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

   1 /*
   2  * IEC958 muxer
   3  * Copyright (c) 2009 Bartlomiej Wolowiec
   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 /**
  23  * @file
  24  * IEC-61937 encapsulation of various formats, used by S/PDIF
  25  * @author Bartlomiej Wolowiec
  26  */
  27
  28 /*
  29  * Terminology used in specification:
  30  * data-burst - IEC958 frame, contains header and encapsuled frame
  31  * burst-preambule - IEC958 frame header, contains 16-bits words named Pa, Pb, Pc and Pd
  32  * burst-payload - encapsuled frame
  33  * Pa, Pb - syncword - 0xF872, 0x4E1F
  34  * Pc - burst-info, contains data-type (bits 0-6), error flag (bit 7), data-type-dependent info (bits 8-12)
  35  *      and bitstream number (bits 13-15)
  36  * data-type - determines type of encapsuled frames
  37  * Pd - length code (number of bits or bytes of encapsuled frame - according to data_type)
  38  *
  39  * IEC958 frames at normal usage start every specific count of bytes,
  40  *      dependent from data-type (spaces between packets are filled by zeros)
  41  */
  42
  43 #include "avformat.h"
  44 #include "libavcodec/ac3.h"
  45 #include "libavcodec/dca.h"
  46 #include "libavcodec/aacadtsdec.h"
  47
  48 #define SYNCWORD1 0xF872
  49 #define SYNCWORD2 0x4E1F
  50 #define BURST_HEADER_SIZE 0x8
  51
  52 enum IEC958DataType {
  53     IEC958_AC3                = 0x01,          ///< AC-3 data
  54     IEC958_MPEG1_LAYER1       = 0x04,          ///< MPEG-1 layer 1
  55     IEC958_MPEG1_LAYER23      = 0x05,          ///< MPEG-1 layer 2 or 3 data or MPEG-2 without extension
  56     IEC958_MPEG2_EXT          = 0x06,          ///< MPEG-2 data with extension
  57     IEC958_MPEG2_AAC          = 0x07,          ///< MPEG-2 AAC ADTS
  58     IEC958_MPEG2_LAYER1_LSF   = 0x08,          ///< MPEG-2, layer-1 low sampling frequency
  59     IEC958_MPEG2_LAYER2_LSF   = 0x09,          ///< MPEG-2, layer-2 low sampling frequency
  60     IEC958_MPEG2_LAYER3_LSF   = 0x0A,          ///< MPEG-2, layer-3 low sampling frequency
  61     IEC958_DTS1               = 0x0B,          ///< DTS type I   (512 samples)
  62     IEC958_DTS2               = 0x0C,          ///< DTS type II  (1024 samples)
  63     IEC958_DTS3               = 0x0D,          ///< DTS type III (2048 samples)
  64     IEC958_ATRAC              = 0x0E,          ///< Atrac data
  65     IEC958_ATRAC3             = 0x0F,          ///< Atrac 3 data
  66     IEC958_ATRACX             = 0x10,          ///< Atrac 3 plus data
  67     IEC958_DTSHD              = 0x11,          ///< DTS HD data
  68     IEC958_WMAPRO             = 0x12,          ///< WMA 9 Professional data
  69     IEC958_MPEG2_AAC_LSF_2048 = 0x13,          ///< MPEG-2 AAC ADTS half-rate low sampling frequency
  70     IEC958_MPEG2_AAC_LSF_4096 = 0x13 | 0x20,   ///< MPEG-2 AAC ADTS quarter-rate low sampling frequency
  71     IEC958_EAC3               = 0x15,          ///< E-AC-3 data
  72     IEC958_TRUEHD             = 0x16,          ///< TrueHD data
  73 };
  74
  75 typedef struct IEC958Context {
  76     enum IEC958DataType data_type;  ///< burst info - reference to type of payload of the data-burst
  77     int pkt_size;                   ///< length code in bits
  78     int pkt_offset;                 ///< data burst repetition period in bytes
  79     uint8_t *buffer;                ///< allocated buffer, used for swap bytes
  80     int buffer_size;                ///< size of allocated buffer
  81
  82     /// function, which generates codec dependent header information.
