git.sesse.net Git - mlt/blob - src/modules/linsys/sdi_generator.h

   1 /**
   2  * sdi_generator.h
   3  **/
   4
   5 #include <framework/mlt_frame.h>
   6 #include <framework/mlt_profile.h>
   7 #include <stdio.h>
   8 #include <stdlib.h>
   9 #include <signal.h>
  10 #include <stdint.h>
  11 #include <string.h>
  12 #include <unistd.h>
  13 #include <fcntl.h>
  14 #include <sys/ioctl.h>
  15 #include <sys/types.h>
  16 #include <sys/stat.h>
  17
  18 #include <pthread.h>
  19
  20 #include <signal.h>
  21 #include <math.h>
  22
  23 #ifndef SDI_GENERATOR_H_
  24 #define SDI_GENERATOR_H_
  25
  26 // definitions are only for SD NTSC (mkline funktion for test pattern)
  27 #define VERT_BLANKING 0
  28 #define MAIN_SET 1
  29 #define CHROMA_SET 2
  30 #define BLACK_SET 3
  31 #define BLACK 4
  32 #define GREEN 5
  33
  34 // defines for SD SDI with blanking
  35 #define ANCILLARY_DATA_SAMPLES 280
  36 #define FIELD_1 1
  37 #define FIELD_2 2
  38 #define VERT_BLANKING 0
  39 #define ACTIVE_VIDEO 1
  40
  41 // Master SDI device
  42 #define SDI_IOC_MAGIC '='
  43 #define SDI_IOC_TXGETEVENTS     _IOR(SDI_IOC_MAGIC, 2, unsigned int)
  44
  45 // Transmitter event flag bit locations
  46 #define SDI_EVENT_TX_BUFFER_ORDER       0
  47 #define SDI_EVENT_TX_BUFFER             (1 << SDI_EVENT_TX_BUFFER_ORDER)
  48 #define SDI_EVENT_TX_FIFO_ORDER         1
  49 #define SDI_EVENT_TX_FIFO               (1 << SDI_EVENT_TX_FIFO_ORDER)
  50 #define SDI_EVENT_TX_DATA_ORDER         2
  51 #define SDI_EVENT_TX_DATA               (1 << SDI_EVENT_TX_DATA_ORDER)
  52
  53 // part of the linsys sdiaudio.h
  54
  55 #define SDIAUDIO_IOC_TXGETCAP                   _IOR(SDIAUDIO_IOC_MAGIC, 1, unsigned int)
  56 #define SDIAUDIO_IOC_TXGETEVENTS                _IOR(SDIAUDIO_IOC_MAGIC, 2, unsigned int)
  57 #define SDIAUDIO_IOC_TXGETBUFLEVEL              _IOR(SDIAUDIO_IOC_MAGIC, 3, unsigned int)
  58 #define SDIAUDIO_IOC_TXGETTXD                   _IOR(SDIAUDIO_IOC_MAGIC, 4, int)
  59
  60 #define SDIAUDIO_IOC_MAGIC '~' /* This ioctl magic number is currently free. See
  61                            * /usr/src/linux/Documentation/ioctl-number.txt */
  62 /* Transmitter event flag bit locations */
  63 #define SDIAUDIO_EVENT_TX_BUFFER_ORDER  0
  64 #define SDIAUDIO_EVENT_TX_BUFFER        (1 << SDIAUDIO_EVENT_TX_BUFFER_ORDER)
  65 #define SDIAUDIO_EVENT_TX_FIFO_ORDER    1
  66 #define SDIAUDIO_EVENT_TX_FIFO          (1 << SDIAUDIO_EVENT_TX_FIFO_ORDER)
  67 #define SDIAUDIO_EVENT_TX_DATA_ORDER    2
  68 #define SDIAUDIO_EVENT_TX_DATA          (1 << SDIAUDIO_EVENT_TX_DATA_ORDER)
  69
  70 // Filehandler for sdi output
  71 static int fh_sdi_video;
  72 static int fh_sdi_audio;
  73
  74 #define MAX_SAMPLES_PER_LINE (2*2750)
  75 #define MAX_LINES_PER_FRAME 1125
  76 #define MAX_AUDIO_STREAMS (8)
  77 // max. audio samples per frame
  78 #define MAX_AUDIO_SAMPLES (2002*2)
  79 /**
  80  * 23.98Hz = fix:{2002}
  81  * 24Hz = fix:{2000}
  82  * 25Hz = fix:{1920}
  83  * 29.97Hz = varies:{1601,1602,1602}
  84  * 30Hz = fix:{1600}
  85  **/
  86
  87 #define MAX_SDI_HEIGHT 1125                     // HD-SDI
  88 #define MAX_SDI_WIDTH 2750                      // HD-SDI (FMT_1080p24 has up to 2750)
  89 #define MAX_SDI_FRAMESIZE (MAX_SDI_HEIGHT*MAX_SDI_WIDTH*2) // SDI frame size, (2 Pixels are represented by 4 bytes, yuyv422)
  90 struct source_format {
  91         unsigned int lines_per_frame;
  92         unsigned int active_lines_per_frame;
  93         unsigned int samples_per_line;
  94         unsigned int active_samples_per_line;
  95         unsigned int interlaced;
  96 };
  97
  98 struct audio_format {
  99
 100         mlt_audio_format aformat; // default: mlt_audio_pcm
 101         uint16_t samples; // default 2*1920
 102         uint16_t sample_rate; // default 48000
 103         /**
 104          * 0 channels = audio disabled, transmit only
 105          * 2 channels (stereo)
 106          * 4 channels
