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 Libav.
   6  *
   7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9  * License as published by the Free Software Foundation; either
  10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11  *
  12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15  * Lesser General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 #include "libavutil/intfloat.h"
  23 #include "libavutil/mathematics.h"
  24 #include "avformat.h"
  25 #include "internal.h"
  26 #include "gxf.h"
  27 #include "riff.h"
  28 #include "audiointerleave.h"
  29
  30 #define GXF_AUDIO_PACKET_SIZE 65536
  31
  32 typedef struct GXFStreamContext {
  33     AudioInterleaveContext aic;
  34     uint32_t track_type;
  35     uint32_t sample_size;
  36     uint32_t sample_rate;
  37     uint16_t media_type;
  38     uint16_t media_info;
  39     int frame_rate_index;
  40     int lines_index;
  41     int fields;
  42     int iframes;
  43     int pframes;
  44     int bframes;
  45     int p_per_gop;
  46     int b_per_i_or_p; ///< number of B frames per I frame or P frame
  47     int first_gop_closed;
  48     unsigned order;   ///< interleaving order
  49 } GXFStreamContext;
  50
  51 typedef struct GXFContext {
  52     uint32_t nb_fields;
  53     uint16_t audio_tracks;
  54     uint16_t mpeg_tracks;
  55     int64_t creation_time;
  56     uint32_t umf_start_offset;
  57     uint32_t umf_track_offset;
  58     uint32_t umf_media_offset;
  59     uint32_t umf_length;
  60     uint16_t umf_track_size;
  61     uint16_t umf_media_size;
  62     AVRational time_base;
  63     int flags;
  64     GXFStreamContext timecode_track;
  65     unsigned *flt_entries;    ///< offsets of packets /1024, starts after 2nd video field
  66     unsigned flt_entries_nb;
  67     uint64_t *map_offsets;    ///< offset of map packets
  68     unsigned map_offsets_nb;
  69     unsigned packet_count;
  70 } GXFContext;
  71
  72 static const struct {
  73     int height, index;
  74 } gxf_lines_tab[] = {
  75     { 480,  1 }, /* NTSC */
  76     { 512,  1 }, /* NTSC + VBI */
  77     { 576,  2 }, /* PAL */
  78     { 608,  2 }, /* PAL + VBI */
  79     { 1080, 4 },
  80     { 720,  6 },
  81 };
  82
  83 static const AVCodecTag gxf_media_types[] = {
  84     { AV_CODEC_ID_MJPEG     ,   3 }, /* NTSC */
  85     { AV_CODEC_ID_MJPEG     ,   4 }, /* PAL */
  86     { AV_CODEC_ID_PCM_S24LE ,   9 },
  87     { AV_CODEC_ID_PCM_S16LE ,  10 },
  88     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  11 }, /* NTSC */
  89     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  12 }, /* PAL */
  90     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  13 }, /* NTSC */
  91     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  14 }, /* PAL */
  92     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  15 }, /* 50M NTSC */
  93     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  16 }, /* 50M PAL */
  94     { AV_CODEC_ID_AC3       ,  17 },
  95     //{ AV_CODEC_ID_NONE,  ,   18 }, /* Non compressed 24 bit audio */
  96     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  20 }, /* MPEG HD */
  97     { AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  22 }, /* NTSC */
  98     { AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  23 }, /* PAL */
  99     { AV_CODEC_ID_NONE,         0 },
 100 };
 101
 102 #define SERVER_PATH "EXT:/PDR/default/"
 103 #define ES_NAME_PATTERN "EXT:/PDR/default/ES."
