drop most url_fileno() calls (allows to use ByteIOContext directly in caller apps...
[ffmpeg.git] / libavformat / dv.c
1 /* 
2  * General DV muxer/demuxer 
3  * Copyright (c) 2003 Roman Shaposhnick
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  * This library is free software; you can redistribute it and/or
12  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
13  * License as published by the Free Software Foundation; either
14  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
15  *
16  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
19  * Lesser General Public License for more details.
20  *
21  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
22  * License along with this library; if not, write to the Free Software
23  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
24  */
25 #include <time.h>
26 #include "avformat.h"
27 #include "dvdata.h"
28 #include "dv.h"
29
30 struct DVDemuxContext {
31     AVFormatContext* fctx;
32     AVStream*        vst;
33     AVStream*        ast[2];       
34     AVPacket         audio_pkt[2];
35     uint8_t          audio_buf[2][8192];
36     int              ach;
37     int              frames;
38     uint64_t         abytes;
39 };
40
41 struct DVMuxContext {
42     const DVprofile*  sys;    /* Current DV profile. E.g.: 525/60, 625/50 */
43     uint8_t     frame_buf[144000]; /* frame under contruction */
44     FifoBuffer  audio_data;   /* Fifo for storing excessive amounts of PCM */
45     int         frames;       /* Number of a current frame */
46     time_t      start_time;   /* Start time of recording */
47     uint8_t     aspect;       /* Aspect ID 0 - 4:3, 7 - 16:9 */
48     int         has_audio;    /* frame under contruction has audio */
49     int         has_video;    /* frame under contruction has video */
50 };
51
52 enum dv_section_type {
53      dv_sect_header  = 0x1f,
54      dv_sect_subcode = 0x3f,
55      dv_sect_vaux    = 0x56,
56      dv_sect_audio   = 0x76,
57      dv_sect_video   = 0x96,
58 };
59
60 enum dv_pack_type {
61      dv_header525     = 0x3f, /* see dv_write_pack for important details on */ 
62      dv_header625     = 0xbf, /* these two packs */
63      dv_timecode      = 0x13,
64      dv_audio_source  = 0x50,
65      dv_audio_control = 0x51,
66      dv_audio_recdate = 0x52,
67      dv_audio_rectime = 0x53,
68      dv_video_source  = 0x60,
69      dv_video_control = 0x61,
70      dv_viedo_recdate = 0x62,
71      dv_video_rectime = 0x63,
72      dv_unknown_pack  = 0xff,
73 };
74
75
76
77 /*
78  * The reason why the following three big ugly looking tables are
79  * here is my lack of DV spec IEC 61834. The tables were basically 
80  * constructed to make code that places packs in SSYB, VAUX and 
81  * AAUX blocks very simple and table-driven. They conform to the
82  * SMPTE 314M and the output of my personal DV camcorder, neither
83  * of which is sufficient for a reliable DV stream producing. Thus
84  * while code is still in development I'll be gathering input from
85  * people with different DV equipment and modifying the tables to
86  * accommodate all the quirks. Later on, if possible, some of them
87  * will be folded into smaller tables and/or switch-if logic. For 
88  * now, my only excuse is -- they don't eat up that much of a space.
89  */
90
91 static const int dv_ssyb_packs_dist[12][6] = {
92     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
93     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
94     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
95     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
96     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
97     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
98     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
99     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
100     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
101     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
102     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
103     { 0x13, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
104 };
105
106 static const int dv_vaux_packs_dist[12][15] = {
107     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
108       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
109     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
110       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
111     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
112       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
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 };
132
133 static const int dv_aaux_packs_dist[12][9] = {
134     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
135     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
136     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
137     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
138     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
139     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
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 };
147
148 static inline uint16_t dv_audio_12to16(uint16_t sample)
149 {
150     uint16_t shift, result;
151     
152     sample = (sample < 0x800) ? sample : sample | 0xf000;
153     shift = (sample & 0xf00) >> 8;
154
155     if (shift < 0x2 || shift > 0xd) {
156         result = sample;
157     } else if (shift < 0x8) {
158         shift--;
159         result = (sample - (256 * shift)) << shift;
160     } else {
161         shift = 0xe - shift;
162         result = ((sample + ((256 * shift) + 1)) << shift) - 1;
163     }
164
165     return result;
166 }
167
