream *st)
 521 {
 522     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 523
 524     if (st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P)
 525         avio_wl32(pb, 2);
 526     else
 527         avio_wl32(pb, 1); /* default to 420 */
 528     avio_wl32(pb, sc->first_gop_closed == 1); /* closed = 1, open = 0, unknown = 255 */
 529     avio_wl32(pb, 3); /* top = 1, bottom = 2, frame = 3, unknown = 0 */
 530     avio_wl32(pb, 1); /* I picture per GOP */
 531     avio_wl32(pb, sc->p_per_gop);
 532     avio_wl32(pb, sc->b_per_i_or_p);
 533     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO)
 534         avio_wl32(pb, 2);
 535     else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO)
 536         avio_wl32(pb, 1);
 537     else
 538         avio_wl32(pb, 0);
 539     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 540     return 32;
 541 }
 542
 543 static int gxf_write_umf_media_timecode(AVIOContext *pb, int drop)
 544 {
 545     avio_wl32(pb, drop); /* drop frame */
 546     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 547     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 548     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 549     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 550     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 551     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 552     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 553     return 32;
 554 }
 555
 556 static int gxf_write_umf_media_dv(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc, AVStream *st)
 557 {
 558     int dv_umf_data = 0;
 559
 560     if (st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV420P)
 561         dv_umf_data |= 0x20; /* marks as DVCAM instead of DVPRO */
 562     avio_wl32(pb, dv_umf_data);
 563     avio_wl32(pb, 0);
 564     avio_wl32(pb, 0);
 565     avio_wl32(pb, 0);
 566     avio_wl32(pb, 0);
 567     avio_wl32(pb, 0);
 568     avio_wl32(pb, 0);
 569     avio_wl32(pb, 0);
 570     return 32;
 571 }
 572
 573 static int gxf_write_umf_media_audio(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
 574 {
 575     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
 576     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
 577     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp up sound level */
 578     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp down sound level */
 579     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 580     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 581     return 32;
 582 }
 583
 584 static int gxf_write_umf_media_description(AVFormatContext *s)
 585 {
 586     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 587     AVIOContext *pb = s->pb;
 588     int64_t pos;
 589     int i, j;
 590
 591     pos = avio_tell(pb);
 592     gxf->umf_media_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
 593     for (i = 0; i <= s->nb_streams; ++i) {
 594         GXFStreamContext *sc;
 595         int64_t startpos, curpos;
 596
 597         if (i == s->nb_streams)
 598             sc = &gxf->timecode_track;
 599         else
 600             sc = s->streams[i]->priv_data;
 601
 602         startpos = avio_tell(pb);
 603         avio_wl16(pb, 0); /* length */
 604         avio_wl16(pb, sc->media_info);
 605         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 606         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 607         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields);
 608         avio_wl32(pb, 0); /* attributes rw, ro */
 609         avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
 610         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
 611         avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, strlen(ES_NAME_PATTERN));
 612         avio_wb16(pb, sc->media_info);
 613         for (j = strlen(ES_NAME_PATTERN)+2; j < 88; j++)
 614             avio_w8(pb, 0);
 615         avio_wl32(pb, sc->track_type);
 616         avio_wl32(pb, sc->sample_rate);
 617         avio_wl32(pb, sc->sample_size);
 618         avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 619
 620         if (sc == &gxf->timecode_track)
 621             gxf_write_umf_media_timecode(pb, gxf->tc.drop);
 622         else {
 623             AVStream *st = s->streams[i];
 624             switch (st->codec->codec_id) {
 625             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 626             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 627                 gxf_write_umf_media_mpeg(pb, st);
 628                 break;
 629             case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
 630                 gxf_write_umf_media_audio(pb, sc);
 631                 break;
 632             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
 633                 gxf_write_umf_media_dv(pb, sc, st);
 634                 break;
 635             }
 636         }
 637
 638         curpos = avio_tell(pb);
 639         avio_seek(pb, startpos, SEEK_SET);
 640         avio_wl16(pb, curpos - startpos);
