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
  31 #define GXF_SAMPLES_PER_FRAME 32768
  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     int64_t pkt_cnt;
  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->codecpar->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->codecpar->height == 512 || st->codecpar->height == 608)
 202         starting_line = 7; // VBI
 203     else if (st->codecpar->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->codecpar->bit_rate, sc->p_per_gop, sc->b_per_i_or_p,
 211                     st->codecpar->format == AV_PIX_FMT_YUV422P ? 2 : 1, sc->first_gop_closed == 1,
 212                     starting_line, (st->codecpar->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->codecpar->format == 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->url, '/');
 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->url;
 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             int err;
 385             if ((err = av_reallocp_array(&gxf->map_offsets,
 386                                          gxf->map_offsets_nb + 30,
 387                                          sizeof(*gxf->map_offsets))) < 0) {
 388                 gxf->map_offsets_nb = 0;
 389                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not realloc map offsets\n");
 390                 return err;
 391             }
 392         }
 393         gxf->map_offsets[gxf->map_offsets_nb++] = pos; // do not increment here
 394     }
 395
 396     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MAP);
 397
 398     /* preamble */
 399     avio_w8(pb, 0xE0); /* version */
 400     avio_w8(pb, 0xFF); /* reserved */
 401
 402     gxf_write_material_data_section(s);
 403     gxf_write_track_description_section(s);
 404
 405     return updatePacketSize(pb, pos);
 406 }
 407
 408 static int gxf_write_flt_packet(AVFormatContext *s)
 409 {
 410     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 411     AVIOContext *pb = s->pb;
 412     int64_t pos = avio_tell(pb);
 413     int fields_per_flt = (gxf->nb_fields+1) / 1000 + 1;
 414     int flt_entries = gxf->nb_fields / fields_per_flt;
 415     int i = 0;
 416
 417     gxf_write_packet_header(pb, PKT_FLT);
 418
 419     avio_wl32(pb, fields_per_flt); /* number of fields */
 420     avio_wl32(pb, flt_entries); /* number of active flt entries */
 421
 422     if (gxf->flt_entries) {
 423         for (i = 0; i < flt_entries; i++)
 424             avio_wl32(pb, gxf->flt_entries[(i*fields_per_flt)>>1]);
 425     }
 426
 427     for (; i < 1000; i++)
 428         avio_wl32(pb, 0);
 429
 430     return updatePacketSize(pb, pos);
 431 }
 432
 433 static int gxf_write_umf_material_description(AVFormatContext *s)
 434 {
 435     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 436     AVIOContext *pb = s->pb;
 437     int timecode_base = gxf->time_base.den == 60000 ? 60 : 50;
 438     int64_t timestamp = 0;
 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     ff_parse_creation_time_metadata(s, &timestamp, 1);
 444
 445     timecode_in = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
 446                                gxf->tc.hh, gxf->tc.mm,
 447                                gxf->tc.ss, gxf->tc.ff);
 448
 449     nb_fields = gxf->nb_fields +
 450                 gxf->tc.hh * (timecode_base * 3600) +
 451                 gxf->tc.mm * (timecode_base * 60)   +
 452                 gxf->tc.ss * timecode_base          +
 453                 gxf->tc.ff;
 454
 455     timecode_out = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
 456                                 nb_fields / (timecode_base * 3600) % 24,
 457                                 nb_fields / (timecode_base * 60)   % 60,
 458                                 nb_fields /  timecode_base % 60,
 459                                 nb_fields %  timecode_base);
 460
 461     avio_wl32(pb, gxf->flags);
 462     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the longest track */
 463     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the shortest track */
 464     avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
 465     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
 466     avio_wl32(pb, timecode_in); /* timecode mark in */
 467     avio_wl32(pb, timecode_out); /* timecode mark out */
 468     avio_wl64(pb, timestamp); /* modification time */
 469     avio_wl64(pb, timestamp); /* creation time */
 470     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 471     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 472     avio_wl16(pb, gxf->audio_tracks);