168 static int dv_audio_frame_size(const DVprofile* sys, int frame)
169 {
170     return sys->audio_samples_dist[frame % (sizeof(sys->audio_samples_dist)/
171                                             sizeof(sys->audio_samples_dist[0]))];
172 }
173
174 static int dv_write_pack(enum dv_pack_type pack_id, DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
175 {
176     struct tm tc;
177     time_t ct;
178     int ltc_frame;
179
180     buf[0] = (uint8_t)pack_id;
181     switch (pack_id) {
182     case dv_header525: /* I can't imagine why these two weren't defined as real */
183     case dv_header625: /* packs in SMPTE314M -- they definitely look like ones */
184           buf[1] = 0xf8 |               /* reserved -- always 1 */
185                    (0 & 0x07);          /* APT: Track application ID */
186           buf[2] = (0 << 7)    | /* TF1: audio data is 0 - valid; 1 - invalid */
187                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
188                    (0 & 0x07);   /* AP1: Audio application ID */
189           buf[3] = (0 << 7)    | /* TF2: video data is 0 - valid; 1 - invalid */  
190                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
191                    (0 & 0x07);   /* AP2: Video application ID */
192           buf[4] = (0 << 7)    | /* TF3: subcode(SSYB) is 0 - valid; 1 - invalid */ 
193                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
194                    (0 & 0x07);   /* AP3: Subcode application ID */
195           break;
196     case dv_timecode:
197           ct = (time_t)(c->frames / ((float)c->sys->frame_rate / 
198                                      (float)c->sys->frame_rate_base));
199           brktimegm(ct, &tc);
200           /* 
201            * LTC drop-frame frame counter drops two frames (0 and 1) every 
202            * minute, unless it is exactly divisible by 10
203            */
204           ltc_frame = (c->frames + 2*ct/60 - 2*ct/600) % c->sys->ltc_divisor;
205           buf[1] = (0 << 7) | /* Color fame: 0 - unsync; 1 - sync mode */
206                    (1 << 6) | /* Drop frame timecode: 0 - nondrop; 1 - drop */
207                    ((ltc_frame / 10) << 4) | /* Tens of frames */
208                    (ltc_frame % 10);         /* Units of frames */
209           buf[2] = (1 << 7) | /* Biphase mark polarity correction: 0 - even; 1 - odd */
210                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
211                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
212           buf[3] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF0 */
213                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
214                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
215           buf[4] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF2 */
216                    (1 << 6) | /* Binary group flag BGF1 */
217                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
218                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
219           break;
220     case dv_audio_source:  /* AAUX source pack */
221           buf[1] = (0 << 7) | /* locked mode       */
222                    (1 << 6) | /* reserved -- always 1 */
223                    (dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames) -
224                     c->sys->audio_min_samples[0]);
225                               /* # of samples      */
226           buf[2] = (0 << 7) | /* multi-stereo      */
227                    (0 << 5) | /* #of audio channels per block: 0 -- 1 channel */
228                    (0 << 4) | /* pair bit: 0 -- one pair of channels */
229                     0;        /* audio mode        */
230           buf[3] = (1 << 7) | /* res               */
231                    (1 << 6) | /* multi-language flag */
232                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
233                     0;        /* definition: 0 -- SD (525/625) */
234           buf[4] = (1 << 7) | /* emphasis: 1 -- off */
235                    (0 << 6) | /* emphasis time constant: 0 -- reserved */
236                    (0 << 3) | /* frequency: 0 -- 48Khz, 1 -- 44,1Khz, 2 -- 32Khz */
237                     0;        /* quantization: 0 -- 16bit linear, 1 -- 12bit nonlinear */                           
238           break;
239     case dv_audio_control:
240           buf[1] = (0 << 6) | /* copy protection: 0 -- unrestricted */
241                    (1 << 4) | /* input source: 1 -- digital input */
242                    (3 << 2) | /* compression: 3 -- no information */
243                     0;        /* misc. info/SMPTE emphasis off */
244           buf[2] = (1 << 7) | /* recording start point: 1 -- no */
245                    (1 << 6) | /* recording end point: 1 -- no */
246                    (1 << 3) | /* recording mode: 1 -- original */
247                     7;         
248           buf[3] = (1 << 7) | /* direction: 1 -- forward */
249                     0x20;     /* speed */
250           buf[4] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
251                     0x7f;     /* genre category */
252           break;
253     case dv_audio_recdate:
254     case dv_viedo_recdate:  /* VAUX recording date */
255           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames / 
256                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
257           brktimegm(ct, &tc);
258           buf[1] = 0xff; /* ds, tm, tens of time zone, units of time zone */
259                          /* 0xff is very likely to be "unknown" */
260           buf[2] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