  83     /// Sets data_type and data_offset
  84     int (*header_info) (AVFormatContext *s, AVPacket *pkt);
  85 } IEC958Context;
  86
  87 //TODO move to DSP
  88 static void bswap_buf16(uint16_t *dst, const uint16_t *src, int w)
  89 {
  90     int i;
  91
  92     for (i = 0; i + 8 <= w; i += 8) {
  93         dst[i + 0] = av_bswap16(src[i + 0]);
  94         dst[i + 1] = av_bswap16(src[i + 1]);
  95         dst[i + 2] = av_bswap16(src[i + 2]);
  96         dst[i + 3] = av_bswap16(src[i + 3]);
  97         dst[i + 4] = av_bswap16(src[i + 4]);
  98         dst[i + 5] = av_bswap16(src[i + 5]);
  99         dst[i + 6] = av_bswap16(src[i + 6]);
 100         dst[i + 7] = av_bswap16(src[i + 7]);
 101     }
 102     for (; i < w; i++)
 103         dst[i + 0] = av_bswap16(src[i + 0]);
 104 }
 105
 106 static int spdif_header_ac3(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 107 {
 108     IEC958Context *ctx = s->priv_data;
 109     int bitstream_mode = pkt->data[6] & 0x7;
 110
 111     ctx->data_type  = IEC958_AC3 | (bitstream_mode << 8);
 112     ctx->pkt_offset = AC3_FRAME_SIZE << 2;
 113     return 0;
 114 }
 115
 116 static int spdif_header_dts(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 117 {
 118     IEC958Context *ctx = s->priv_data;
 119     uint32_t syncword_dts = AV_RB32(pkt->data);
 120     int blocks;
 121
 122     switch (syncword_dts) {
 123     case DCA_MARKER_RAW_BE:
 124         blocks = (AV_RB16(pkt->data + 4) >> 2) & 0x7f;
 125         break;
 126     case DCA_MARKER_RAW_LE:
 127         blocks = (AV_RL16(pkt->data + 4) >> 2) & 0x7f;
 128         break;
 129     case DCA_MARKER_14B_BE:
 130         blocks =
 131             (((pkt->data[5] & 0x07) << 4) | ((pkt->data[6] & 0x3f) >> 2));
 132         break;
 133     case DCA_MARKER_14B_LE:
 134         blocks =
 135             (((pkt->data[4] & 0x07) << 4) | ((pkt->data[7] & 0x3f) >> 2));
 136         break;
 137     default:
 138         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "bad DTS syncword 0x%x\n", syncword_dts);
 139         return -1;
 140     }
 141     blocks++;
 142     switch (blocks) {
 143     case  512 >> 5: ctx->data_type = IEC958_DTS1; break;
 144     case 1024 >> 5: ctx->data_type = IEC958_DTS2; break;
 145     case 2048 >> 5: ctx->data_type = IEC958_DTS3; break;
 146     default:
 147         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "%i samples in DTS frame not supported\n",
 148                blocks << 5);
 149         return -1;
 150     }
 151     ctx->pkt_offset = blocks << 7;
 152
 153     return 0;
 154 }
 155
 156 static const enum IEC958DataType mpeg_data_type[2][3] = {
 157     //     LAYER1                      LAYER2                  LAYER3
 158     { IEC958_MPEG2_LAYER1_LSF, IEC958_MPEG2_LAYER2_LSF, IEC958_MPEG2_LAYER3_LSF },  //MPEG2 LSF
 159     { IEC958_MPEG1_LAYER1,     IEC958_MPEG1_LAYER23,    IEC958_MPEG1_LAYER23 },     //MPEG1
 160 };
 161
 162 static const uint16_t mpeg_pkt_offset[2][3] = {
 163     //LAYER1  LAYER2  LAYER3
 164     { 3072,    9216,   4608 }, // MPEG2 LSF
 165     { 1536,    4608,   4608 }, // MPEG1
 166 };
 167
 168 static int spdif_header_mpeg(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 169 {
 170     IEC958Context *ctx = s->priv_data;
 171     int version =      (pkt->data[1] >> 3) & 3;
 172     int layer   = 3 - ((pkt->data[1] >> 1) & 3);
 173     int extension = pkt->data[2] & 1;
 174
 175     if (layer == 3 || version == 1) {
 176         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Wrong MPEG file format\n");
 177         return -1;
 178     }
 179     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "version: %i layer: %i extension: %i\n", version, layer, extension);
 180     if (version == 2 && extension) {
 181         ctx->data_type  = IEC958_MPEG2_EXT;
 182         ctx->pkt_offset = 4608;
 183     } else {
 184         ctx->data_type  = mpeg_data_type [version & 1][layer];
 185         ctx->pkt_offset = mpeg_pkt_offset[version & 1][layer];
 186     }