 104
 105 static int gxf_find_lines_index(AVStream *st)
 106 {
 107     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 108     int i;
 109
 110     for (i = 0; i < 6; ++i) {
 111         if (st->codec->height == gxf_lines_tab[i].height) {
 112             sc->lines_index = gxf_lines_tab[i].index;
 113             return 0;
 114         }
 115     }
 116     return -1;
 117 }
 118
 119 static void gxf_write_padding(AVIOContext *pb, int64_t to_pad)
 120 {
 121     for (; to_pad > 0; to_pad--) {
 122         avio_w8(pb, 0);
 123     }
 124 }
 125
 126 static int64_t updatePacketSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
 127 {
 128     int64_t curpos;
 129     int size;
 130
 131     size = avio_tell(pb) - pos;
 132     if (size % 4) {
 133         gxf_write_padding(pb, 4 - size % 4);
 134         size = avio_tell(pb) - pos;
 135     }
 136     curpos = avio_tell(pb);
 137     avio_seek(pb, pos + 6, SEEK_SET);
 138     avio_wb32(pb, size);
 139     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
 140     return curpos - pos;
 141 }
 142
 143 static int64_t updateSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
 144 {
 145     int64_t curpos;
 146
 147     curpos = avio_tell(pb);
 148     avio_seek(pb, pos, SEEK_SET);
 149     avio_wb16(pb, curpos - pos - 2);
 150     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
 151     return curpos - pos;
 152 }
 153
 154 static void gxf_write_packet_header(AVIOContext *pb, GXFPktType type)
 155 {
 156     avio_wb32(pb, 0);  /* packet leader for synchro */
 157     avio_w8(pb, 1);
 158     avio_w8(pb, type); /* map packet */
 159     avio_wb32(pb, 0);  /* size */
 160     avio_wb32(pb, 0);  /* reserved */
 161     avio_w8(pb, 0xE1); /* trailer 1 */
 162     avio_w8(pb, 0xE2); /* trailer 2 */
 163 }
 164
 165 static int gxf_write_mpeg_auxiliary(AVIOContext *pb, AVStream *st)
 166 {
 167     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 168     char buffer[1024];
 169     int size, starting_line;
 170
 171     if (sc->iframes) {
 172         sc->p_per_gop = sc->pframes / sc->iframes;
 173         if (sc->pframes % sc->iframes)
 174             sc->p_per_gop++;
 175         if (sc->pframes) {
 176             sc->b_per_i_or_p = sc->bframes / sc->pframes;
 177             if (sc->bframes % sc->pframes)
 178                 sc->b_per_i_or_p++;
 179         }
 180         if (sc->p_per_gop > 9)
 181             sc->p_per_gop = 9; /* ensure value won't take more than one char */
 182         if (sc->b_per_i_or_p > 9)
 183             sc->b_per_i_or_p = 9; /* ensure value won't take more than one char */
 184     }
 185     if (st->codec->height == 512 || st->codec->height == 608)
 186         starting_line = 7; // VBI
 187     else if (st->codec->height == 480)
 188         starting_line = 20;
 189     else
 190         starting_line = 23; // default PAL
 191
 192     size = snprintf(buffer, 1024, "Ver 1\nBr %.6f\nIpg 1\nPpi %d\nBpiop %d\n"
 193                     "Pix 0\nCf %d\nCg %d\nSl %d\nnl16 %d\nVi 1\nf1 1\n",
 194                     (float)st->codec->bit_rate, sc->p_per_gop, sc->b_per_i_or_p,
 195                     st->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV422P ? 2 : 1, sc->first_gop_closed == 1,
 196                     starting_line, (st->codec->height + 15) / 16);
 197     avio_w8(pb, TRACK_MPG_AUX);
 198     avio_w8(pb, size + 1);
 199     avio_write(pb, (uint8_t *)buffer, size + 1);
 200     return size + 3;
 201 }
 202
 203 static int gxf_write_timecode_auxiliary(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
 204 {
 205     avio_w8(pb, 0); /* fields */
 206     avio_w8(pb, 0); /* seconds */
 207     avio_w8(pb, 0); /* minutes */
 208     avio_w8(pb, 0); /* flags + hours */
 209     /* reserved */
 210     avio_wb32(pb, 0);
 211     return 8;
 212 }
 213
 214 static int gxf_write_track_description(AVFormatContext *s, GXFStreamContext *sc, int index)
 215 {
 216     AVIOContext *pb = s->pb;
 217     int64_t pos;
 218     int mpeg = sc->track_type == 4 || sc->track_type == 9;
 219
 220     /* track description section */
 221     avio_w8(pb, sc->media_type + 0x80);
 222     avio_w8(pb, index + 0xC0);
 223
 224     pos = avio_tell(pb);
 225     avio_wb16(pb, 0); /* size */
 226
 227     /* media file name */
 228     avio_w8(pb, TRACK_NAME);
 229     avio_w8(pb, strlen(ES_NAME_PATTERN) + 3);
 230     avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, sizeof(ES_NAME_PATTERN) - 1);
 231     avio_wb16(pb, sc->media_info);
