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

   1 /*
   2  * MPEG1/2 demuxer
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard.
   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 "avformat.h"
  23 #include "mpeg.h"
  24
  25 //#define DEBUG_SEEK
  26
  27 #undef NDEBUG
  28 #include <assert.h>
  29
  30 /*********************************************/
  31 /* demux code */
  32
  33 #define MAX_SYNC_SIZE 100000
  34
  35 static int cdxa_probe(AVProbeData *p)
  36 {
  37     /* check file header */
  38     if (p->buf[0] == 'R' && p->buf[1] == 'I' &&
  39         p->buf[2] == 'F' && p->buf[3] == 'F' &&
  40         p->buf[8] == 'C' && p->buf[9] == 'D' &&
  41         p->buf[10] == 'X' && p->buf[11] == 'A')
  42         return AVPROBE_SCORE_MAX;
  43     else
  44         return 0;
  45 }
  46
  47 static int check_pes(uint8_t *p, uint8_t *end){
  48     int pes1;
  49     int pes2=      (p[3] & 0xC0) == 0x80
  50                 && (p[4] & 0xC0) != 0x40
  51                 &&((p[4] & 0xC0) == 0x00 || (p[4]&0xC0)>>2 == (p[6]&0xF0));
  52
  53     for(p+=3; p<end && *p == 0xFF; p++);
  54     if((*p&0xC0) == 0x40) p+=2;
  55     if((*p&0xF0) == 0x20){
  56         pes1= p[0]&p[2]&p[4]&1;
  57         p+=5;
  58     }else if((*p&0xF0) == 0x30){
  59         pes1= p[0]&p[2]&p[4]&p[5]&p[7]&p[9]&1;
  60         p+=10;
  61     }else
  62         pes1 = *p == 0x0F;
  63
  64     return pes1||pes2;
  65 }
  66
  67 static int mpegps_probe(AVProbeData *p)
  68 {
  69     uint32_t code= -1;
  70     int sys=0, pspack=0, priv1=0, vid=0, audio=0;
  71     int i;
  72     int score=0;
  73
  74     score = cdxa_probe(p);
  75     if (score > 0) return score;
  76
  77     /* Search for MPEG stream */
  78     for(i=0; i<p->buf_size; i++){
  79         code = (code<<8) + p->buf[i];
  80         if ((code & 0xffffff00) == 0x100) {
  81             int pes= check_pes(p->buf+i, p->buf+i+p->buf_size);
  82
  83             if(code == SYSTEM_HEADER_START_CODE) sys++;
  84             else if(code == PRIVATE_STREAM_1)    priv1++;
  85             else if(code == PACK_START_CODE)     pspack++;
  86             else if((code & 0xf0) == VIDEO_ID && pes) vid++;
  87             else if((code & 0xe0) == AUDIO_ID && pes) audio++;
  88         }
  89     }
  90
  91     if(vid || audio)            /* invalid VDR files nd short PES streams */
  92         score= AVPROBE_SCORE_MAX/4;
  93
  94 //av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d %d %d %d %d len:%d\n", sys, priv1, pspack,vid, audio, p->buf_size);
  95     if(sys && sys*9 <= pspack*10)
  96         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2; // +1 for .mpg
  97     if((priv1 || vid || audio) && (priv1+vid+audio)*9 <= pspack*10)
  98         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2; // +1 for .mpg
  99     if((!!vid ^ !!audio) && (audio+vid > 1) && !sys && !pspack && p->buf_size>2048) /* PES stream */
 100         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2;
 101
 102     //02-Penguin.flac has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:1
 103     return score;
 104 }
 105
 106
 107 typedef struct MpegDemuxContext {
 108     int32_t header_state;
 109     unsigned char psm_es_type[256];
 110 } MpegDemuxContext;
 111
 112 static int mpegps_read_header(AVFormatContext *s,
 113                               AVFormatParameters *ap)
 114 {
 115     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
 116     m->header_state = 0xff;
 117     s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;