 473     avio_wl16(pb, 1); /* timecode track count */
 474     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 475     avio_wl16(pb, gxf->mpeg_tracks);
 476     return 48;
 477 }
 478
 479 static int gxf_write_umf_payload(AVFormatContext *s)
 480 {
 481     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 482     AVIOContext *pb = s->pb;
 483
 484     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* total length of the umf data */
 485     avio_wl32(pb, 3); /* version */
 486     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
 487     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_offset); /* umf track section offset */
 488     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_size);
 489     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
 490     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_offset);
 491     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_size);
 492     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* user data offset */
 493     avio_wl32(pb, 0); /* user data size */
 494     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 495     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 496     return 48;
 497 }
 498
 499 static int gxf_write_umf_track_description(AVFormatContext *s)
 500 {
 501     AVIOContext *pb = s->pb;
 502     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 503     int64_t pos = avio_tell(pb);
 504     int i;
 505
 506     gxf->umf_track_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
 507     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
 508         GXFStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
 509         avio_wl16(pb, sc->media_info);
 510         avio_wl16(pb, 1);
 511     }
 512
 513     avio_wl16(pb, gxf->timecode_track.media_info);
 514     avio_wl16(pb, 1);
 515
 516     return avio_tell(pb) - pos;
 517 }
 518
 519 static int gxf_write_umf_media_mpeg(AVIOContext *pb, AVStream *st)
 520 {
 521     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 522
 523     if (st->codecpar->format == AV_PIX_FMT_YUV422P)
 524         avio_wl32(pb, 2);
 525     else
 526         avio_wl32(pb, 1); /* default to 420 */
 527     avio_wl32(pb, sc->first_gop_closed == 1); /* closed = 1, open = 0, unknown = 255 */
 528     avio_wl32(pb, 3); /* top = 1, bottom = 2, frame = 3, unknown = 0 */
 529     avio_wl32(pb, 1); /* I picture per GOP */
 530     avio_wl32(pb, sc->p_per_gop);
 531     avio_wl32(pb, sc->b_per_i_or_p);
 532     if (st->codecpar->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO)
 533         avio_wl32(pb, 2);
 534     else if (st->codecpar->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO)
 535         avio_wl32(pb, 1);
 536     else
 537         avio_wl32(pb, 0);
 538     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 539     return 32;
 540 }
 541
 542 static int gxf_write_umf_media_timecode(AVIOContext *pb, int drop)
 543 {
 544     avio_wl32(pb, drop); /* drop frame */
 545     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 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     return 32;
 553 }
 554
 555 static int gxf_write_umf_media_dv(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc, AVStream *st)
 556 {
 557     int dv_umf_data = 0;
 558
 559     if (st->codecpar->format == AV_PIX_FMT_YUV420P)
 560         dv_umf_data |= 0x20; /* marks as DVCAM instead of DVPRO */
 561     avio_wl32(pb, dv_umf_data);
 562     avio_wl32(pb, 0);
 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     return 32;
 570 }
 571
 572 static int gxf_write_umf_media_audio(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
 573 {
 574     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
 575     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
 576     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp up sound level */
 577     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp down sound level */
 578     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 579     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 580     return 32;
 581 }
 582
 583 static int gxf_write_umf_media_description(AVFormatContext *s)
 584 {
 585     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 586     AVIOContext *pb = s->pb;
 587     int64_t pos;
 588     int i, j;
 589
 590     pos = avio_tell(pb);
 591     gxf->umf_media_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
 592     for (i = 0; i <= s->nb_streams; ++i) {
 593         GXFStreamContext *sc;
 594         int64_t startpos, curpos;
 595
 596         if (i == s->nb_streams)
