DVCPRO50 support.
[ffmpeg.git] / libavformat / dv.c
1 /*
2  * General DV muxer/demuxer
3  * Copyright (c) 2003 Roman Shaposhnik
4  *
5  * Many thanks to Dan Dennedy <dan@dennedy.org> for providing wealth
6  * of DV technical info.
7  *
8  * Raw DV format
9  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard.
10  *
11  * 50 Mbps (DVCPRO50) support
12  * Copyright (c) 2006 Daniel Maas <dmaas@maasdigital.com>
13  *
14  * This library is free software; you can redistribute it and/or
15  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
16  * License as published by the Free Software Foundation; either
17  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
18  *
19  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
20  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
21  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
22  * Lesser General Public License for more details.
23  *
24  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
25  * License along with this library; if not, write to the Free Software
26  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
27  */
28 #include <time.h>
29 #include "avformat.h"
30 #include "dvdata.h"
31 #include "dv.h"
32
33 struct DVDemuxContext {
34     const DVprofile*  sys;    /* Current DV profile. E.g.: 525/60, 625/50 */
35     AVFormatContext* fctx;
36     AVStream*        vst;
37     AVStream*        ast[2];
38     AVPacket         audio_pkt[2];
39     uint8_t          audio_buf[2][8192];
40     int              ach;
41     int              frames;
42     uint64_t         abytes;
43 };
44
45 struct DVMuxContext {
46     const DVprofile*  sys;    /* Current DV profile. E.g.: 525/60, 625/50 */
47     int         n_ast;        /* Number of stereo audio streams (up to 2) */
48     AVStream   *ast[2];       /* Stereo audio streams */
49     FifoBuffer  audio_data[2]; /* Fifo for storing excessive amounts of PCM */
50     int         frames;       /* Number of a current frame */
51     time_t      start_time;   /* Start time of recording */
52     uint8_t     aspect;       /* Aspect ID 0 - 4:3, 7 - 16:9 */
53     int         has_audio;    /* frame under contruction has audio */
54     int         has_video;    /* frame under contruction has video */
55     uint8_t     frame_buf[DV_MAX_FRAME_SIZE]; /* frame under contruction */
56 };
57
58 enum dv_section_type {
59      dv_sect_header  = 0x1f,
60      dv_sect_subcode = 0x3f,
61      dv_sect_vaux    = 0x56,
62      dv_sect_audio   = 0x76,
63      dv_sect_video   = 0x96,
64 };
65
66 enum dv_pack_type {
67      dv_header525     = 0x3f, /* see dv_write_pack for important details on */
68      dv_header625     = 0xbf, /* these two packs */
69      dv_timecode      = 0x13,
70      dv_audio_source  = 0x50,
71      dv_audio_control = 0x51,
72      dv_audio_recdate = 0x52,
73      dv_audio_rectime = 0x53,
74      dv_video_source  = 0x60,
75      dv_video_control = 0x61,
76      dv_video_recdate = 0x62,
77      dv_video_rectime = 0x63,
78      dv_unknown_pack  = 0xff,
79 };
80
81
82
83 /*
84  * The reason why the following three big ugly looking tables are
85  * here is my lack of DV spec IEC 61834. The tables were basically
86  * constructed to make code that places packs in SSYB, VAUX and
87  * AAUX blocks very simple and table-driven. They conform to the
88  * SMPTE 314M and the output of my personal DV camcorder, neither
89  * of which is sufficient for a reliable DV stream producing. Thus
90  * while code is still in development I'll be gathering input from
91  * people with different DV equipment and modifying the tables to
92  * accommodate all the quirks. Later on, if possible, some of them
93  * will be folded into smaller tables and/or switch-if logic. For
94  * now, my only excuse is -- they don't eat up that much of a space.