261                    ((tc.tm_mday / 10) << 4) | /* Tens of day */
262                    (tc.tm_mday % 10);         /* Units of day */
263           buf[3] = /* we set high 4 bits to 0, shouldn't we set them to week? */
264                    ((tc.tm_mon / 10) << 4) |    /* Tens of month */
265                    (tc.tm_mon  % 10);           /* Units of month */
266           buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
267                    (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
268           break;
269     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
270     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
271           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames / 
272                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
273           brktimegm(ct, &tc);
274           buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
275                    0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
276           buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */ 
277                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
278                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
279           buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
280                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
281                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
282           buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */ 
283                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
284                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
285           break;
286     case dv_video_source:
287           buf[1] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
288           buf[2] = (1 << 7) | /* B/W: 0 - b/w, 1 - color */
289                    (1 << 6) | /* following CLF is valid - 0, invalid - 1 */
290                    (3 << 4) | /* CLF: color frames id (see ITU-R BT.470-4) */
291                    0xf; /* reserved -- always 1 */
292           buf[3] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
293                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
294                    0; /* signal type video compression */
295           buf[4] = 0xff; /* VISC: 0xff -- no information */
296           break;
297     case dv_video_control:
298           buf[1] = (0 << 6) | /* Copy generation management (CGMS) 0 -- free */
299                    0x3f; /* reserved -- always 1 */
300           buf[2] = 0xc8 | /* reserved -- always b11001xxx */
301                    c->aspect;
302           buf[3] = (1 << 7) | /* Frame/field flag 1 -- frame, 0 -- field */
303                    (1 << 6) | /* First/second field flag 0 -- field 2, 1 -- field 1 */
304                    (1 << 5) | /* Frame change flag 0 -- same picture as before, 1 -- different */
305                    (1 << 4) | /* 1 - interlaced, 0 - noninterlaced */
306                    0xc; /* reserved -- always b1100 */
307           buf[4] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
308           break;
309     default:
310           buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
311     }
312     return 5;
313 }
314
315 static inline int dv_write_dif_id(enum dv_section_type t, uint8_t seq_num, 
316                                   uint8_t dif_num, uint8_t* buf)
317 {
318     buf[0] = (uint8_t)t;    /* Section type */
319     buf[1] = (seq_num<<4) | /* DIF seq number 0-9 for 525/60; 0-11 for 625/50 */
320              (0 << 3) |     /* FSC: for 50Mb/s 0 - first channel; 1 - second */
321              7;             /* reserved -- always 1 */
322     buf[2] = dif_num;       /* DIF block number Video: 0-134, Audio: 0-8 */
323     return 3;
324 }
325
326 static inline int dv_write_ssyb_id(uint8_t syb_num, uint8_t fr, uint8_t* buf)
327 {
328     if (syb_num == 0 || syb_num == 6) {
329         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
330                  (0<<4)  | /* AP3 (Subcode application ID) */
331                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
332     } 
333     else if (syb_num == 11) {
334         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
335                  0x7f;     /* reserved -- always 1 */
336     }
337     else {
338         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
339                  (0<<4)  | /* APT (Track application ID) */
340                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
341     }
342     buf[1] = 0xf0 |            /* reserved -- always 1 */
343              (syb_num & 0x0f); /* SSYB number 0 - 11   */
344     buf[2] = 0xff;             /* reserved -- always 1 */
345     return 3;
346 }
347
348 static void dv_format_frame(DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
349 {
350     int i, j, k;
351     
352     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
353        memset(buf, 0xff, 80 * 6); /* First 6 DIF blocks are for control data */
354        
355        /* DV header: 1DIF */
356        buf += dv_write_dif_id(dv_sect_header, i, 0, buf);
357        buf += dv_write_pack((c->sys->dsf ? dv_header625 : dv_header525), c, buf);
358        buf += 72; /* unused bytes */
359                                    
360        /* DV subcode: 2DIFs */
361        for (j = 0; j < 2; j++) {
362           buf += dv_write_dif_id( dv_sect_subcode, i, j, buf);
363           for (k = 0; k < 6; k++) {
364              buf += dv_write_ssyb_id(k, (i < c->sys->difseg_size/2), buf);
365              buf += dv_write_pack(dv_ssyb_packs_dist[i][k], c, buf);
366           }
367           buf += 29; /* unused bytes */
368        }