 597             sc = &gxf->timecode_track;
 598         else
 599             sc = s->streams[i]->priv_data;
 600
 601         startpos = avio_tell(pb);
 602         avio_wl16(pb, 0); /* length */
 603         avio_wl16(pb, sc->media_info);
 604         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 605         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 606         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields);
 607         avio_wl32(pb, 0); /* attributes rw, ro */
 608         avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
 609         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
 610         avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, strlen(ES_NAME_PATTERN));
 611         avio_wb16(pb, sc->media_info);
 612         for (j = strlen(ES_NAME_PATTERN)+2; j < 88; j++)
 613             avio_w8(pb, 0);
 614         avio_wl32(pb, sc->track_type);
 615         avio_wl32(pb, sc->sample_rate);
 616         avio_wl32(pb, sc->sample_size);
 617         avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 618
 619         if (sc == &gxf->timecode_track)
 620             gxf_write_umf_media_timecode(pb, gxf->tc.drop);
 621         else {
 622             AVStream *st = s->streams[i];
 623             switch (st->codecpar->codec_id) {
 624             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 625             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 626                 gxf_write_umf_media_mpeg(pb, st);
 627                 break;
 628             case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
 629                 gxf_write_umf_media_audio(pb, sc);
 630                 break;
 631             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
 632                 gxf_write_umf_media_dv(pb, sc, st);
 633                 break;
 634             }
 635         }
 636
 637         curpos = avio_tell(pb);
 638         avio_seek(pb, startpos, SEEK_SET);
 639         avio_wl16(pb, curpos - startpos);
 640         avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
 641     }
 642     return avio_tell(pb) - pos;
 643 }
 644
 645 static int gxf_write_umf_packet(AVFormatContext *s)
 646 {
 647     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 648     AVIOContext *pb = s->pb;
 649     int64_t pos = avio_tell(pb);
 650
 651     gxf_write_packet_header(pb, PKT_UMF);
 652
 653     /* preamble */
 654     avio_w8(pb, 3); /* first and last (only) packet */
 655     avio_wb32(pb, gxf->umf_length); /* data length */
 656
 657     gxf->umf_start_offset = avio_tell(pb);
 658     gxf_write_umf_payload(s);
 659     gxf_write_umf_material_description(s);
 660     gxf->umf_track_size = gxf_write_umf_track_description(s);
 661     gxf->umf_media_size = gxf_write_umf_media_description(s);
 662     gxf->umf_length = avio_tell(pb) - gxf->umf_start_offset;
 663     return updatePacketSize(pb, pos);
 664 }
 665
 666 static void gxf_init_timecode_track(GXFStreamContext *sc, GXFStreamContext *vsc)
 667 {
 668     if (!vsc)
 669         return;
 670
 671     sc->media_type = vsc->sample_rate == 60 ? 7 : 8;
 672     sc->sample_rate = vsc->sample_rate;
 673     sc->media_info = ('T'<<8) | '0';
 674     sc->track_type = 3;
 675     sc->frame_rate_index = vsc->frame_rate_index;
 676     sc->lines_index = vsc->lines_index;
 677     sc->sample_size = 16;
 678     sc->fields = vsc->fields;
 679 }
 680
 681 static int gxf_init_timecode(AVFormatContext *s, GXFTimecode *tc, const char *tcstr, int fields)
 682 {
 683     char c;
 684
 685     if (sscanf(tcstr, "%d:%d:%d%c%d", &tc->hh, &tc->mm, &tc->ss, &c, &tc->ff) != 5) {
 686         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unable to parse timecode, "
 687                                 "syntax: hh:mm:ss[:;.]ff\n");
 688         return -1;
 689     }
 690
 691     tc->color = 0;
 692     tc->drop = c != ':';
 693
 694     if (fields == 2)
 695         tc->ff = tc->ff * 2;
 696
 697     return 0;
 698 }
 699
 700 static int gxf_write_header(AVFormatContext *s)
 701 {
 702     AVIOContext *pb = s->pb;
 703     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 704     GXFStreamContext *vsc = NULL;
 705     uint8_t tracks[255] = {0};
 706     int i, media_info = 0;
 707     int ret;
 708     AVDictionaryEntry *tcr = av_dict_get(s->metadata, "timecode", NULL, 0);
 709
 710     if (!(pb->seekable & AVIO_SEEKABLE_NORMAL)) {
 711         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "gxf muxer does not support streamed output, patch welcome\n");
 712         return -1;
 713     }
 714