95  */
96
97 static const int dv_ssyb_packs_dist[12][6] = {
98     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
99     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
100     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
101     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
102     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
103     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
104     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
105     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
106     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
107     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
108     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
109     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
110 };
111
112 static const int dv_vaux_packs_dist[12][15] = {
113     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
114       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
115     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
116       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
117     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
118       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
119     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
120       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
121     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
122       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
123     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
124       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
125     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
126       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
127     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
128       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
129     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
130       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
131     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
132       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
133     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
134       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
135     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff,
136       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
137 };
138
139 static const int dv_aaux_packs_dist[12][9] = {
140     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
141     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
142     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
143     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
144     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
145     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
146     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
147     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
148     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
149     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
150     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
151     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
152 };
153
154 static inline uint16_t dv_audio_12to16(uint16_t sample)
155 {
156     uint16_t shift, result;
157
158     sample = (sample < 0x800) ? sample : sample | 0xf000;
159     shift = (sample & 0xf00) >> 8;
160
161     if (shift < 0x2 || shift > 0xd) {
162         result = sample;
163     } else if (shift < 0x8) {
164         shift--;
165         result = (sample - (256 * shift)) << shift;
166     } else {
167         shift = 0xe - shift;
168         result = ((sample + ((256 * shift) + 1)) << shift) - 1;
169     }
170
171     return result;
172 }
173
174 static int dv_audio_frame_size(const DVprofile* sys, int frame)
175 {
176     return sys->audio_samples_dist[frame % (sizeof(sys->audio_samples_dist)/
177                                             sizeof(sys->audio_samples_dist[0]))];
178 }
179
180 static int dv_write_pack(enum dv_pack_type pack_id, DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
181 {
182     struct tm tc;
183     time_t ct;
184     int ltc_frame;
185
186     /* Its hard to tell what SMPTE requires w.r.t. APT, but Quicktime needs it.
187      * We set it based on pix_fmt value but it really should be per DV profile */
188     int apt = (c->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV422P ? 1 : 0);
189
190     buf[0] = (uint8_t)pack_id;
191     switch (pack_id) {
192     case dv_header525: /* I can't imagine why these two weren't defined as real */
193     case dv_header625: /* packs in SMPTE314M -- they definitely look like ones */
194           buf[1] = 0xf8 |               /* reserved -- always 1 */
195                    (apt & 0x07);        /* APT: Track application ID */
196           buf[2] = (0 << 7)    | /* TF1: audio data is 0 - valid; 1 - invalid */
197                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
198                    (apt & 0x07); /* AP1: Audio application ID */
199           buf[3] = (0 << 7)    | /* TF2: video data is 0 - valid; 1 - invalid */
200                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
201                    (apt & 0x07); /* AP2: Video application ID */
202           buf[4] = (0 << 7)    | /* TF3: subcode(SSYB) is 0 - valid; 1 - invalid */
203                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
204                    (apt & 0x07); /* AP3: Subcode application ID */
205           break;
206     case dv_timecode:
207           ct = (time_t)(c->frames / ((float)c->sys->frame_rate /
208                                      (float)c->sys->frame_rate_base));
209           brktimegm(ct, &tc);
210           /*
211            * LTC drop-frame frame counter drops two frames (0 and 1) every
212            * minute, unless it is exactly divisible by 10
213            */
214           ltc_frame = (c->frames + 2*ct/60 - 2*ct/600) % c->sys->ltc_divisor;
215           buf[1] = (0 << 7) | /* Color fame: 0 - unsync; 1 - sync mode */
216                    (1 << 6) | /* Drop frame timecode: 0 - nondrop; 1 - drop */
217                    ((ltc_frame / 10) << 4) | /* Tens of frames */
218                    (ltc_frame % 10);         /* Units of frames */
219           buf[2] = (1 << 7) | /* Biphase mark polarity correction: 0 - even; 1 - odd */
220                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