 232     avio_w8(pb, 0);
 233
 234     if (!mpeg) {
 235         /* auxiliary information */
 236         avio_w8(pb, TRACK_AUX);
 237         avio_w8(pb, 8);
 238         if (sc->track_type == 3)
 239             gxf_write_timecode_auxiliary(pb, sc);
 240         else
 241             avio_wl64(pb, 0);
 242     }
 243
 244     /* file system version */
 245     avio_w8(pb, TRACK_VER);
 246     avio_w8(pb, 4);
 247     avio_wb32(pb, 0);
 248
 249     if (mpeg)
 250         gxf_write_mpeg_auxiliary(pb, s->streams[index]);
 251
 252     /* frame rate */
 253     avio_w8(pb, TRACK_FPS);
 254     avio_w8(pb, 4);
 255     avio_wb32(pb, sc->frame_rate_index);
 256
 257     /* lines per frame */
 258     avio_w8(pb, TRACK_LINES);
 259     avio_w8(pb, 4);
 260     avio_wb32(pb, sc->lines_index);
 261
 262     /* fields per frame */
 263     avio_w8(pb, TRACK_FPF);
 264     avio_w8(pb, 4);
 265     avio_wb32(pb, sc->fields);
 266
 267     return updateSize(pb, pos);
 268 }
 269
 270 static int gxf_write_material_data_section(AVFormatContext *s)
 271 {
 272     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 273     AVIOContext *pb = s->pb;
 274     int64_t pos;
 275     int len;
 276     const char *filename = strrchr(s->filename, '/');
 277
 278     pos = avio_tell(pb);
 279     avio_wb16(pb, 0); /* size */
 280
 281     /* name */
 282     if (filename)
 283         filename++;
 284     else
 285         filename = s->filename;
 286     len = strlen(filename);
 287
 288     avio_w8(pb, MAT_NAME);
 289     avio_w8(pb, strlen(SERVER_PATH) + len + 1);
 290     avio_write(pb, SERVER_PATH, sizeof(SERVER_PATH) - 1);
 291     avio_write(pb, filename, len);
 292     avio_w8(pb, 0);
 293
 294     /* first field */
 295     avio_w8(pb, MAT_FIRST_FIELD);
 296     avio_w8(pb, 4);
 297     avio_wb32(pb, 0);
 298
 299     /* last field */
 300     avio_w8(pb, MAT_LAST_FIELD);
 301     avio_w8(pb, 4);
 302     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
 303
 304     /* reserved */
 305     avio_w8(pb, MAT_MARK_IN);
 306     avio_w8(pb, 4);
 307     avio_wb32(pb, 0);
 308
 309     avio_w8(pb, MAT_MARK_OUT);
 310     avio_w8(pb, 4);
 311     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
 312
 313     /* estimated size */
 314     avio_w8(pb, MAT_SIZE);
 315     avio_w8(pb, 4);
 316     avio_wb32(pb, avio_size(pb) / 1024);
 317
 318     return updateSize(pb, pos);
 319 }
 320
 321 static int gxf_write_track_description_section(AVFormatContext *s)
 322 {
 323     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 324     AVIOContext *pb = s->pb;
 325     int64_t pos;
 326     int i;
 327
 328     pos = avio_tell(pb);
 329     avio_wb16(pb, 0); /* size */
 330     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i)
 331         gxf_write_track_description(s, s->streams[i]->priv_data, i);
 332
 333     gxf_write_track_description(s, &gxf->timecode_track, s->nb_streams);
 334
 335     return updateSize(pb, pos);
 336 }
 337
 338 static int gxf_write_map_packet(AVFormatContext *s, int rewrite)
 339 {
 340     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 341     AVIOContext *pb = s->pb;
 342     int64_t pos = avio_tell(pb);
 343
 344     if (!rewrite) {
 345         if (!(gxf->map_offsets_nb % 30)) {
 346             gxf->map_offsets = av_realloc(gxf->map_offsets,
 347                                           (gxf->map_offsets_nb+30)*sizeof(*gxf->map_offsets));
 348             if (!gxf->map_offsets) {
 349                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not realloc map offsets\n");
 350                 return -1;
 351             }
 352         }
 353         gxf->map_offsets[gxf->map_offsets_nb++] = pos; // do not increment here
 354     }
 355
 356     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MAP);
 357
 358     /* preamble */
 359     avio_w8(pb, 0xE0); /* version */
 360     avio_w8(pb, 0xFF); /* reserved */
 361
 362     gxf_write_material_data_section(s);
 363     gxf_write_track_description_section(s);
 364
 365     return updatePacketSize(pb, pos);
 366 }
 367
 368 static int gxf_write_flt_packet(AVFormatContext *s)
 369 {
 370     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 371     AVIOContext *pb = s->pb;
 372     int64_t pos = avio_tell(pb);
 373     int fields_per_flt = (gxf->nb_fields+1) / 1000 + 1;
 374     int flt_entries = gxf->nb_fields / fields_per_flt;
 375     int i = 0;
 376
 377     gxf_write_packet_header(pb, PKT_FLT);
 378
 379     avio_wl32(pb, fields_per_flt); /* number of fields */