 107          * 6 channels
 108          * 8 channels
 109          **/
 110         int channels; // default 2 (stereo)
 111 };
 112
 113 /**
 114  * SDI DEVICE FILE SETTINGS AND MODES
 115  **/
 116 enum sdi_setting_video_e {
 117
 118         SETTING_BUFFER_NUMBER_VIDEO = 0, SETTING_BUFFER_SIZE_VIDEO = 1, SETTING_CLOCK_SOURCE = 2, SETTING_DATA_MODE = 3, SETTING_FRAME_MODE = 4
 119 };
 120 enum sdi_setting_audio_e {
 121
 122         SETTING_BUFFER_NUMBER_AUDIO = 0,
 123         SETTING_BUFFER_SIZE_AUDIO = 1,
 124         SETTING_SAMPLE_SIZE = 2,
 125         SETTING_CHANNELS = 3,
 126         SETTING_SAMPEL_RATE = 4,
 127         SETTING_NON_AUDIO = 5
 128 };
 129
 130 static int sdi_frame_mode = 0;
 131
 132 /* Frame mode settings */
 133 #define SDIVIDEO_CTL_UNLOCKED                    0
 134 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_125M_486I_59_94HZ     1
 135 #define SDIVIDEO_CTL_BT_601_576I_50HZ            2
 136 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_260M_1035I_60HZ       5
 137 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_260M_1035I_59_94HZ    6
 138 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_295M_1080I_50HZ       7
 139 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080I_60HZ       8
 140 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080PSF_30HZ     9
 141 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080I_59_94HZ   10
 142 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080PSF_29_97HZ 11
 143 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080I_50HZ      12
 144 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080PSF_25HZ    13
 145 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080PSF_24HZ    14
 146 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080PSF_23_98HZ 15
 147 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080P_30HZ      16
 148 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080P_29_97HZ   17
 149 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080P_25HZ      18
 150 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080P_24HZ      19
 151 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_274M_1080P_23_98HZ   20
 152 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_296M_720P_60HZ       21
 153 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_296M_720P_59_94HZ    22
 154 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_296M_720P_50HZ       23
 155 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_296M_720P_30HZ       24
 156 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_296M_720P_29_97HZ    25
 157 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_296M_720P_25HZ       26
 158 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_296M_720P_24HZ       27
 159 #define SDIVIDEO_CTL_SMPTE_296M_720P_23_98HZ    28
 160
 161 /* Audio sample size */
 162 #define SDIAUDIO_CTL_AUDSAMP_SZ_16      16 /* 16 bit */
 163 #define SDIAUDIO_CTL_AUDSAMP_SZ_24      24 /* 24 bit */
 164 #define SDIAUDIO_CTL_AUDSAMP_SZ_32      32 /* 32 bit */
 165
 166 /* Audio channel enable */
 167 #define SDIAUDIO_CTL_AUDCH_EN_0         0 /* 0 channel/disable audio */
 168 #define SDIAUDIO_CTL_AUDCH_EN_2         2 /* 2 channel */
 169 #define SDIAUDIO_CTL_AUDCH_EN_4         4 /* 4 channel */
 170 #define SDIAUDIO_CTL_AUDCH_EN_6         6 /* 6 channel */
 171 #define SDIAUDIO_CTL_AUDCH_EN_8         8 /* 8 channel */
 172
 173 static char * itoa(uint64_t i);
 174 static ssize_t util_read(const char *name, char *buf, size_t count);
 175 static ssize_t util_write(const char *name, const char *buf, size_t count);
 176 static int setSDIVideoProperties(enum sdi_setting_video_e setting, char * value, char * device);
 177 static int setSDIAudioProperties(enum sdi_setting_audio_e setting, char * value, char * device);
 178
 179 // HD
 180 static const struct source_format FMT_1080i60 = { .lines_per_frame = 1125, .active_lines_per_frame = 1080, .samples_per_line = 2*2200,