221                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
222           buf[3] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF0 */
223                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
224                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
225           buf[4] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF2 */
226                    (1 << 6) | /* Binary group flag BGF1 */
227                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
228                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
229           break;
230     case dv_audio_source:  /* AAUX source pack */
231           buf[1] = (0 << 7) | /* locked mode       */
232                    (1 << 6) | /* reserved -- always 1 */
233                    (dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames) -
234                     c->sys->audio_min_samples[0]);
235                               /* # of samples      */
236           buf[2] = (0 << 7) | /* multi-stereo      */
237                    (0 << 5) | /* #of audio channels per block: 0 -- 1 channel */
238                    (0 << 4) | /* pair bit: 0 -- one pair of channels */
239                     0;        /* audio mode        */
240           buf[3] = (1 << 7) | /* res               */
241                    (1 << 6) | /* multi-language flag */
242                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
243                    (apt << 1);/* definition: 0 -- 25Mbps, 2 -- 50Mbps */
244           buf[4] = (1 << 7) | /* emphasis: 1 -- off */
245                    (0 << 6) | /* emphasis time constant: 0 -- reserved */
246                    (0 << 3) | /* frequency: 0 -- 48Khz, 1 -- 44,1Khz, 2 -- 32Khz */
247                     0;        /* quantization: 0 -- 16bit linear, 1 -- 12bit nonlinear */
248           break;
249     case dv_audio_control:
250           buf[1] = (0 << 6) | /* copy protection: 0 -- unrestricted */
251                    (1 << 4) | /* input source: 1 -- digital input */
252                    (3 << 2) | /* compression: 3 -- no information */
253                     0;        /* misc. info/SMPTE emphasis off */
254           buf[2] = (1 << 7) | /* recording start point: 1 -- no */
255                    (1 << 6) | /* recording end point: 1 -- no */
256                    (1 << 3) | /* recording mode: 1 -- original */
257                     7;
258           buf[3] = (1 << 7) | /* direction: 1 -- forward */
259                     0x20;     /* speed */
260           buf[4] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
261                     0x7f;     /* genre category */
262           break;
263     case dv_audio_recdate:
264     case dv_video_recdate:  /* VAUX recording date */
265           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
266                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
267           brktimegm(ct, &tc);
268           buf[1] = 0xff; /* ds, tm, tens of time zone, units of time zone */
269                          /* 0xff is very likely to be "unknown" */
270           buf[2] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
271                    ((tc.tm_mday / 10) << 4) | /* Tens of day */
272                    (tc.tm_mday % 10);         /* Units of day */
273           buf[3] = /* we set high 4 bits to 0, shouldn't we set them to week? */
274                    ((tc.tm_mon / 10) << 4) |    /* Tens of month */
275                    (tc.tm_mon  % 10);           /* Units of month */
276           buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
277                    (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
278           break;
279     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
280     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
281           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames /
282                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
283           brktimegm(ct, &tc);
284           buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
285                    0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
286           buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
287                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
288                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
289           buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
290                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
291                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
292           buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
293                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
294                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
295           break;
296     case dv_video_source:
297           buf[1] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
298           buf[2] = (1 << 7) | /* B/W: 0 - b/w, 1 - color */
299                    (1 << 6) | /* following CLF is valid - 0, invalid - 1 */
300                    (3 << 4) | /* CLF: color frames id (see ITU-R BT.470-4) */
301                    0xf; /* reserved -- always 1 */
302           buf[3] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
303                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
304                    (apt << 2); /* signal type video compression */
305           buf[4] = 0xff; /* VISC: 0xff -- no information */
306           break;
307     case dv_video_control:
308           buf[1] = (0 << 6) | /* Copy generation management (CGMS) 0 -- free */
309                    0x3f; /* reserved -- always 1 */
310           buf[2] = 0xc8 | /* reserved -- always b11001xxx */
311                    c->aspect;
312           buf[3] = (1 << 7) | /* Frame/field flag 1 -- frame, 0 -- field */
313                    (1 << 6) | /* First/second field flag 0 -- field 2, 1 -- field 1 */
314                    (1 << 5) | /* Frame change flag 0 -- same picture as before, 1 -- different */
315                    (1 << 4) | /* 1 - interlaced, 0 - noninterlaced */
316                    0xc; /* reserved -- always b1100 */
317           buf[4] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
318           break;
319     default:
320           buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
321     }
322     return 5;
323 }
324