 380     avio_wl32(pb, flt_entries); /* number of active flt entries */
 381
 382     if (gxf->flt_entries) {
 383         for (i = 0; i < flt_entries; i++)
 384             avio_wl32(pb, gxf->flt_entries[(i*fields_per_flt)>>1]);
 385     }
 386
 387     for (; i < 1000; i++)
 388         avio_wl32(pb, 0);
 389
 390     return updatePacketSize(pb, pos);
 391 }
 392
 393 static int gxf_write_umf_material_description(AVFormatContext *s)
 394 {
 395     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 396     AVIOContext *pb = s->pb;
 397     int timecode_base = gxf->time_base.den == 60000 ? 60 : 50;
 398     int64_t timestamp = 0;
 399     AVDictionaryEntry *t;
 400     uint32_t timecode;
 401
 402     if (t = av_dict_get(s->metadata, "creation_time", NULL, 0))
 403         timestamp = ff_iso8601_to_unix_time(t->value);
 404
 405     // XXX drop frame
 406     timecode =
 407         gxf->nb_fields / (timecode_base * 3600) % 24 << 24 | // hours
 408         gxf->nb_fields / (timecode_base * 60) % 60   << 16 | // minutes
 409         gxf->nb_fields /  timecode_base % 60         <<  8 | // seconds
 410         gxf->nb_fields %  timecode_base;                     // fields
 411
 412     avio_wl32(pb, gxf->flags);
 413     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the longest track */
 414     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the shortest track */
 415     avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
 416     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
 417     avio_wl32(pb, 0); /* timecode mark in */
 418     avio_wl32(pb, timecode); /* timecode mark out */
 419     avio_wl64(pb, timestamp); /* modification time */
 420     avio_wl64(pb, timestamp); /* creation time */
 421     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 422     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 423     avio_wl16(pb, gxf->audio_tracks);
 424     avio_wl16(pb, 1); /* timecode track count */
 425     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 426     avio_wl16(pb, gxf->mpeg_tracks);
 427     return 48;
 428 }
 429
 430 static int gxf_write_umf_payload(AVFormatContext *s)
 431 {
 432     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 433     AVIOContext *pb = s->pb;
 434
 435     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* total length of the umf data */
 436     avio_wl32(pb, 3); /* version */
 437     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
 438     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_offset); /* umf track section offset */
 439     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_size);
 440     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
 441     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_offset);
 442     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_size);
 443     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* user data offset */
 444     avio_wl32(pb, 0); /* user data size */
 445     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 446     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 447     return 48;
 448 }
 449
 450 static int gxf_write_umf_track_description(AVFormatContext *s)
 451 {
 452     AVIOContext *pb = s->pb;
 453     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 454     int64_t pos = avio_tell(pb);
 455     int i;
 456
 457     gxf->umf_track_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
 458     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
 459         GXFStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
 460         avio_wl16(pb, sc->media_info);
 461         avio_wl16(pb, 1);
 462     }
 463
 464     avio_wl16(pb, gxf->timecode_track.media_info);
 465     avio_wl16(pb, 1);
 466
 467     return avio_tell(pb) - pos;
 468 }
 469
 470 static int gxf_write_umf_media_mpeg(AVIOContext *pb, AVStream *st)
 471 {
 472     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 473
 474     if (st->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV422P)
 475         avio_wl32(pb, 2);
 476     else
 477         avio_wl32(pb, 1); /* default to 420 */
 478     avio_wl32(pb, sc->first_gop_closed == 1); /* closed = 1, open = 0, unknown = 255 */
 479     avio_wl32(pb, 3); /* top = 1, bottom = 2, frame = 3, unknown = 0 */
 480     avio_wl32(pb, 1); /* I picture per GOP */
 481     avio_wl32(pb, sc->p_per_gop);
 482     avio_wl32(pb, sc->b_per_i_or_p);
 483     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO)