 181                 .active_samples_per_line = 2*1920, .interlaced = 1 };
 182
 183 static const struct source_format FMT_1080i5994 = { .lines_per_frame = 1125, .active_lines_per_frame = 1080, .samples_per_line = 2*2200,
 184                 .active_samples_per_line = 2*1920, .interlaced = 1 };
 185
 186 static const struct source_format FMT_1080i50 = { .lines_per_frame = 1125, .active_lines_per_frame = 1080, .samples_per_line = 2*2640,
 187                 .active_samples_per_line = 2*1920, .interlaced = 1 };
 188
 189 static const struct source_format FMT_1080p30 = { .lines_per_frame = 1125, .active_lines_per_frame = 1080, .samples_per_line = 2*2200,
 190                 .active_samples_per_line = 2*1920, .interlaced = 0 };
 191
 192 static const struct source_format FMT_1080p2997 = { .lines_per_frame = 1125, .active_lines_per_frame = 1080, .samples_per_line = 2*2200,
 193                 .active_samples_per_line = 2*1920, .interlaced = 0 };
 194
 195 static const struct source_format FMT_1080p25 = { .lines_per_frame = 1125, .active_lines_per_frame = 1080, .samples_per_line = 2*2640,
 196                 .active_samples_per_line = 2*1920, .interlaced = 0 };
 197
 198 static const struct source_format FMT_1080p24 = { .lines_per_frame = 1125, .active_lines_per_frame = 1080, .samples_per_line = 2*2750,
 199                 .active_samples_per_line = 2*1920, .interlaced = 0 };
 200
 201 static const struct source_format FMT_1080p2398 = { .lines_per_frame = 1125, .active_lines_per_frame = 1080, .samples_per_line = 2*2750,
 202                 .active_samples_per_line = 2*1920, .interlaced = 0 };
 203
 204 static const struct source_format FMT_720p60 = { .lines_per_frame = 750, .active_lines_per_frame = 720, .samples_per_line = 2*1650,
 205                 .active_samples_per_line = 2*1280, .interlaced = 0 };
 206
 207 static const struct source_format FMT_720p5994 = { .lines_per_frame = 750, .active_lines_per_frame = 720, .samples_per_line = 2*1650,
 208                 .active_samples_per_line = 2*1280, .interlaced = 0 };
 209
 210 static const struct source_format FMT_720p50 = { .lines_per_frame = 750, .active_lines_per_frame = 720, .samples_per_line = 2*1980,
 211                 .active_samples_per_line = 2*1280, .interlaced = 0 };
 212
 213 static const struct source_format FMT_720p30 = { .lines_per_frame = 750, .active_lines_per_frame = 720, .samples_per_line = 2*3300,
 214                 .active_samples_per_line = 2*1280, .interlaced = 0 };
 215
 216 static const struct source_format FMT_720p2997 = { .lines_per_frame = 750, .active_lines_per_frame = 720, .samples_per_line = 2*3300,
 217                 .active_samples_per_line = 2*1280, .interlaced = 0 };
 218
 219 static const struct source_format FMT_720p25 = { .lines_per_frame = 750, .active_lines_per_frame = 720, .samples_per_line = 2*3960,
 220                 .active_samples_per_line = 2*1280, .interlaced = 0 };
 221
 222 static const struct source_format FMT_720p24 = { .lines_per_frame = 750, .active_lines_per_frame = 720, .samples_per_line = 2*4125,
 223                 .active_samples_per_line = 2*1280, .interlaced = 0 };
 224
 225 static const struct source_format FMT_720p2398 = { .lines_per_frame = 750, .active_lines_per_frame = 720, .samples_per_line = 2*4125,
 226                 .active_samples_per_line = 2*1280, .interlaced = 0 };
 227
 228 // SD PAL
 229 static const struct source_format FMT_576i50 = { .lines_per_frame = 625, .active_lines_per_frame = 576, .samples_per_line = 2*864 /*1728*/,
 230                 .active_samples_per_line = 2*720 /* 720xY, 360xCb, 360xCr */, .interlaced = 1 };
 231
 232 // SD NTSC; 486 video lines
 233 static const struct source_format FMT_486i5994 = { .lines_per_frame = 525, .active_lines_per_frame = 486, .samples_per_line = 2*858 /*1716*/,
 234                 .active_samples_per_line = 2*720 /* 720xY, 360xCb, 360xCr */, .interlaced = 1 };