325 static inline int dv_write_dif_id(enum dv_section_type t, uint8_t chan_num, uint8_t seq_num,
326                                   uint8_t dif_num, uint8_t* buf)
327 {
328     buf[0] = (uint8_t)t;    /* Section type */
329     buf[1] = (seq_num<<4) | /* DIF seq number 0-9 for 525/60; 0-11 for 625/50 */
330              (chan_num << 3) | /* FSC: for 50Mb/s 0 - first channel; 1 - second */
331              7;             /* reserved -- always 1 */
332     buf[2] = dif_num;       /* DIF block number Video: 0-134, Audio: 0-8 */
333     return 3;
334 }
335
336 static inline int dv_write_ssyb_id(uint8_t syb_num, uint8_t fr, uint8_t* buf)
337 {
338     if (syb_num == 0 || syb_num == 6) {
339         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
340                  (0<<4)  | /* AP3 (Subcode application ID) */
341                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
342     }
343     else if (syb_num == 11) {
344         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
345                  0x7f;     /* reserved -- always 1 */
346     }
347     else {
348         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
349                  (0<<4)  | /* APT (Track application ID) */
350                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
351     }
352     buf[1] = 0xf0 |            /* reserved -- always 1 */
353              (syb_num & 0x0f); /* SSYB number 0 - 11   */
354     buf[2] = 0xff;             /* reserved -- always 1 */
355     return 3;
356 }
357
358 static void dv_format_frame(DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
359 {
360     int chan, i, j, k;
361
362     for (chan = 0; chan < c->sys->n_difchan; chan++) {
363         for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
364             memset(buf, 0xff, 80 * 6); /* First 6 DIF blocks are for control data */
365
366             /* DV header: 1DIF */
367             buf += dv_write_dif_id(dv_sect_header, chan, i, 0, buf);
368             buf += dv_write_pack((c->sys->dsf ? dv_header625 : dv_header525), c, buf);
369             buf += 72; /* unused bytes */
370
371             /* DV subcode: 2DIFs */
372             for (j = 0; j < 2; j++) {
373                 buf += dv_write_dif_id(dv_sect_subcode, chan, i, j, buf);
374                 for (k = 0; k < 6; k++) {
375                     buf += dv_write_ssyb_id(k, (i < c->sys->difseg_size/2), buf);
376                     buf += dv_write_pack(dv_ssyb_packs_dist[i][k], c, buf);
377                 }
378                 buf += 29; /* unused bytes */
379             }
380
381             /* DV VAUX: 3DIFs */
382             for (j = 0; j < 3; j++) {
383                 buf += dv_write_dif_id(dv_sect_vaux, chan, i, j, buf);
384                 for (k = 0; k < 15 ; k++)
385                     buf += dv_write_pack(dv_vaux_packs_dist[i][k], c, buf);
386                 buf += 2; /* unused bytes */
387             }
388
389             /* DV Audio/Video: 135 Video DIFs + 9 Audio DIFs */
390             for (j = 0; j < 135; j++) {
391                 if (j%15 == 0) {
392                     memset(buf, 0xff, 80);
393                     buf += dv_write_dif_id(dv_sect_audio, chan, i, j/15, buf);
394                     buf += 77; /* audio control & shuffled PCM audio */
395                 }
396                 buf += dv_write_dif_id(dv_sect_video, chan, i, j, buf);
397                 buf += 77; /* 1 video macro block: 1 bytes control
398                               4 * 14 bytes Y 8x8 data
399                               10 bytes Cr 8x8 data
400                               10 bytes Cb 8x8 data */
401             }
402         }
403     }
404 }
405
406 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, const uint8_t* pcm, int channel, uint8_t* frame_ptr)
407 {
408     int i, j, d, of, size;
409     size = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
410     frame_ptr += channel * c->sys->difseg_size * 150 * 80;
411     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
412        frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
413        for (j = 0; j < 9; j++) {
414           dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j], c, &frame_ptr[3]);
415           for (d = 8; d < 80; d+=2) {
416              of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
417              if (of*2 >= size)
418                  continue;
419
420              frame_ptr[d] = pcm[of*2+1]; // FIXME: may be we have to admit
421              frame_ptr[d+1] = pcm[of*2]; //        that DV is a big endian PCM
422           }
423           frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
424        }
425     }
426 }
427
428 static void dv_inject_video(DVMuxContext *c, const uint8_t* video_data, uint8_t* frame_ptr)
429 {
430     int chan, i, j;
431     int ptr = 0;
432
433     for (chan = 0; chan < c->sys->n_difchan; chan++) {
434         for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
435             ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
436             for (j = 0; j < 135; j++) {
437                 if (j%15 == 0)
438                     ptr += 80; /* skip Audio DIF */
439                 ptr += 3;
440                 memcpy(frame_ptr + ptr, video_data + ptr, 77);
441                 ptr += 77;
442             }
443         }
444     }
445 }
446
447 /*
448  * This is the dumbest implementation of all -- it simply looks at
449  * a fixed offset and if pack isn't there -- fails. We might want
450  * to have a fallback mechanism for complete search of missing packs.
451  */
452 static const uint8_t* dv_extract_pack(uint8_t* frame, enum dv_pack_type t)
453 {
454     int offs;
455
456     switch (t) {
457     case dv_audio_source:
458           offs = (80*6 + 80*16*3 + 3);
459           break;
460     case dv_audio_control:
461           offs = (80*6 + 80*16*4 + 3);
462           break;
463     case dv_video_control:
464           offs = (80*5 + 48 + 5);
465           break;
466     default:
467           return NULL;
468     }
469
470     return (frame[offs] == t ? &frame[offs] : NULL);
471 }
472
473 /*
474  * There's a couple of assumptions being made here:
475  * 1. By default we silence erroneous (0x8000/16bit 0x800/12bit) audio samples.
476  *    We can pass them upwards when ffmpeg will be ready to deal with them.
477  * 2. We don't do software emphasis.
478  * 3. Audio is always returned as 16bit linear samples: 12bit nonlinear samples
479  *    are converted into 16bit linear ones.