 715     gxf->flags |= 0x00080000; /* material is simple clip */
 716     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
 717         AVStream *st = s->streams[i];
 718         GXFStreamContext *sc = av_mallocz(sizeof(*sc));
 719         if (!sc)
 720             return AVERROR(ENOMEM);
 721         st->priv_data = sc;
 722
 723         sc->media_type = ff_codec_get_tag(gxf_media_types, st->codecpar->codec_id);
 724         if (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 725             if (st->codecpar->codec_id != AV_CODEC_ID_PCM_S16LE) {
 726                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 16 BIT PCM LE allowed for now\n");
 727                 return -1;
 728             }
 729             if (st->codecpar->sample_rate != 48000) {
 730                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 48000hz sampling rate is allowed\n");
 731                 return -1;
 732             }
 733             if (st->codecpar->channels != 1) {
 734                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only mono tracks are allowed\n");
 735                 return -1;
 736             }
 737             ret = ff_stream_add_bitstream_filter(st, "pcm_rechunk", "n="AV_STRINGIFY(GXF_SAMPLES_PER_FRAME));
 738             if (ret < 0)
 739                 return ret;
 740             sc->track_type = 2;
 741             sc->sample_rate = st->codecpar->sample_rate;
 742             avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, sc->sample_rate);
 743             sc->sample_size = 16;
 744             sc->frame_rate_index = -2;
 745             sc->lines_index = -2;
 746             sc->fields = -2;
 747             gxf->audio_tracks++;
 748             gxf->flags |= 0x04000000; /* audio is 16 bit pcm */
 749             media_info = 'A';
 750         } else if (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 751             if (i != 0) {
 752                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video stream must be the first track\n");
 753                 return -1;
 754             }
 755             /* FIXME check from time_base ? */
 756             if (st->codecpar->height == 480 || st->codecpar->height == 512) { /* NTSC or NTSC+VBI */
 757                 sc->frame_rate_index = 5;
 758                 sc->sample_rate = 60;
 759                 gxf->flags |= 0x00000080;
 760                 gxf->time_base = (AVRational){ 1001, 60000 };
 761             } else if (st->codecpar->height == 576 || st->codecpar->height == 608) { /* PAL or PAL+VBI */
 762                 sc->frame_rate_index = 6;
 763                 sc->media_type++;
 764                 sc->sample_rate = 50;
 765                 gxf->flags |= 0x00000040;
 766                 gxf->time_base = (AVRational){ 1, 50 };
 767             } else {
 768                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unsupported video resolution, "
 769                        "gxf muxer only accepts PAL or NTSC resolutions currently\n");
 770                 return -1;
 771             }
 772             if (!tcr)
 773                 tcr = av_dict_get(st->metadata, "timecode", NULL, 0);
 774             avpriv_set_pts_info(st, 64, gxf->time_base.num, gxf->time_base.den);
 775             if (gxf_find_lines_index(st) < 0)
 776                 sc->lines_index = -1;
 777             sc->sample_size = st->codecpar->bit_rate;
 778             sc->fields = 2; /* interlaced */
 779
 780             vsc = sc;
 781
 782             switch (st->codecpar->codec_id) {
 783             case AV_CODEC_ID_MJPEG:
 784                 sc->track_type = 1;
 785                 gxf->flags |= 0x00004000;
 786                 media_info = 'J';
 787                 break;
 788             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 789                 sc->track_type = 9;
 790                 gxf->mpeg_tracks++;
 791                 media_info = 'L';
 792                 break;
 793             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 794                 sc->first_gop_closed = -1;
 795                 sc->track_type = 4;
 796                 gxf->mpeg_tracks++;
 797                 gxf->flags |= 0x00008000;
 798                 media_info = 'M';
 799                 break;
 800             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
 801                 if (st->codecpar->format == AV_PIX_FMT_YUV422P) {
 802                     sc->media_type += 2;
 803                     sc->track_type = 6;
 804                     gxf->flags |= 0x00002000;
 805                     media_info = 'E';