 235
 236 // SD NTSC; 480 video lines, 6 lines opt. video data
 237 /**
 238  * sames as FMT_486i5994 but the first 6 lines will be filled with SDI-BLACK
 239  * or can be used for opt. video data (s.SMPTE)
 240  */
 241 static const struct source_format FMT_480i5994 = { .lines_per_frame = 525, .active_lines_per_frame = 486, .samples_per_line = 2*858 /*1716*/,
 242                 .active_samples_per_line = 2*720 /* 720xY, 360xCb, 360xCr */, .interlaced = 1 };
 243
 244 struct trs {
 245         unsigned short int sav;
 246         unsigned short int eav;
 247 };
 248
 249 static const struct trs FIELD_1_ACTIVE = { .sav = 0x200, .eav = 0x274 };
 250 static const struct trs FIELD_1_VERT_BLANKING = { .sav = 0x2ac, .eav = 0x2d8 };
 251 static const struct trs FIELD_2_ACTIVE = { .sav = 0x31c, .eav = 0x368 };
 252 static const struct trs FIELD_2_VERT_BLANKING = { .sav = 0x3b0, .eav = 0x3c4 };
 253
 254 struct line_info {
 255         const struct source_format *fmt;
 256         unsigned int ln;
 257         const struct trs *xyz;
 258         uint8_t blanking;
 259 };
 260
 261 struct SDI_atr {
 262         int status;
 263         int *fh;
 264         uint8_t *data;
 265         size_t framesize;
 266 } SDI_atr;
 267
 268 // 192bit for AESChannelStatusBits
 269 uint8_t AESChannelStatusBitArray[192]; // beta array
 270 //uint8_t AESChannelStatusBitArray[24]; // TODO better way for 24x8bit !!!
 271
 272 // buffer for one sdi line
 273 uint16_t * line_buffer;
 274 // counter for active line number
 275 uint16_t active_video_line;
 276 // buffer for sdi frame size
 277 uint64_t sdi_frame_size;
 278 // buffer for the complete SDI frame
 279 uint8_t * data;
 280
 281 static char * device_file_video;
 282 static char * device_file_audio;
 283 static struct line_info info;
 284 static uint8_t *(*pack)(uint8_t *outbuf, unsigned short int *inbuf, size_t count);
 285 static size_t elements;
 286 static unsigned int samples;
 287
 288 // functions
 289 static int sdi_init(char *device_video, char *device_audio, uint8_t blanking, mlt_profile myProfile, const struct audio_format * audio_format);
 290
 291 static int sdimaster_close();
 292
 293 static int sdi_playout(uint8_t *vBuffer, int16_t aBuffer[MAX_AUDIO_STREAMS][MAX_AUDIO_SAMPLES], const struct audio_format * audio_format, int audio_streams,
 294                 int my_DBN);
 295
 296 static int mkline(unsigned short int *buf, const struct line_info *info, unsigned int pattern);
 297
 298 static inline int create_HD_SDI_Line(uint16_t *buf, const struct line_info *info, uint16_t active_video_line, unsigned int active, uint8_t *video_buffer);
 299 static inline int create_SD_SDI_Line(uint16_t *buf, const struct line_info *info, int field, int active, uint8_t *video_buffer,
 300                 int16_t audio_buffer[MAX_AUDIO_STREAMS][MAX_AUDIO_SAMPLES], int linenumber_sdiframe, int active_video_line, int my_DBN, int16_t AudioGroupCounter,
 301                 int16_t AudioGroups2Write, int audio_streams);
 302
 303 static int writeANC(uint16_t *p, int linenumber_sdiframe, uint16_t DID, int my_DBN, int16_t *audio_buffer_A, int16_t *audio_buffer_B,
 304                 int16_t AudioDataPacketCounter, int16_t AudioGroups2Write);
 305 static uint16_t checker(uint16_t *DID_pointer);
 306
 307 static uint8_t getZBit(int sample_number);
 308 static uint8_t getChannelStatusBit(uint16_t sample_number, uint8_t ch);
 309 static int16_t getNumberOfAudioGroups2Write(int linenuber);
 310
 311 static uint8_t getDBN(int my_DBN);
 312
 313 static inline uint8_t *pack8(uint8_t *outbuf, uint16_t *inbuf, size_t count); // alias 'pack_uyvy()'
 314 static inline uint8_t *pack10(uint8_t *outbuf, uint16_t *inbuf, size_t count);
 315 static inline uint8_t *pack_v210(uint8_t *outbuf, uint16_t *inbuf, size_t count);
 316
 317 static int pack_AES_subframe(uint16_t *p, int8_t c, int8_t z, int8_t ch, int16_t *audio_sample);
 318
 319 #endif /* SDI_GENERATOR_H_ */