480  */
481 static int dv_extract_audio(uint8_t* frame, uint8_t* pcm, uint8_t* pcm2,
482                             const DVprofile *sys)
483 {
484     int size, chan, i, j, d, of, smpls, freq, quant, half_ch;
485     uint16_t lc, rc;
486     const uint8_t* as_pack;
487
488     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
489     if (!as_pack)    /* No audio ? */
490         return 0;
491
492     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
493     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
494     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
495
496     if (quant > 1)
497         return -1; /* Unsupported quantization */
498
499     size = (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */
500     half_ch = sys->difseg_size/2;
501
502     /* for each DIF channel */
503     for (chan = 0; chan < sys->n_difchan; chan++) {
504         /* for each DIF segment */
505         for (i = 0; i < sys->difseg_size; i++) {
506             frame += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
507             if (quant == 1 && i == half_ch) {
508                 /* next stereo channel (12bit mode only) */
509                 if (!pcm2)
510                     break;
511                 else
512                     pcm = pcm2;
513             }
514
515             /* for each AV sequence */
516             for (j = 0; j < 9; j++) {
517                 for (d = 8; d < 80; d += 2) {
518                     if (quant == 0) {  /* 16bit quantization */
519                         of = sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * sys->audio_stride;
520                         if (of*2 >= size)
521                             continue;
522
523                         pcm[of*2] = frame[d+1]; // FIXME: may be we have to admit
524                         pcm[of*2+1] = frame[d]; //        that DV is a big endian PCM
525                         if (pcm[of*2+1] == 0x80 && pcm[of*2] == 0x00)
526                             pcm[of*2+1] = 0;
527                     } else {           /* 12bit quantization */
528                         lc = ((uint16_t)frame[d] << 4) |
529                              ((uint16_t)frame[d+2] >> 4);
530                         rc = ((uint16_t)frame[d+1] << 4) |
531                              ((uint16_t)frame[d+2] & 0x0f);
532                         lc = (lc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(lc));
533                         rc = (rc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(rc));
534
535                         of = sys->audio_shuffle[i%half_ch][j] + (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
536                         if (of*2 >= size)
537                             continue;
538
539                         pcm[of*2] = lc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
540                         pcm[of*2+1] = lc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
541                         of = sys->audio_shuffle[i%half_ch+half_ch][j] +
542                             (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
543                         pcm[of*2] = rc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
544                         pcm[of*2+1] = rc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
545                         ++d;
546                     }
547                 }
548
549                 frame += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
550             }
551         }
552
553         /* next stereo channel (50Mbps only) */
554         if(!pcm2)
555             break;
556         pcm = pcm2;
557     }
558
559     return size;
560 }
561
562 static int dv_extract_audio_info(DVDemuxContext* c, uint8_t* frame)
563 {
564     const uint8_t* as_pack;
565     int freq, stype, smpls, quant, i, ach;
566
567     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
568     if (!as_pack || !c->sys) {    /* No audio ? */
569         c->ach = 0;
570         return 0;
571     }
572
573     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
574     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
575     stype = (as_pack[3] & 0x1f); /* 0 - 2CH, 2 - 4CH */
576     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
577
578     /* note: ach counts PAIRS of channels (i.e. stereo channels) */
579     ach = (stype == 2 || (quant && (freq == 2))) ? 2 : 1;
580
581     /* Dynamic handling of the audio streams in DV */
582     for (i=0; i<ach; i++) {
583        if (!c->ast[i]) {
584            c->ast[i] = av_new_stream(c->fctx, 0);
585            if (!c->ast[i])
586                break;
587            av_set_pts_info(c->ast[i], 64, 1, 30000);
588            c->ast[i]->codec->codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
589            c->ast[i]->codec->codec_id = CODEC_ID_PCM_S16LE;
590
591            av_init_packet(&c->audio_pkt[i]);
592            c->audio_pkt[i].size     = 0;
593            c->audio_pkt[i].data     = c->audio_buf[i];
594            c->audio_pkt[i].stream_index = c->ast[i]->index;