 484         avio_wl32(pb, 2);
 485     else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO)
 486         avio_wl32(pb, 1);
 487     else
 488         avio_wl32(pb, 0);
 489     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 490     return 32;
 491 }
 492
 493 static int gxf_write_umf_media_timecode(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
 494 {
 495     avio_wl32(pb, 1); /* non drop frame */
 496     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 497     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 498     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 499     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 500     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 501     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 502     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 503     return 32;
 504 }
 505
 506 static int gxf_write_umf_media_dv(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
 507 {
 508     int i;
 509
 510     for (i = 0; i < 8; i++) {
 511         avio_wb32(pb, 0);
 512     }
 513     return 32;
 514 }
 515
 516 static int gxf_write_umf_media_audio(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
 517 {
 518     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
 519     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
 520     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp up sound level */
 521     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp down sound level */
 522     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 523     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 524     return 32;
 525 }
 526
 527 static int gxf_write_umf_media_description(AVFormatContext *s)
 528 {
 529     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 530     AVIOContext *pb = s->pb;
 531     int64_t pos;
 532     int i, j;
 533
 534     pos = avio_tell(pb);
 535     gxf->umf_media_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
 536     for (i = 0; i <= s->nb_streams; ++i) {
 537         GXFStreamContext *sc;
 538         int64_t startpos, curpos;
 539
 540         if (i == s->nb_streams)
 541             sc = &gxf->timecode_track;
 542         else
 543             sc = s->streams[i]->priv_data;
 544
 545         startpos = avio_tell(pb);
 546         avio_wl16(pb, 0); /* length */
 547         avio_wl16(pb, sc->media_info);
 548         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 549         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
 550         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields);
 551         avio_wl32(pb, 0); /* attributes rw, ro */
 552         avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
 553         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
 554         avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, strlen(ES_NAME_PATTERN));
 555         avio_wb16(pb, sc->media_info);
 556         for (j = strlen(ES_NAME_PATTERN)+2; j < 88; j++)
 557             avio_w8(pb, 0);
 558         avio_wl32(pb, sc->track_type);
 559         avio_wl32(pb, sc->sample_rate);
 560         avio_wl32(pb, sc->sample_size);
 561         avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
 562
 563         if (sc == &gxf->timecode_track)
 564             gxf_write_umf_media_timecode(pb, sc); /* 8 0bytes */
 565         else {
 566             AVStream *st = s->streams[i];
 567             switch (st->codec->codec_id) {
 568             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 569             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 570                 gxf_write_umf_media_mpeg(pb, st);
 571                 break;
 572             case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
 573                 gxf_write_umf_media_audio(pb, sc);
 574                 break;
 575             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
 576                 gxf_write_umf_media_dv(pb, sc);
 577                 break;
 578             }
 579         }
 580
 581         curpos = avio_tell(pb);
 582         avio_seek(pb, startpos, SEEK_SET);
 583         avio_wl16(pb, curpos - startpos);
 584         avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
 585     }
 586     return avio_tell(pb) - pos;
 587 }
 588
 589 static int gxf_write_umf_packet(AVFormatContext *s)
 590 {
 591     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 592     AVIOContext *pb = s->pb;
 593     int64_t pos = avio_tell(pb);
 594