 118
 119     /* no need to do more */
 120     return 0;
 121 }
 122
 123 static int64_t get_pts(ByteIOContext *pb, int c)
 124 {
 125     int64_t pts;
 126     int val;
 127
 128     if (c < 0)
 129         c = get_byte(pb);
 130     pts = (int64_t)((c >> 1) & 0x07) << 30;
 131     val = get_be16(pb);
 132     pts |= (int64_t)(val >> 1) << 15;
 133     val = get_be16(pb);
 134     pts |= (int64_t)(val >> 1);
 135     return pts;
 136 }
 137
 138 static int find_next_start_code(ByteIOContext *pb, int *size_ptr,
 139                                 int32_t *header_state)
 140 {
 141     unsigned int state, v;
 142     int val, n;
 143
 144     state = *header_state;
 145     n = *size_ptr;
 146     while (n > 0) {
 147         if (url_feof(pb))
 148             break;
 149         v = get_byte(pb);
 150         n--;
 151         if (state == 0x000001) {
 152             state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
 153             val = state;
 154             goto found;
 155         }
 156         state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
 157     }
 158     val = -1;
 159  found:
 160     *header_state = state;
 161     *size_ptr = n;
 162     return val;
 163 }
 164
 165 #if 0 /* unused, remove? */
 166 /* XXX: optimize */
 167 static int find_prev_start_code(ByteIOContext *pb, int *size_ptr)
 168 {
 169     int64_t pos, pos_start;
 170     int max_size, start_code;
 171
 172     max_size = *size_ptr;
 173     pos_start = url_ftell(pb);
 174
 175     /* in order to go faster, we fill the buffer */
 176     pos = pos_start - 16386;
 177     if (pos < 0)
 178         pos = 0;
 179     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 180     get_byte(pb);
 181
 182     pos = pos_start;
 183     for(;;) {
 184         pos--;
 185         if (pos < 0 || (pos_start - pos) >= max_size) {
 186             start_code = -1;
 187             goto the_end;
 188         }
 189         url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
 190         start_code = get_be32(pb);
 191         if ((start_code & 0xffffff00) == 0x100)
 192             break;
 193     }
 194  the_end:
 195     *size_ptr = pos_start - pos;
 196     return start_code;
 197 }
 198 #endif
 199
 200 /**
 201  * Extracts stream types from a program stream map
 202  * According to ISO/IEC 13818-1 ('MPEG-2 Systems') table 2-35
 203  *
 204  * @return number of bytes occupied by PSM in the bitstream
 205  */
 206 static long mpegps_psm_parse(MpegDemuxContext *m, ByteIOContext *pb)
 207 {
 208     int psm_length, ps_info_length, es_map_length;
 209
 210     psm_length = get_be16(pb);
 211     get_byte(pb);
 212     get_byte(pb);
 213     ps_info_length = get_be16(pb);
 214
 215     /* skip program_stream_info */
 216     url_fskip(pb, ps_info_length);
 217     es_map_length = get_be16(pb);
 218
 219     /* at least one es available? */
 220     while (es_map_length >= 4){
 221         unsigned char type = get_byte(pb);
 222         unsigned char es_id = get_byte(pb);
 223         uint16_t es_info_length = get_be16(pb);
 224         /* remember mapping from stream id to stream type */
 225         m->psm_es_type[es_id] = type;
 226         /* skip program_stream_info */
 227         url_fskip(pb, es_info_length);
 228         es_map_length -= 4 + es_info_length;
 229     }
 230     get_be32(pb); /* crc32 */
 231     return 2 + psm_length;
 232 }
 233
 234 /* read the next PES header. Return its position in ppos
 235    (if not NULL), and its start code, pts and dts.