 641         avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
 642     }
 643     return avio_tell(pb) - pos;
 644 }
 645
 646 static int gxf_write_umf_packet(AVFormatContext *s)
 647 {
 648     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 649     AVIOContext *pb = s->pb;
 650     int64_t pos = avio_tell(pb);
 651
 652     gxf_write_packet_header(pb, PKT_UMF);
 653
 654     /* preamble */
 655     avio_w8(pb, 3); /* first and last (only) packet */
 656     avio_wb32(pb, gxf->umf_length); /* data length */
 657
 658     gxf->umf_start_offset = avio_tell(pb);
 659     gxf_write_umf_payload(s);
 660     gxf_write_umf_material_description(s);
 661     gxf->umf_track_size = gxf_write_umf_track_description(s);
 662     gxf->umf_media_size = gxf_write_umf_media_description(s);
 663     gxf->umf_length = avio_tell(pb) - gxf->umf_start_offset;
 664     return updatePacketSize(pb, pos);
 665 }
 666
 667 static const int GXF_samples_per_frame[] = { 32768, 0 };
 668
 669 static void gxf_init_timecode_track(GXFStreamContext *sc, GXFStreamContext *vsc)
 670 {
 671     if (!vsc)
 672         return;
 673
 674     sc->media_type = vsc->sample_rate == 60 ? 7 : 8;
 675     sc->sample_rate = vsc->sample_rate;
 676     sc->media_info = ('T'<<8) | '0';
 677     sc->track_type = 3;
 678     sc->frame_rate_index = vsc->frame_rate_index;
 679     sc->lines_index = vsc->lines_index;
 680     sc->sample_size = 16;
 681     sc->fields = vsc->fields;
 682 }
 683
 684 static int gxf_init_timecode(AVFormatContext *s, GXFTimecode *tc, const char *tcstr, int fields)
 685 {
 686     char c;
 687
 688     if (sscanf(tcstr, "%d:%d:%d%c%d", &tc->hh, &tc->mm, &tc->ss, &c, &tc->ff) != 5) {
 689         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unable to parse timecode, "
 690                                 "syntax: hh:mm:ss[:;.]ff\n");
 691         return -1;
 692     }
 693
 694     tc->color = 0;
 695     tc->drop = c != ':';
 696
 697     if (fields == 2)
 698         tc->ff = tc->ff * 2;
 699
 700     return 0;
 701 }
 702
 703 static int gxf_write_header(AVFormatContext *s)
 704 {
 705     AVIOContext *pb = s->pb;
 706     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 707     GXFStreamContext *vsc = NULL;
 708     uint8_t tracks[255] = {0};
 709     int i, media_info = 0;
 710     AVDictionaryEntry *tcr = av_dict_get(s->metadata, "timecode", NULL, 0);
 711
 712     if (!pb->seekable) {
 713         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "gxf muxer does not support streamed output, patch welcome\n");
 714         return -1;
 715     }
 716
 717     gxf->flags |= 0x00080000; /* material is simple clip */
 718     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
 719         AVStream *st = s->streams[i];
 720         GXFStreamContext *sc = av_mallocz(sizeof(*sc));
 721         if (!sc)
 722             return AVERROR(ENOMEM);
 723         st->priv_data = sc;
 724
 725         sc->media_type = ff_codec_get_tag(gxf_media_types, st->codec->codec_id);
 726         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 727             if (st->codec->codec_id != AV_CODEC_ID_PCM_S16LE) {
 728                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 16 BIT PCM LE allowed for now\n");
 729                 return -1;
 730             }
 731             if (st->codec->sample_rate != 48000) {
 732                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 48000hz sampling rate is allowed\n");
 733                 return -1;
 734             }
 735             if (st->codec->channels != 1) {
 736                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only mono tracks are allowed\n");
 737                 return -1;
 738             }
 739             sc->track_type = 2;
 740             sc->sample_rate = st->codec->sample_rate;
 741             avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, sc->sample_rate);
 742             sc->sample_size = 16;
 743             sc->frame_rate_index = -2;
 744             sc->lines_index = -2;
 745             sc->fields = -2;
 746             gxf->audio_tracks++;
 747             gxf->flags |= 0x04000000; /* audio is 16 bit pcm */
 748             media_info = 'A';
 749         } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 750             if (i != 0) {
 751                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video stream must be the first track\n");
 752                 return -1;
 753             }
 754             /* FIXME check from time_base ? */
 755             if (st->codec->height == 480 || st->codec->height == 512) { /* NTSC or NTSC+VBI */
 756                 sc->frame_rate_index = 5;
 757                 sc->sample_rate = 60;
 758                 gxf->flags |= 0x00000080;
 759                 gxf->time_base = (AVRational){ 1001, 60000 };
 760             } else if (st->codec->height == 576 || st->codec->height == 608) { /* PAL or PAL+VBI */
 761                 sc->frame_rate_index = 6;
 762                 sc->media_type++;
 763                 sc->sample_rate = 50;
 764                 gxf->flags |= 0x00000040;