 595     gxf_write_packet_header(pb, PKT_UMF);
 596
 597     /* preamble */
 598     avio_w8(pb, 3); /* first and last (only) packet */
 599     avio_wb32(pb, gxf->umf_length); /* data length */
 600
 601     gxf->umf_start_offset = avio_tell(pb);
 602     gxf_write_umf_payload(s);
 603     gxf_write_umf_material_description(s);
 604     gxf->umf_track_size = gxf_write_umf_track_description(s);
 605     gxf->umf_media_size = gxf_write_umf_media_description(s);
 606     gxf->umf_length = avio_tell(pb) - gxf->umf_start_offset;
 607     return updatePacketSize(pb, pos);
 608 }
 609
 610 static const int GXF_samples_per_frame[] = { 32768, 0 };
 611
 612 static void gxf_init_timecode_track(GXFStreamContext *sc, GXFStreamContext *vsc)
 613 {
 614     if (!vsc)
 615         return;
 616
 617     sc->media_type = vsc->sample_rate == 60 ? 7 : 8;
 618     sc->sample_rate = vsc->sample_rate;
 619     sc->media_info = ('T'<<8) | '0';
 620     sc->track_type = 3;
 621     sc->frame_rate_index = vsc->frame_rate_index;
 622     sc->lines_index = vsc->lines_index;
 623     sc->sample_size = 16;
 624     sc->fields = vsc->fields;
 625 }
 626
 627 static int gxf_write_header(AVFormatContext *s)
 628 {
 629     AVIOContext *pb = s->pb;
 630     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 631     GXFStreamContext *vsc = NULL;
 632     uint8_t tracks[255] = {0};
 633     int i, media_info = 0;
 634
 635     if (!pb->seekable) {
 636         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "gxf muxer does not support streamed output, patch welcome");
 637         return -1;
 638     }
 639
 640     gxf->flags |= 0x00080000; /* material is simple clip */
 641     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
 642         AVStream *st = s->streams[i];
 643         GXFStreamContext *sc = av_mallocz(sizeof(*sc));
 644         if (!sc)
 645             return AVERROR(ENOMEM);
 646         st->priv_data = sc;
 647
 648         sc->media_type = ff_codec_get_tag(gxf_media_types, st->codec->codec_id);
 649         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 650             if (st->codec->codec_id != AV_CODEC_ID_PCM_S16LE) {
 651                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 16 BIT PCM LE allowed for now\n");
 652                 return -1;
 653             }
 654             if (st->codec->sample_rate != 48000) {
 655                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 48000hz sampling rate is allowed\n");
 656                 return -1;
 657             }
 658             if (st->codec->channels != 1) {
 659                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only mono tracks are allowed\n");
 660                 return -1;
 661             }
 662             sc->track_type = 2;
 663             sc->sample_rate = st->codec->sample_rate;
 664             avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, sc->sample_rate);
 665             sc->sample_size = 16;
 666             sc->frame_rate_index = -2;
 667             sc->lines_index = -2;
 668             sc->fields = -2;
 669             gxf->audio_tracks++;
 670             gxf->flags |= 0x04000000; /* audio is 16 bit pcm */
 671             media_info = 'A';
 672         } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 673             if (i != 0) {
 674                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video stream must be the first track\n");
 675                 return -1;
 676             }
 677             /* FIXME check from time_base ? */
 678             if (st->codec->height == 480 || st->codec->height == 512) { /* NTSC or NTSC+VBI */
 679                 sc->frame_rate_index = 5;
 680                 sc->sample_rate = 60;
 681                 gxf->flags |= 0x00000080;
 682                 gxf->time_base = (AVRational){ 1001, 60000 };
 683             } else if (st->codec->height == 576 || st->codec->height == 608) { /* PAL or PAL+VBI */
 684                 sc->frame_rate_index = 6;
 685                 sc->media_type++;
 686                 sc->sample_rate = 50;
 687                 gxf->flags |= 0x00000040;
 688                 gxf->time_base = (AVRational){ 1, 50 };
 689             } else {
 690                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unsupported video resolution, "
 691                        "gxf muxer only accepts PAL or NTSC resolutions currently\n");
 692                 return -1;
 693             }
 694             avpriv_set_pts_info(st, 64, gxf->time_base.num, gxf->time_base.den);