 236  */
 237 static int mpegps_read_pes_header(AVFormatContext *s,
 238                                   int64_t *ppos, int *pstart_code,
 239                                   int64_t *ppts, int64_t *pdts)
 240 {
 241     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
 242     int len, size, startcode, c, flags, header_len;
 243     int pes_ext, ext2_len, id_ext, skip;
 244     int64_t pts, dts;
 245     int64_t last_sync= url_ftell(&s->pb);
 246
 247  error_redo:
 248         url_fseek(&s->pb, last_sync, SEEK_SET);
 249  redo:
 250         /* next start code (should be immediately after) */
 251         m->header_state = 0xff;
 252         size = MAX_SYNC_SIZE;
 253         startcode = find_next_start_code(&s->pb, &size, &m->header_state);
 254         last_sync = url_ftell(&s->pb);
 255     //printf("startcode=%x pos=0x%"PRIx64"\n", startcode, url_ftell(&s->pb));
 256     if (startcode < 0)
 257         return AVERROR(EIO);
 258     if (startcode == PACK_START_CODE)
 259         goto redo;
 260     if (startcode == SYSTEM_HEADER_START_CODE)
 261         goto redo;
 262     if (startcode == PADDING_STREAM ||
 263         startcode == PRIVATE_STREAM_2) {
 264         /* skip them */
 265         len = get_be16(&s->pb);
 266         url_fskip(&s->pb, len);
 267         goto redo;
 268     }
 269     if (startcode == PROGRAM_STREAM_MAP) {
 270         mpegps_psm_parse(m, &s->pb);
 271         goto redo;
 272     }
 273
 274     /* find matching stream */
 275     if (!((startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) ||
 276           (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) ||
 277           (startcode == 0x1bd) || (startcode == 0x1fd)))
 278         goto redo;
 279     if (ppos) {
 280         *ppos = url_ftell(&s->pb) - 4;
 281     }
 282     len = get_be16(&s->pb);
 283     pts =
 284     dts = AV_NOPTS_VALUE;
 285     /* stuffing */
 286     for(;;) {
 287         if (len < 1)
 288             goto error_redo;
 289         c = get_byte(&s->pb);
 290         len--;
 291         /* XXX: for mpeg1, should test only bit 7 */
 292         if (c != 0xff)
 293             break;
 294     }
 295     if ((c & 0xc0) == 0x40) {
 296         /* buffer scale & size */
 297         get_byte(&s->pb);
 298         c = get_byte(&s->pb);
 299         len -= 2;
 300     }
 301     if ((c & 0xe0) == 0x20) {
 302         dts = pts = get_pts(&s->pb, c);
 303         len -= 4;
 304         if (c & 0x10){
 305             dts = get_pts(&s->pb, -1);
 306             len -= 5;
 307         }
 308     } else if ((c & 0xc0) == 0x80) {
 309         /* mpeg 2 PES */
 310 #if 0 /* some streams have this field set for no apparent reason */
 311         if ((c & 0x30) != 0) {
 312             /* Encrypted multiplex not handled */
 313             goto redo;
 314         }
 315 #endif
 316         flags = get_byte(&s->pb);
 317         header_len = get_byte(&s->pb);
 318         len -= 2;
 319         if (header_len > len)
 320             goto error_redo;
 321         len -= header_len;
 322         if (flags & 0x80) {
 323             dts = pts = get_pts(&s->pb, -1);
 324             header_len -= 5;
 325             if (flags & 0x40) {
 326                 dts = get_pts(&s->pb, -1);
 327                 header_len -= 5;
 328             }
 329         }
 330         if (flags & 0x01) { /* PES extension */
 331             pes_ext = get_byte(&s->pb);
 332             header_len--;
 333             if (pes_ext & 0x40) { /* pack header - should be zero in PS */
 334                 goto error_redo;
 335             }
 336             /* Skip PES private data, program packet sequence counter and P-STD buffer */
 337             skip = (pes_ext >> 4) & 0xb;
 338             skip += skip & 0x9;
 339             url_fskip(&s->pb, skip);
 340             header_len -= skip;
 341
 342             if (pes_ext & 0x01) { /* PES extension 2 */
 343                 ext2_len = get_byte(&s->pb);
 344                 header_len--;
 345                 if ((ext2_len & 0x7f) > 0) {
 346                     id_ext = get_byte(&s->pb);
 347                     if ((id_ext & 0x80) == 0)
 348                         startcode = ((startcode & 0xff) << 8) | id_ext;
 349                     header_len--;
 350                 }
 351             }
 352         }
 353         if(header_len < 0)
 354             goto error_redo;