 806                 } else {
 807                     sc->track_type = 5;
 808                     gxf->flags |= 0x00001000;
 809                     media_info = 'D';
 810                 }
 811                 break;
 812             default:
 813                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video codec not supported\n");
 814                 return -1;
 815             }
 816         }
 817         /* FIXME first 10 audio tracks are 0 to 9 next 22 are A to V */
 818         sc->media_info = media_info<<8 | ('0'+tracks[media_info]++);
 819         sc->order = s->nb_streams - st->index;
 820     }
 821
 822     if (tcr && vsc)
 823         gxf_init_timecode(s, &gxf->tc, tcr->value, vsc->fields);
 824
 825     gxf_init_timecode_track(&gxf->timecode_track, vsc);
 826     gxf->flags |= 0x200000; // time code track is non-drop frame
 827
 828     if ((ret = gxf_write_map_packet(s, 0)) < 0)
 829         return ret;
 830     gxf_write_flt_packet(s);
 831     gxf_write_umf_packet(s);
 832
 833     gxf->packet_count = 3;
 834
 835     return 0;
 836 }
 837
 838 static int gxf_write_eos_packet(AVIOContext *pb)
 839 {
 840     int64_t pos = avio_tell(pb);
 841
 842     gxf_write_packet_header(pb, PKT_EOS);
 843     return updatePacketSize(pb, pos);
 844 }
 845
 846 static int gxf_write_trailer(AVFormatContext *s)
 847 {
 848     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 849     AVIOContext *pb = s->pb;
 850     int64_t end;
 851     int i;
 852     int ret;
 853
 854     gxf_write_eos_packet(pb);
 855     end = avio_tell(pb);
 856     avio_seek(pb, 0, SEEK_SET);
 857     /* overwrite map, flt and umf packets with new values */
 858     if ((ret = gxf_write_map_packet(s, 1)) < 0)
 859         return ret;
 860     gxf_write_flt_packet(s);
 861     gxf_write_umf_packet(s);
 862     /* update duration in all map packets */
 863     for (i = 1; i < gxf->map_offsets_nb; i++) {
 864         avio_seek(pb, gxf->map_offsets[i], SEEK_SET);
 865         if ((ret = gxf_write_map_packet(s, 1)) < 0)
 866             return ret;
 867     }
 868
 869     avio_seek(pb, end, SEEK_SET);
 870
 871     return 0;
 872 }
 873
 874 static void gxf_deinit(AVFormatContext *s)
 875 {
 876     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 877
 878     av_freep(&gxf->flt_entries);
 879     av_freep(&gxf->map_offsets);
 880 }
 881
 882 static int gxf_parse_mpeg_frame(GXFStreamContext *sc, const uint8_t *buf, int size)
 883 {
 884     uint32_t c=-1;
 885     int i;
 886     for(i=0; i<size-4 && c!=0x100; i++){
 887         c = (c<<8) + buf[i];
 888         if(c == 0x1B8 && sc->first_gop_closed == -1) /* GOP start code */
 889             sc->first_gop_closed= (buf[i+4]>>6)&1;
 890     }
 891     return (buf[i+1]>>3)&7;
 892 }
 893
 894 static int gxf_write_media_preamble(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt, int size)
 895 {
 896     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 897     AVIOContext *pb = s->pb;
 898     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 899     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 900     unsigned field_nb;
 901     /* If the video is frame-encoded, the frame numbers shall be represented by
 902      * even field numbers.
 903      * see SMPTE360M-2004  6.4.2.1.3 Media field number */
 904     if (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 905         field_nb = gxf->nb_fields;
 906     } else {
 907         field_nb = av_rescale_rnd(pkt->dts, gxf->time_base.den,
 908                                   (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
 909     }
 910
 911     avio_w8(pb, sc->media_type);
 912     avio_w8(pb, st->index);
 913     avio_wb32(pb, field_nb);
 914     if (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 915         avio_wb16(pb, 0);
 916         avio_wb16(pb, size / 2);
 917     } else if (st->codecpar->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
 918         int frame_type = gxf_parse_mpeg_frame(sc, pkt->data, pkt->size);
 919         if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
 920             avio_w8(pb, 0x0d);
 921             sc->iframes++;
 922         } else if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_B) {
 923             avio_w8(pb, 0x0f);
 924             sc->bframes++;
 925         } else {
 926             avio_w8(pb, 0x0e);
 927             sc->pframes++;
 928         }
 929         avio_wb24(pb, size);
 930     } else if (st->codecpar->codec_id == AV_CODEC_ID_DVVIDEO) {
 931         avio_w8(pb, size / 4096);
 932         avio_wb24(pb, 0);
 933     } else