 695             if (gxf_find_lines_index(st) < 0)
 696                 sc->lines_index = -1;
 697             sc->sample_size = st->codec->bit_rate;
 698             sc->fields = 2; /* interlaced */
 699
 700             vsc = sc;
 701
 702             switch (st->codec->codec_id) {
 703             case AV_CODEC_ID_MJPEG:
 704                 sc->track_type = 1;
 705                 gxf->flags |= 0x00004000;
 706                 media_info = 'J';
 707                 break;
 708             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
 709                 sc->track_type = 9;
 710                 gxf->mpeg_tracks++;
 711                 media_info = 'L';
 712                 break;
 713             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
 714                 sc->first_gop_closed = -1;
 715                 sc->track_type = 4;
 716                 gxf->mpeg_tracks++;
 717                 gxf->flags |= 0x00008000;
 718                 media_info = 'M';
 719                 break;
 720             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
 721                 if (st->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV422P) {
 722                     sc->media_type += 2;
 723                     sc->track_type = 6;
 724                     gxf->flags |= 0x00002000;
 725                     media_info = 'E';
 726                 } else {
 727                     sc->track_type = 5;
 728                     gxf->flags |= 0x00001000;
 729                     media_info = 'D';
 730                 }
 731                 break;
 732             default:
 733                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video codec not supported\n");
 734                 return -1;
 735             }
 736         }
 737         /* FIXME first 10 audio tracks are 0 to 9 next 22 are A to V */
 738         sc->media_info = media_info<<8 | ('0'+tracks[media_info]++);
 739         sc->order = s->nb_streams - st->index;
 740     }
 741
 742     if (ff_audio_interleave_init(s, GXF_samples_per_frame, (AVRational){ 1, 48000 }) < 0)
 743         return -1;
 744
 745     gxf_init_timecode_track(&gxf->timecode_track, vsc);
 746     gxf->flags |= 0x200000; // time code track is non-drop frame
 747
 748     gxf_write_map_packet(s, 0);
 749     gxf_write_flt_packet(s);
 750     gxf_write_umf_packet(s);
 751
 752     gxf->packet_count = 3;
 753
 754     avio_flush(pb);
 755     return 0;
 756 }
 757
 758 static int gxf_write_eos_packet(AVIOContext *pb)
 759 {
 760     int64_t pos = avio_tell(pb);
 761
 762     gxf_write_packet_header(pb, PKT_EOS);
 763     return updatePacketSize(pb, pos);
 764 }
 765
 766 static int gxf_write_trailer(AVFormatContext *s)
 767 {
 768     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 769     AVIOContext *pb = s->pb;
 770     int64_t end;
 771     int i;
 772
 773     ff_audio_interleave_close(s);
 774
 775     gxf_write_eos_packet(pb);
 776     end = avio_tell(pb);
 777     avio_seek(pb, 0, SEEK_SET);
 778     /* overwrite map, flt and umf packets with new values */
 779     gxf_write_map_packet(s, 1);
 780     gxf_write_flt_packet(s);
 781     gxf_write_umf_packet(s);
 782     avio_flush(pb);
 783     /* update duration in all map packets */
 784     for (i = 1; i < gxf->map_offsets_nb; i++) {
 785         avio_seek(pb, gxf->map_offsets[i], SEEK_SET);
 786         gxf_write_map_packet(s, 1);
 787         avio_flush(pb);
 788     }
 789
 790     avio_seek(pb, end, SEEK_SET);
 791
 792     av_freep(&gxf->flt_entries);
 793     av_freep(&gxf->map_offsets);
 794
 795     return 0;
 796 }
 797
 798 static int gxf_parse_mpeg_frame(GXFStreamContext *sc, const uint8_t *buf, int size)
 799 {
 800     uint32_t c=-1;
 801     int i;
 802     for(i=0; i<size-4 && c!=0x100; i++){
 803         c = (c<<8) + buf[i];
 804         if(c == 0x1B8 && sc->first_gop_closed == -1) /* GOP start code */
 805             sc->first_gop_closed= (buf[i+4]>>6)&1;
 806     }
 807     return (buf[i+1]>>3)&7;
 808 }
 809
 810 static int gxf_write_media_preamble(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt, int size)
 811 {
 812     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 813     AVIOContext *pb = s->pb;
 814     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 815     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
 816     unsigned field_nb;
 817     /* If the video is frame-encoded, the frame numbers shall be represented by
 818      * even field numbers.