 187     // TODO Data type dependant info (normal/karaoke, dynamic range control)
 188     return 0;
 189 }
 190
 191 static int spdif_header_aac(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 192 {
 193     IEC958Context *ctx = s->priv_data;
 194     AACADTSHeaderInfo hdr;
 195     GetBitContext gbc;
 196     int ret;
 197
 198     init_get_bits(&gbc, pkt->data, AAC_ADTS_HEADER_SIZE * 8);
 199     ret = ff_aac_parse_header(&gbc, &hdr);
 200     if (ret < 0) {
 201         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Wrong AAC file format\n");
 202         return -1;
 203     }
 204
 205     ctx->pkt_offset = hdr.samples << 2;
 206     switch (hdr.num_aac_frames) {
 207     case 1:
 208         ctx->data_type = IEC958_MPEG2_AAC;
 209         break;
 210     case 2:
 211         ctx->data_type = IEC958_MPEG2_AAC_LSF_2048;
 212         break;
 213     case 4:
 214         ctx->data_type = IEC958_MPEG2_AAC_LSF_4096;
 215         break;
 216     default:
 217         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "%i samples in AAC frame not supported\n",
 218                hdr.samples);
 219         return -1;
 220     }
 221     //TODO Data type dependent info (LC profile/SBR)
 222     return 0;
 223 }
 224
 225 static int spdif_write_header(AVFormatContext *s)
 226 {
 227     IEC958Context *ctx = s->priv_data;
 228
 229     switch (s->streams[0]->codec->codec_id) {
 230     case CODEC_ID_AC3:
 231         ctx->header_info = spdif_header_ac3;
 232         break;
 233     case CODEC_ID_MP1:
 234     case CODEC_ID_MP2:
 235     case CODEC_ID_MP3:
 236         ctx->header_info = spdif_header_mpeg;
 237         break;
 238     case CODEC_ID_DTS:
 239         ctx->header_info = spdif_header_dts;
 240         break;
 241     case CODEC_ID_AAC:
 242         ctx->header_info = spdif_header_aac;
 243         break;
 244     default:
 245         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "codec not supported\n");
 246         return -1;
 247     }
 248     return 0;
 249 }
 250
 251 static int spdif_write_trailer(AVFormatContext *s)
 252 {
 253     IEC958Context *ctx = s->priv_data;
 254     av_freep(&ctx->buffer);
 255     return 0;
 256 }
 257
 258 static int spdif_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 259 {
 260     IEC958Context *ctx = s->priv_data;
 261     int ret, padding;
 262
 263     ctx->pkt_size = FFALIGN(pkt->size, 2) << 3;
 264     ret = ctx->header_info(s, pkt);
 265     if (ret < 0)
 266         return -1;
 267
 268     padding = (ctx->pkt_offset - BURST_HEADER_SIZE - pkt->size) >> 1;
 269     if (padding < 0) {
 270         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "bitrate is too high\n");
 271         return -1;
 272     }
 273
 274     put_le16(s->pb, SYNCWORD1);      //Pa
 275     put_le16(s->pb, SYNCWORD2);      //Pb
 276     put_le16(s->pb, ctx->data_type); //Pc
 277     put_le16(s->pb, ctx->pkt_size);  //Pd
 278
 279 #if HAVE_BIGENDIAN
 280     put_buffer(s->pb, pkt->data, pkt->size & ~1);
 281 #else
 282     av_fast_malloc(&ctx->buffer, &ctx->buffer_size, pkt->size + FF_INPUT_BUFFER_PADDING_SIZE);
 283     if (!ctx->buffer)
 284         return AVERROR(ENOMEM);
 285     bswap_buf16((uint16_t *)ctx->buffer, (uint16_t *)pkt->data, pkt->size >> 1);
 286     put_buffer(s->pb, ctx->buffer, pkt->size & ~1);
 287 #endif
 288
 289     if (pkt->size & 1)
 290         put_be16(s->pb, pkt->data[pkt->size - 1]);
 291
 292     for (; padding > 0; padding--)
 293         put_be16(s->pb, 0);
 294
 295     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "type=%x len=%i pkt_offset=%i\n",
 296            ctx->data_type, pkt->size, ctx->pkt_offset);
 297
 298     put_flush_packet(s->pb);
 299     return 0;
 300 }
 301
 302 AVOutputFormat spdif_muxer = {
 303     "spdif",
 304     NULL_IF_CONFIG_SMALL("IEC958 - S/PDIF (IEC-61937)"),
 305     NULL,
 306     "spdif",
 307     sizeof(IEC958Context),
 308     CODEC_ID_AC3,
 309     CODEC_ID_NONE,
 310     spdif_write_header,
 311     spdif_write_packet,
 312     spdif_write_trailer,
 313 };