 355         url_fskip(&s->pb, header_len);
 356     }
 357     else if( c!= 0xf )
 358         goto redo;
 359
 360     if (startcode == PRIVATE_STREAM_1 && !m->psm_es_type[startcode & 0xff]) {
 361         startcode = get_byte(&s->pb);
 362         len--;
 363         if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0xcf) {
 364             /* audio: skip header */
 365             get_byte(&s->pb);
 366             get_byte(&s->pb);
 367             get_byte(&s->pb);
 368             len -= 3;
 369             if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
 370                 /* MLP/TrueHD audio has a 4-byte header */
 371                 get_byte(&s->pb);
 372                 len--;
 373             }
 374         }
 375     }
 376     if(len<0)
 377         goto error_redo;
 378     if(dts != AV_NOPTS_VALUE && ppos){
 379         int i;
 380         for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
 381             if(startcode == s->streams[i]->id) {
 382                 av_add_index_entry(s->streams[i], *ppos, dts, 0, 0, AVINDEX_KEYFRAME /* FIXME keyframe? */);
 383             }
 384         }
 385     }
 386
 387     *pstart_code = startcode;
 388     *ppts = pts;
 389     *pdts = dts;
 390     return len;
 391 }
 392
 393 static int mpegps_read_packet(AVFormatContext *s,
 394                               AVPacket *pkt)
 395 {
 396     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
 397     AVStream *st;
 398     int len, startcode, i, type, codec_id = 0, es_type;
 399     int64_t pts, dts, dummy_pos; //dummy_pos is needed for the index building to work
 400
 401  redo:
 402     len = mpegps_read_pes_header(s, &dummy_pos, &startcode, &pts, &dts);
 403     if (len < 0)
 404         return len;
 405
 406     /* now find stream */
 407     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
 408         st = s->streams[i];
 409         if (st->id == startcode)
 410             goto found;
 411     }
 412
 413     es_type = m->psm_es_type[startcode & 0xff];
 414     if(es_type > 0){
 415         if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG1){
 416             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
 417             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 418         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2){
 419             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
 420             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 421         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1 ||
 422                   es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG2){
 423             codec_id = CODEC_ID_MP3;
 424             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 425         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AAC){
 426             codec_id = CODEC_ID_AAC;
 427             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 428         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4){
 429             codec_id = CODEC_ID_MPEG4;
 430             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 431         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_H264){
 432             codec_id = CODEC_ID_H264;
 433             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 434         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AC3){
 435             codec_id = CODEC_ID_AC3;
 436             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 437         } else {
 438             goto skip;
 439         }
 440     } else if (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) {
 441         static const unsigned char avs_seqh[4] = { 0, 0, 1, 0xb0 };
 442         unsigned char buf[8];
 443         get_buffer(&s->pb, buf, 8);
 444         url_fseek(&s->pb, -8, SEEK_CUR);
 445         if(!memcmp(buf, avs_seqh, 4) && (buf[6] != 0 || buf[7] != 1))
 446             codec_id = CODEC_ID_CAVS;
 447         else
 448             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
 449         type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 450     } else if (startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) {
 451         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 452         codec_id = CODEC_ID_MP2;
 453     } else if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0x87) {
 454         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 455         codec_id = CODEC_ID_AC3;