595            c->audio_pkt[i].flags |= PKT_FLAG_KEY;
596        }
597        c->ast[i]->codec->sample_rate = dv_audio_frequency[freq];
598        c->ast[i]->codec->channels = 2;
599        c->ast[i]->codec->bit_rate = 2 * dv_audio_frequency[freq] * 16;
600        c->ast[i]->start_time = 0;
601     }
602     c->ach = i;
603
604     return (c->sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */;
605 }
606
607 static int dv_extract_video_info(DVDemuxContext *c, uint8_t* frame)
608 {
609     const uint8_t* vsc_pack;
610     AVCodecContext* avctx;
611     int apt, is16_9;
612     int size = 0;
613
614     if (c->sys) {
615         avctx = c->vst->codec;
616
617         av_set_pts_info(c->vst, 64, c->sys->frame_rate_base, c->sys->frame_rate);
618         avctx->time_base= (AVRational){c->sys->frame_rate_base, c->sys->frame_rate};
619         if(!avctx->width){
620             avctx->width = c->sys->width;
621             avctx->height = c->sys->height;
622         }
623         avctx->pix_fmt = c->sys->pix_fmt;
624
625         /* finding out SAR is a little bit messy */
626         vsc_pack = dv_extract_pack(frame, dv_video_control);
627         apt = frame[4] & 0x07;
628         is16_9 = (vsc_pack && ((vsc_pack[2] & 0x07) == 0x02 ||
629                                (!apt && (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x07)));
630         avctx->sample_aspect_ratio = c->sys->sar[is16_9];
631         avctx->bit_rate = av_rescale(c->sys->frame_size * 8,
632                                      c->sys->frame_rate,
633                                      c->sys->frame_rate_base);
634         size = c->sys->frame_size;
635     }
636     return size;
637 }
638
639 /*
640  * The following 6 functions constitute our interface to the world
641  */
642
643 int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
644                       const uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
645 {
646     uint8_t pcm[8192];
647     int i;
648
649     *frame = &c->frame_buf[0];
650     if (c->has_audio && c->has_video &&
651         (c->has_audio == -1 || c->has_audio == c->n_ast)) {
652         /* must be a stale frame */
653         dv_format_frame(c, *frame);
654         c->frames++;
655         if (c->has_audio > 0)
656             c->has_audio = 0;
657         c->has_video = 0;
658     }
659
660     if (st->codec->codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
661         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
662         if (c->has_video)
663             av_log(st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
664
665         dv_inject_video(c, data, *frame);
666         c->has_video = 1;
667         data_size = 0;
668         if (c->has_audio < 0)
669             goto out;
670     }
671
672     for (i = 0; i < c->n_ast; i++) {
673         int reqasize, fsize;
674         if (st != c->ast[i])
675             continue;
676         reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
677         fsize = fifo_size(&c->audio_data[i], c->audio_data[i].rptr);
678         if (st->codec->codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO ||
679             (c->has_video && fsize >= reqasize)) {
680             if (fsize + data_size >= reqasize && (c->has_audio < c->n_ast)) {
681                 if (fsize >= reqasize) {
682                     fifo_read(&c->audio_data[i], &pcm[0], reqasize, &c->audio_data[i].rptr);
683                 } else {
684                     fifo_read(&c->audio_data[i], &pcm[0], fsize, &c->audio_data[i].rptr);
685                     memcpy(&pcm[fsize], &data[0], reqasize - fsize);
686                     data += reqasize - fsize;
687                     data_size -= reqasize - fsize;
688                 }
689                 dv_inject_audio(c, &pcm[0], i, *frame);
690                 c->has_audio += 1;
691             }
692             /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
693             if (fifo_size(&c->audio_data[i], c->audio_data[i].rptr) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
694                 av_log(st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
695             fifo_write(&c->audio_data[i], (uint8_t *)data, data_size, &c->audio_data[i].wptr);
696         }
697     }
698 out:
699     return ((c->has_audio == -1 || c->has_audio == c->n_ast) && c->has_video) ? c->sys->frame_size : 0;
700 }
701
702 DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
703 {
704     DVMuxContext *c;
705     AVStream *vst = NULL;
706     int i;
707
708     /* we support at most 1 video and 2 audio streams */
709     if (s->nb_streams > 3)
710         return NULL;
711
712     c = av_mallocz(sizeof(DVMuxContext));
713     if (!c)
714         return NULL;
715
716     c->n_ast = 0;
717     c->ast[0] = c->ast[1] = NULL;
718
719     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
720     for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
721          switch (s->streams[i]->codec->codec_type) {
722          case CODEC_TYPE_VIDEO:
723                vst = s->streams[i];