 765                 gxf->time_base = (AVRational){ 1, 50 };
 766             } else {
 767                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unsupported video resolution, "
 768                        "gxf muxer only accepts PAL or NTSC resolutions currently\n");
 769                 return -1;
 770             }
 771             if (!tcr)
 772                 tcr = av_dict_get(st->metadata, "timecode", NULL, 0);
 773             avpriv_set_pts_info(st, 64, gxf->time_base.num, gxf->time_base.den);
 774             if (gxf_find_lines_index(st) < 0)
 775                 sc->lines_index = -1;
 776             sc->sample_size = st->codec->bit_rate;
 777             sc->fields = 2; /* interlaced */
 778
 779             vsc = sc;
 780
 781             switch (st->codec->codec_id) {
 782             case AV_CODEC_ID_MJPEG:
 783                 sc->track_type = 1;
 784                 gxf->flags |= 0x00004000;
 785                 media_info = 'J';
 786                 break;
 787             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 788                 sc->track_type = 9;
 789                 gxf->mpeg_tracks++;
 790                 media_info = 'L';
 791                 break;
 792             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 793                 sc->first_gop_closed = -1;
 794                 sc->track_type = 4;
 795                 gxf->mpeg_tracks++;
 796                 gxf->flags |= 0x00008000;
 797                 media_info = 'M';
 798                 break;
 799             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
 800                 if (st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P) {
 801                     sc->media_type += 2;
 802                     sc->track_type = 6;
 803                     gxf->flags |= 0x00002000;
 804                     media_info = 'E';
 805                 } else {
 806                     sc->track_type = 5;
 807                     gxf->flags |= 0x00001000;
 808                     media_info = 'D';
 809                 }
 810                 break;
 811             default:
 812                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video codec not supported\n");
 813                 return -1;
 814             }
 815         }
 816         /* FIXME first 10 audio tracks are 0 to 9 next 22 are A to V */
 817         sc->media_info = media_info<<8 | ('0'+tracks[media_info]++);
 818         sc->order = s->nb_streams - st->index;
 819     }
 820
 821     if (ff_audio_interleave_init(s, GXF_samples_per_frame, (AVRational){ 1, 48000 }) < 0)
 822         return -1;
 823
 824     if (tcr && vsc)
 825         gxf_init_timecode(s, &gxf->tc, tcr->value, vsc->fields);
 826
 827     gxf_init_timecode_track(&gxf->timecode_track, vsc);
 828     gxf->flags |= 0x200000; // time code track is non-drop frame
 829
 830     gxf_write_map_packet(s, 0);
 831     gxf_write_flt_packet(s);
 832     gxf_write_umf_packet(s);
 833
 834     gxf->packet_count = 3;
 835
 836     avio_flush(pb);
 837     return 0;
 838 }
 839
 840 static int gxf_write_eos_packet(AVIOContext *pb)
 841 {
 842     int64_t pos = avio_tell(pb);
 843
 844     gxf_write_packet_header(pb, PKT_EOS);
 845     return updatePacketSize(pb, pos);
 846 }
 847
 848 static int gxf_write_trailer(AVFormatContext *s)
 849 {
 850     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 851     AVIOContext *pb = s->pb;
 852     int64_t end;
 853     int i;
 854
 855     ff_audio_interleave_close(s);
 856
 857     gxf_write_eos_packet(pb);
 858     end = avio_tell(pb);
 859     avio_seek(pb, 0, SEEK_SET);
 860     /* overwrite map, flt and umf packets with new values */
 861     gxf_write_map_packet(s, 1);
 862     gxf_write_flt_packet(s);
 863     gxf_write_umf_packet(s);
 864     avio_flush(pb);
 865     /* update duration in all map packets */
 866     for (i = 1; i < gxf->map_offsets_nb; i++) {
 867         avio_seek(pb, gxf->map_offsets[i], SEEK_SET);
 868         gxf_write_map_packet(s, 1);
 869         avio_flush(pb);
 870     }
 871
 872     avio_seek(pb, end, SEEK_SET);
 873
 874     av_freep(&gxf->flt_entries);
 875     av_freep(&gxf->map_offsets);
 876
 877     return 0;
 878 }
 879
 880 static int gxf_parse_mpeg_frame(GXFStreamContext *sc, const uint8_t *buf, int size)
 881 {
 882     uint32_t c=-1;
 883     int i;
 884     for(i=0; i<size-4 && c!=0x100; i++){
 885         c = (c<<8) + buf[i];
 886         if(c == 0x1B8 && sc->first_gop_closed == -1) /* GOP start code */
 887             sc->first_gop_closed= (buf[i+4]>>6)&1;
 888     }
 889     return (buf[i+1]>>3)&7;
 890 }
 891
 892 static int gxf_write_media_preamble(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt, int size)
 893 {
 894     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 895     AVIOContext *pb = s->pb;
 896     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 897     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 898     unsigned field_nb;
 899     /* If the video is frame-encoded, the frame numbers shall be represented by
 900      * even field numbers.