 934         avio_wb32(pb, size);
 935     avio_wb32(pb, field_nb);
 936     avio_w8(pb, 1); /* flags */
 937     avio_w8(pb, 0); /* reserved */
 938     return 16;
 939 }
 940
 941 static int gxf_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 942 {
 943     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 944     AVIOContext *pb = s->pb;
 945     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 946     int64_t pos = avio_tell(pb);
 947     int padding = 0;
 948     unsigned packet_start_offset = avio_tell(pb) / 1024;
 949     int ret;
 950
 951     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MEDIA);
 952     if (st->codecpar->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO && pkt->size % 4) /* MPEG-2 frames must be padded */
 953         padding = 4 - pkt->size % 4;
 954     else if (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
 955         padding = GXF_AUDIO_PACKET_SIZE - pkt->size;
 956     gxf_write_media_preamble(s, pkt, pkt->size + padding);
 957     avio_write(pb, pkt->data, pkt->size);
 958     gxf_write_padding(pb, padding);
 959
 960     if (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 961         if (!(gxf->flt_entries_nb % 500)) {
 962             int err;
 963             if ((err = av_reallocp_array(&gxf->flt_entries,
 964                                          gxf->flt_entries_nb + 500,
 965                                          sizeof(*gxf->flt_entries))) < 0) {
 966                 gxf->flt_entries_nb = 0;
 967                 gxf->nb_fields = 0;
 968                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not reallocate flt entries\n");
 969                 return err;
 970             }
 971         }
 972         gxf->flt_entries[gxf->flt_entries_nb++] = packet_start_offset;
 973         gxf->nb_fields += 2; // count fields
 974     }
 975
 976     updatePacketSize(pb, pos);
 977
 978     gxf->packet_count++;
 979     if (gxf->packet_count == 100) {
 980         if ((ret = gxf_write_map_packet(s, 0)) < 0)
 981             return ret;
 982         gxf->packet_count = 0;
 983     }
 984
 985     return 0;
 986 }
 987
 988 static int gxf_compare_field_nb(AVFormatContext *s, const AVPacket *next,
 989                                                     const AVPacket *cur)
 990 {
 991     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 992     const AVPacket *pkt[2] = { cur, next };
 993     int i, field_nb[2];
 994     GXFStreamContext *sc[2];
 995
 996     for (i = 0; i < 2; i++) {
 997         AVStream *st = s->streams[pkt[i]->stream_index];
 998         sc[i] = st->priv_data;
 999         if (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
1000             field_nb[i] = av_rescale_rnd(pkt[i]->dts, gxf->time_base.den,
1001                                          (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
1002             field_nb[i] &= ~1; // compare against even field number because audio must be before video
1003         } else
1004             field_nb[i] = pkt[i]->dts; // dts are field based
1005     }
1006
1007     return field_nb[1] > field_nb[0] ||
1008         (field_nb[1] == field_nb[0] && sc[1]->order > sc[0]->order);
1009 }
1010
1011 static int gxf_interleave_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *out, AVPacket *pkt, int flush)
1012 {
1013     int ret;
1014     if (pkt) {
1015         AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
1016         GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
1017         if (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
1018             pkt->pts = pkt->dts = sc->pkt_cnt * 2; // enforce 2 fields
1019         else
1020             pkt->pts = pkt->dts = sc->pkt_cnt * GXF_SAMPLES_PER_FRAME;
1021         sc->pkt_cnt++;
1022         if ((ret = ff_interleave_add_packet(s, pkt, gxf_compare_field_nb)) < 0)
1023             return ret;
1024     }
1025     return ff_interleave_packet_per_dts(s, out, NULL, flush);
1026 }
1027
1028 AVOutputFormat ff_gxf_muxer = {
1029     .name              = "gxf",
1030     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("GXF (General eXchange Format)"),
1031     .extensions        = "gxf",
1032     .priv_data_size    = sizeof(GXFContext),
1033     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE,
1034     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1035     .write_header      = gxf_write_header,
1036     .write_packet      = gxf_write_packet,
1037     .write_trailer     = gxf_write_trailer,
1038     .deinit            = gxf_deinit,
1039     .interleave_packet = gxf_interleave_packet,
1040 };