724                break;
725          case CODEC_TYPE_AUDIO:
726              c->ast[c->n_ast++] = s->streams[i];
727              break;
728          default:
729                goto bail_out;
730          }
731     }
732
733     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
734     if (!vst || vst->codec->codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO)
735         goto bail_out;
736     for (i=0; i<c->n_ast; i++) {
737         if (c->ast[i] && (c->ast[i]->codec->codec_id != CODEC_ID_PCM_S16LE ||
738                           c->ast[i]->codec->sample_rate != 48000 ||
739                           c->ast[i]->codec->channels != 2))
740             goto bail_out;
741     }
742     c->sys = dv_codec_profile(vst->codec);
743     if (!c->sys)
744         goto bail_out;
745
746     if((c->n_ast > 1) && (c->sys->n_difchan < 2)) {
747         /* only 1 stereo pair is allowed in 25Mbps mode */
748         goto bail_out;
749     }
750
751     /* Ok, everything seems to be in working order */
752     c->frames = 0;
753     c->has_audio = c->n_ast ? 0 : -1;
754     c->has_video = 0;
755     c->start_time = (time_t)s->timestamp;
756     c->aspect = 0; /* 4:3 is the default */
757     if ((int)(av_q2d(vst->codec->sample_aspect_ratio) * vst->codec->width / vst->codec->height * 10) == 17) /* 16:9 */
758         c->aspect = 0x07;
759
760     for (i=0; i<c->n_ast; i++) {
761         if (c->ast[i] && fifo_init(&c->audio_data[i], 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) < 0) {
762             while (i>0) {
763                 i--;
764                 fifo_free(&c->audio_data[i]);
765             }
766             goto bail_out;
767         }
768     }
769
770     dv_format_frame(c, &c->frame_buf[0]);
771
772     return c;
773
774 bail_out:
775     av_free(c);
776     return NULL;
777 }
778
779 void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
780 {
781     int i;
782     for (i=0; i < c->n_ast; i++)
783         fifo_free(&c->audio_data[i]);
784 }
785
786 DVDemuxContext* dv_init_demux(AVFormatContext *s)
787 {
788     DVDemuxContext *c;
789
790     c = av_mallocz(sizeof(DVDemuxContext));
791     if (!c)
792         return NULL;
793
794     c->vst = av_new_stream(s, 0);
795     if (!c->vst) {
796         av_free(c);
797         return NULL;
798     }
799
800     c->sys = NULL;
801     c->fctx = s;
802     c->ast[0] = c->ast[1] = NULL;
803     c->ach = 0;
804     c->frames = 0;
805     c->abytes = 0;
806
807     c->vst->codec->codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
808     c->vst->codec->codec_id = CODEC_ID_DVVIDEO;
809     c->vst->codec->bit_rate = 25000000;
810     c->vst->start_time = 0;
811
812     return c;
813 }
814
815 int dv_get_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt)
816 {
817     int size = -1;
818     int i;
819
820     for (i=0; i<c->ach; i++) {
821        if (c->ast[i] && c->audio_pkt[i].size) {
822            *pkt = c->audio_pkt[i];
823            c->audio_pkt[i].size = 0;
824            size = pkt->size;
825            break;
826        }
827     }
828
829     return size;
830 }
831
832 int dv_produce_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt,
833                       uint8_t* buf, int buf_size)
834 {
835     int size, i;
836
837     if (buf_size < 4 || buf_size < c->sys->frame_size)
838         return -1;   /* Broken frame, or not enough data */
839
840     /* Queueing audio packet */
841     /* FIXME: in case of no audio/bad audio we have to do something */
842     size = dv_extract_audio_info(c, buf);
843     for (i=0; i<c->ach; i++) {
844        c->audio_pkt[i].size = size;
845        c->audio_pkt[i].pts  = c->abytes * 30000*8 / c->ast[i]->codec->bit_rate;
846     }
847     dv_extract_audio(buf, c->audio_buf[0], c->audio_buf[1], c->sys);
848     c->abytes += size;
849
850     /* Now it's time to return video packet */
851     size = dv_extract_video_info(c, buf);
852     av_init_packet(pkt);
853     pkt->data     = buf;
854     pkt->size     = size;
855     pkt->flags   |= PKT_FLAG_KEY;
856     pkt->stream_index = c->vst->id;
857     pkt->pts      = c->frames;
858
859     c->frames++;
860
861     return size;
862 }
863
864 static int64_t dv_frame_offset(AVFormatContext *s, DVDemuxContext *c,
865                               int64_t timestamp, int flags)
866 {
867     // FIXME: sys may be wrong if last dv_read_packet() failed (buffer is junk)
868     const DVprofile* sys = dv_codec_profile(c->vst->codec);
869     int64_t offset;
870     int64_t size = url_fsize(&s->pb);
871     int64_t max_offset = ((size-1) / sys->frame_size) * sys->frame_size;
872
873     offset = sys->frame_size * timestamp;
874
875     if (offset > max_offset) offset = max_offset;
876     else if (offset < 0) offset = 0;
877
878     return offset;
879 }
880
881 void dv_flush_audio_packets(DVDemuxContext *c)
882 {
883     c->audio_pkt[0].size = c->audio_pkt[1].size = 0;
884 }
885
886 /************************************************************
887  * Implementation of the easiest DV storage of all -- raw DV.