 901      * see SMPTE360M-2004  6.4.2.1.3 Media field number */
 902     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 903         field_nb = gxf->nb_fields;
 904     } else {
 905         field_nb = av_rescale_rnd(pkt->dts, gxf->time_base.den,
 906                                   (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
 907     }
 908
 909     avio_w8(pb, sc->media_type);
 910     avio_w8(pb, st->index);
 911     avio_wb32(pb, field_nb);
 912     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 913         avio_wb16(pb, 0);
 914         avio_wb16(pb, size / 2);
 915     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
 916         int frame_type = gxf_parse_mpeg_frame(sc, pkt->data, pkt->size);
 917         if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
 918             avio_w8(pb, 0x0d);
 919             sc->iframes++;
 920         } else if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_B) {
 921             avio_w8(pb, 0x0f);
 922             sc->bframes++;
 923         } else {
 924             avio_w8(pb, 0x0e);
 925             sc->pframes++;
 926         }
 927         avio_wb24(pb, size);
 928     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DVVIDEO) {
 929         avio_w8(pb, size / 4096);
 930         avio_wb24(pb, 0);
 931     } else
 932         avio_wb32(pb, size);
 933     avio_wb32(pb, field_nb);
 934     avio_w8(pb, 1); /* flags */
 935     avio_w8(pb, 0); /* reserved */
 936     return 16;
 937 }
 938
 939 static int gxf_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 940 {
 941     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 942     AVIOContext *pb = s->pb;
 943     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 944     int64_t pos = avio_tell(pb);
 945     int padding = 0;
 946     int packet_start_offset = avio_tell(pb) / 1024;
 947
 948     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MEDIA);
 949     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO && pkt->size % 4) /* MPEG-2 frames must be padded */
 950         padding = 4 - pkt->size % 4;
 951     else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
 952         padding = GXF_AUDIO_PACKET_SIZE - pkt->size;
 953     gxf_write_media_preamble(s, pkt, pkt->size + padding);
 954     avio_write(pb, pkt->data, pkt->size);
 955     gxf_write_padding(pb, padding);
 956
 957     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 958         if (!(gxf->flt_entries_nb % 500)) {
 959             gxf->flt_entries = av_realloc_f(gxf->flt_entries,
 960                                             sizeof(*gxf->flt_entries),
 961                                             gxf->flt_entries_nb+500);
 962             if (!gxf->flt_entries) {
 963                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not reallocate flt entries\n");
 964                 return -1;
 965             }
 966         }
 967         gxf->flt_entries[gxf->flt_entries_nb++] = packet_start_offset;
 968         gxf->nb_fields += 2; // count fields
 969     }
 970
 971     updatePacketSize(pb, pos);
 972
 973     gxf->packet_count++;
 974     if (gxf->packet_count == 100) {
 975         gxf_write_map_packet(s, 0);
 976         gxf->packet_count = 0;
 977     }
 978
 979     return 0;
 980 }
 981
 982 static int gxf_compare_field_nb(AVFormatContext *s, AVPacket *next, AVPacket *cur)
 983 {
 984     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 985     AVPacket *pkt[2] = { cur, next };
 986     int i, field_nb[2];
 987     GXFStreamContext *sc[2];
 988
 989     for (i = 0; i < 2; i++) {
 990         AVStream *st = s->streams[pkt[i]->stream_index];
 991         sc[i] = st->priv_data;
 992         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 993             field_nb[i] = av_rescale_rnd(pkt[i]->dts, gxf->time_base.den,
 994                                          (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
 995             field_nb[i] &= ~1; // compare against even field number because audio must be before video
 996         } else
 997             field_nb[i] = pkt[i]->dts; // dts are field based
 998     }
 999
1000     return field_nb[1] > field_nb[0] ||
1001         (field_nb[1] == field_nb[0] && sc[1]->order > sc[0]->order);
1002 }
1003
1004 static int gxf_interleave_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *out, AVPacket *pkt, int flush)
1005 {
1006     if (pkt && s->streams[pkt->stream_index]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
1007         pkt->duration = 2; // enforce 2 fields
1008     return ff_audio_rechunk_interleave(s, out, pkt, flush,
1009                                ff_interleave_packet_per_dts, gxf_compare_field_nb);
1010 }
1011
1012 AVOutputFormat ff_gxf_muxer = {
1013     .name              = "gxf",
1014     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("GXF (General eXchange Format)"),
1015     .extensions        = "gxf",
1016     .priv_data_size    = sizeof(GXFContext),
1017     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE,
1018     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1019     .write_header      = gxf_write_header,
1020     .write_packet      = gxf_write_packet,
1021     .write_trailer     = gxf_write_trailer,
1022     .interleave_packet = gxf_interleave_packet,
1023 };