 456     } else if ((startcode >= 0x88 && startcode <= 0x8f)
 457                ||( startcode >= 0x98 && startcode <= 0x9f)) {
 458         /* 0x90 - 0x97 is reserved for SDDS in DVD specs */
 459         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 460         codec_id = CODEC_ID_DTS;
 461     } else if (startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) {
 462         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 463         codec_id = CODEC_ID_PCM_S16BE;
 464     } else if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
 465         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 466         codec_id = CODEC_ID_MLP;
 467     } else if (startcode >= 0xc0 && startcode <= 0xcf) {
 468         /* Used for both AC-3 and E-AC-3 in EVOB files */
 469         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
 470         codec_id = CODEC_ID_AC3;
 471     } else if (startcode >= 0x20 && startcode <= 0x3f) {
 472         type = CODEC_TYPE_SUBTITLE;
 473         codec_id = CODEC_ID_DVD_SUBTITLE;
 474     } else if (startcode >= 0xfd55 && startcode <= 0xfd5f) {
 475         type = CODEC_TYPE_VIDEO;
 476         codec_id = CODEC_ID_VC1;
 477     } else {
 478     skip:
 479         /* skip packet */
 480         url_fskip(&s->pb, len);
 481         goto redo;
 482     }
 483     /* no stream found: add a new stream */
 484     st = av_new_stream(s, startcode);
 485     if (!st)
 486         goto skip;
 487     st->codec->codec_type = type;
 488     st->codec->codec_id = codec_id;
 489     if (codec_id != CODEC_ID_PCM_S16BE)
 490         st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
 491  found:
 492     if(st->discard >= AVDISCARD_ALL)
 493         goto skip;
 494     if (startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) {
 495         int b1, freq;
 496
 497         /* for LPCM, we just skip the header and consider it is raw
 498            audio data */
 499         if (len <= 3)
 500             goto skip;
 501         get_byte(&s->pb); /* emphasis (1), muse(1), reserved(1), frame number(5) */
 502         b1 = get_byte(&s->pb); /* quant (2), freq(2), reserved(1), channels(3) */
 503         get_byte(&s->pb); /* dynamic range control (0x80 = off) */
 504         len -= 3;
 505         freq = (b1 >> 4) & 3;
 506         st->codec->sample_rate = lpcm_freq_tab[freq];
 507         st->codec->channels = 1 + (b1 & 7);
 508         st->codec->bit_rate = st->codec->channels * st->codec->sample_rate * 2;
 509     }
 510     av_new_packet(pkt, len);
 511     get_buffer(&s->pb, pkt->data, pkt->size);
 512     pkt->pts = pts;
 513     pkt->dts = dts;
 514     pkt->stream_index = st->index;
 515 #if 0
 516     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "%d: pts=%0.3f dts=%0.3f size=%d\n",
 517            pkt->stream_index, pkt->pts / 90000.0, pkt->dts / 90000.0, pkt->size);
 518 #endif
 519
 520     return 0;
 521 }
 522
 523 static int mpegps_read_close(AVFormatContext *s)
 524 {
 525     return 0;
 526 }
 527
 528 static int64_t mpegps_read_dts(AVFormatContext *s, int stream_index,
 529                                int64_t *ppos, int64_t pos_limit)
 530 {
 531     int len, startcode;
 532     int64_t pos, pts, dts;
 533
 534     pos = *ppos;
 535 #ifdef DEBUG_SEEK
 536     printf("read_dts: pos=0x%"PRIx64" next=%d -> ", pos, find_next);
 537 #endif
 538     url_fseek(&s->pb, pos, SEEK_SET);
 539     for(;;) {
 540         len = mpegps_read_pes_header(s, &pos, &startcode, &pts, &dts);
 541         if (len < 0) {
 542 #ifdef DEBUG_SEEK
 543             printf("none (ret=%d)\n", len);
 544 #endif
 545             return AV_NOPTS_VALUE;
 546         }
 547         if (startcode == s->streams[stream_index]->id &&
 548             dts != AV_NOPTS_VALUE) {
 549             break;
 550         }
 551         url_fskip(&s->pb, len);
 552     }
 553 #ifdef DEBUG_SEEK
 554     printf("pos=0x%"PRIx64" dts=0x%"PRIx64" %0.3f\n", pos, dts, dts / 90000.0);
 555 #endif
 556     *ppos = pos;
 557     return dts;
 558 }
 559
 560 AVInputFormat mpegps_demuxer = {
 561     "mpeg",
 562     "MPEG PS format",
 563     sizeof(MpegDemuxContext),
 564     mpegps_probe,
 565     mpegps_read_header,
 566     mpegps_read_packet,
 567     mpegps_read_close,
 568     NULL, //mpegps_read_seek,
 569     mpegps_read_dts,
 570     .flags = AVFMT_SHOW_IDS,
 571 };