888  ************************************************************/
889
890 typedef struct RawDVContext {
891     DVDemuxContext* dv_demux;
892     uint8_t         buf[DV_MAX_FRAME_SIZE];
893 } RawDVContext;
894
895 static int dv_read_header(AVFormatContext *s,
896                           AVFormatParameters *ap)
897 {
898     RawDVContext *c = s->priv_data;
899
900     c->dv_demux = dv_init_demux(s);
901     if (!c->dv_demux)
902         return -1;
903
904     if (get_buffer(&s->pb, c->buf, DV_PROFILE_BYTES) <= 0 ||
905         url_fseek(&s->pb, -DV_PROFILE_BYTES, SEEK_CUR) < 0)
906         return AVERROR_IO;
907
908     c->dv_demux->sys = dv_frame_profile(c->buf);
909     s->bit_rate = av_rescale(c->dv_demux->sys->frame_size * 8,
910                              c->dv_demux->sys->frame_rate,
911                              c->dv_demux->sys->frame_rate_base);
912
913     return 0;
914 }
915
916
917 static int dv_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
918 {
919     int size;
920     RawDVContext *c = s->priv_data;
921
922     size = dv_get_packet(c->dv_demux, pkt);
923
924     if (size < 0) {
925         size = c->dv_demux->sys->frame_size;
926         if (get_buffer(&s->pb, c->buf, size) <= 0)
927             return AVERROR_IO;
928
929         size = dv_produce_packet(c->dv_demux, pkt, c->buf, size);
930     }
931
932     return size;
933 }
934
935 static int dv_read_seek(AVFormatContext *s, int stream_index,
936                        int64_t timestamp, int flags)
937 {
938     RawDVContext *r = s->priv_data;
939     DVDemuxContext *c = r->dv_demux;
940     int64_t offset= dv_frame_offset(s, c, timestamp, flags);
941
942     c->frames= offset / c->sys->frame_size;
943     if (c->ach)
944         c->abytes= av_rescale(c->frames,
945                           c->ast[0]->codec->bit_rate * (int64_t)c->sys->frame_rate_base,
946                           8*c->sys->frame_rate);
947
948     dv_flush_audio_packets(c);
949     return url_fseek(&s->pb, offset, SEEK_SET);
950 }
951
952 static int dv_read_close(AVFormatContext *s)
953 {
954     RawDVContext *c = s->priv_data;
955     av_free(c->dv_demux);
956     return 0;
957 }
958
959 #ifdef CONFIG_MUXERS
960 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
961 {
962     s->priv_data = dv_init_mux(s);
963     if (!s->priv_data) {
964         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't initialize DV format!\n"
965                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
966                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48Khz/PCM\n"
967                     "     (50Mbps allows an optional second audio stream)\n");
968         return -1;
969     }
970     return 0;
971 }
972
973 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
974 {
975     uint8_t* frame;
976     int fsize;
977
978     fsize = dv_assemble_frame((DVMuxContext *)s->priv_data, s->streams[pkt->stream_index],
979                               pkt->data, pkt->size, &frame);
980     if (fsize > 0) {
981         put_buffer(&s->pb, frame, fsize);
982         put_flush_packet(&s->pb);
983     }
984     return 0;
985 }
986
987 /*
988  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
989  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
990  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this
991  * is the best strategy of all
992  */
993 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
994 {
995     dv_delete_mux((DVMuxContext *)s->priv_data);
996     return 0;
997 }
998 #endif /* CONFIG_MUXERS */
999
1000 static AVInputFormat dv_iformat = {
1001     "dv",
1002     "DV video format",
1003     sizeof(RawDVContext),
1004     NULL,
1005     dv_read_header,
1006     dv_read_packet,
1007     dv_read_close,
1008     dv_read_seek,
1009     .extensions = "dv,dif",
1010 };
1011
1012 #ifdef CONFIG_MUXERS
1013 static AVOutputFormat dv_oformat = {
1014     "dv",
1015     "DV video format",
1016     NULL,
1017     "dv",
1018     sizeof(DVMuxContext),
1019     CODEC_ID_PCM_S16LE,
1020     CODEC_ID_DVVIDEO,
1021     dv_write_header,
1022     dv_write_packet,
1023     dv_write_trailer,
1024 };
1025 #endif
1026
1027 int ff_dv_init(void)
1028 {
1029     av_register_input_format(&dv_iformat);
1030 #ifdef CONFIG_MUXERS
1031     av_register_output_format(&dv_oformat);
1032 #endif
1033     return 0;
1034 }