 819      * see SMPTE360M-2004  6.4.2.1.3 Media field number */
 820     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 821         field_nb = gxf->nb_fields;
 822     } else {
 823         field_nb = av_rescale_rnd(pkt->dts, gxf->time_base.den,
 824                                   (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
 825     }
 826
 827     avio_w8(pb, sc->media_type);
 828     avio_w8(pb, st->index);
 829     avio_wb32(pb, field_nb);
 830     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 831         avio_wb16(pb, 0);
 832         avio_wb16(pb, size / 2);
 833     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
 834         int frame_type = gxf_parse_mpeg_frame(sc, pkt->data, pkt->size);
 835         if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
 836             avio_w8(pb, 0x0d);
 837             sc->iframes++;
 838         } else if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_B) {
 839             avio_w8(pb, 0x0f);
 840             sc->bframes++;
 841         } else {
 842             avio_w8(pb, 0x0e);
 843             sc->pframes++;
 844         }
 845         avio_wb24(pb, size);
 846     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DVVIDEO) {
 847         avio_w8(pb, size / 4096);
 848         avio_wb24(pb, 0);
 849     } else
 850         avio_wb32(pb, size);
 851     avio_wb32(pb, field_nb);
 852     avio_w8(pb, 1); /* flags */
 853     avio_w8(pb, 0); /* reserved */
 854     return 16;
 855 }
 856
 857 static int gxf_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 858 {
 859     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 860     AVIOContext *pb = s->pb;
 861     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
 862     int64_t pos = avio_tell(pb);
 863     int padding = 0;
 864     int packet_start_offset = avio_tell(pb) / 1024;
 865
 866     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MEDIA);
 867     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO && pkt->size % 4) /* MPEG-2 frames must be padded */
 868         padding = 4 - pkt->size % 4;
 869     else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
 870         padding = GXF_AUDIO_PACKET_SIZE - pkt->size;
 871     gxf_write_media_preamble(s, pkt, pkt->size + padding);
 872     avio_write(pb, pkt->data, pkt->size);
 873     gxf_write_padding(pb, padding);
 874
 875     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 876         if (!(gxf->flt_entries_nb % 500)) {
 877             gxf->flt_entries = av_realloc(gxf->flt_entries,
 878                                           (gxf->flt_entries_nb+500)*sizeof(*gxf->flt_entries));
 879             if (!gxf->flt_entries) {
 880                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not reallocate flt entries\n");
 881                 return -1;
 882             }
 883         }
 884         gxf->flt_entries[gxf->flt_entries_nb++] = packet_start_offset;
 885         gxf->nb_fields += 2; // count fields
 886     }
 887
 888     updatePacketSize(pb, pos);
 889
 890     gxf->packet_count++;
 891     if (gxf->packet_count == 100) {
 892         gxf_write_map_packet(s, 0);
 893         gxf->packet_count = 0;
 894     }
 895
 896     avio_flush(pb);
 897
 898     return 0;
 899 }
 900
 901 static int gxf_compare_field_nb(AVFormatContext *s, AVPacket *next, AVPacket *cur)
 902 {
 903     GXFContext *gxf = s->priv_data;
 904     AVPacket *pkt[2] = { cur, next };
 905     int i, field_nb[2];
 906     GXFStreamContext *sc[2];
 907
 908     for (i = 0; i < 2; i++) {
 909         AVStream *st = s->streams[pkt[i]->stream_index];
 910         sc[i] = st->priv_data;
 911         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 912             field_nb[i] = av_rescale_rnd(pkt[i]->dts, gxf->time_base.den,
 913                                          (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
 914             field_nb[i] &= ~1; // compare against even field number because audio must be before video
 915         } else
 916             field_nb[i] = pkt[i]->dts; // dts are field based
 917     }
 918
 919     return field_nb[1] > field_nb[0] ||
 920         (field_nb[1] == field_nb[0] && sc[1]->order > sc[0]->order);
 921 }
 922
 923 static int gxf_interleave_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *out, AVPacket *pkt, int flush)
 924 {
 925     if (pkt && s->streams[pkt->stream_index]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
 926         pkt->duration = 2; // enforce 2 fields
 927     return ff_audio_rechunk_interleave(s, out, pkt, flush,
 928                                ff_interleave_packet_per_dts, gxf_compare_field_nb);
 929 }
 930
 931 AVOutputFormat ff_gxf_muxer = {
 932     .name              = "gxf",
 933     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("GXF (General eXchange Format)"),
 934     .extensions        = "gxf",
 935     .priv_data_size    = sizeof(GXFContext),
 936     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE,
 937     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
 938     .write_header      = gxf_write_header,
 939     .write_packet      = gxf_write_packet,
 940     .write_trailer     = gxf_write_trailer,
 941     .interleave_packet = gxf_interleave_packet,
 942 };