369        
370        /* DV VAUX: 3DIFs */
371        for (j = 0; j < 3; j++) {
372           buf += dv_write_dif_id(dv_sect_vaux, i, j, buf);
373           for (k = 0; k < 15 ; k++)
374              buf += dv_write_pack(dv_vaux_packs_dist[i][k], c, buf);
375           buf += 2; /* unused bytes */
376        } 
377        
378        /* DV Audio/Video: 135 Video DIFs + 9 Audio DIFs */
379        for (j = 0; j < 135; j++) {
380             if (j%15 == 0) {
381                 memset(buf, 0xff, 80);
382                 buf += dv_write_dif_id(dv_sect_audio, i, j/15, buf);
383                 buf += 77; /* audio control & shuffled PCM audio */
384             }
385             buf += dv_write_dif_id(dv_sect_video, i, j, buf);
386             buf += 77; /* 1 video macro block: 1 bytes control
387                                                4 * 14 bytes Y 8x8 data
388                                                    10 bytes Cr 8x8 data
389                                                    10 bytes Cb 8x8 data */
390        }
391     }
392 }
393
394 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, const uint8_t* pcm, uint8_t* frame_ptr)
395 {
396     int i, j, d, of, size;
397     size = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
398     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
399        frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
400        for (j = 0; j < 9; j++) {
401           dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j], c, &frame_ptr[3]);
402           for (d = 8; d < 80; d+=2) {
403              of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
404              if (of*2 >= size)
405                  continue;
406              
407              frame_ptr[d] = pcm[of*2+1]; // FIXME: may be we have to admit
408              frame_ptr[d+1] = pcm[of*2]; //        that DV is a big endian PCM       
409           }
410           frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
411        }
412     }
413 }
414
415 static void dv_inject_video(DVMuxContext *c, const uint8_t* video_data, uint8_t* frame_ptr)
416 {
417     int i, j;
418     int ptr = 0;
419
420     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
421        ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
422        for (j = 0; j < 135; j++) {
423             if (j%15 == 0)
424                 ptr += 80; /* skip Audio DIF */
425             ptr += 3;
426             memcpy(frame_ptr + ptr, video_data + ptr, 77);
427             ptr += 77;
428        }
429     }
430 }
431
432 /* 
433  * This is the dumbest implementation of all -- it simply looks at
434  * a fixed offset and if pack isn't there -- fails. We might want
435  * to have a fallback mechanism for complete search of missing packs.
436  */
437 static const uint8_t* dv_extract_pack(uint8_t* frame, enum dv_pack_type t)
438 {
439     int offs;
440     
441     switch (t) {
442     case dv_audio_source:
443           offs = (80*6 + 80*16*3 + 3);
444           break;
445     case dv_audio_control:
446           offs = (80*6 + 80*16*4 + 3);
447           break;
448     case dv_video_control:
449           offs = (80*5 + 48 + 5);
450           break;
451     default:
452           return NULL;
453     }   
454
455     return (frame[offs] == t ? &frame[offs] : NULL);
456 }
457
458 /* 
459  * There's a couple of assumptions being made here:
460  * 1. By default we silence erroneous (0x8000/16bit 0x800/12bit) audio samples.
461  *    We can pass them upwards when ffmpeg will be ready to deal with them.
462  * 2. We don't do software emphasis.
463  * 3. Audio is always returned as 16bit linear samples: 12bit nonlinear samples
464  *    are converted into 16bit linear ones.
465  */
466 static int dv_extract_audio(uint8_t* frame, uint8_t* pcm, uint8_t* pcm2)
467 {
468     int size, i, j, d, of, smpls, freq, quant, half_ch;
469     uint16_t lc, rc;
470     const DVprofile* sys;
471     const uint8_t* as_pack;
472     
473     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
474     if (!as_pack)    /* No audio ? */
475         return 0;
476    
477     sys = dv_frame_profile(frame);
478     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
479     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
480     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
481     
482     if (quant > 1)
483         return -1; /* Unsupported quantization */
484
485     size = (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */
486     half_ch = sys->difseg_size/2;
487
488     /* for each DIF segment */
489     for (i = 0; i < sys->difseg_size; i++) {
490        frame += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
491        if (quant == 1 && i == half_ch) {
492            if (!pcm2)
493                break;
494            else
495                pcm = pcm2;
496        }
497
498        for (j = 0; j < 9; j++) {
499           for (d = 8; d < 80; d += 2) {
500              if (quant == 0) {  /* 16bit quantization */
501                  of = sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * sys->audio_stride;
502                  if (of*2 >= size)
503                      continue;
504                  
505                  pcm[of*2] = frame[d+1]; // FIXME: may be we have to admit
506                  pcm[of*2+1] = frame[d]; //        that DV is a big endian PCM
507                  if (pcm[of*2+1] == 0x80 && pcm[of*2] == 0x00)
508                      pcm[of*2+1] = 0;
509               } else {           /* 12bit quantization */
510                  lc = ((uint16_t)frame[d] << 4) | 
511                       ((uint16_t)frame[d+2] >> 4);
512                  rc = ((uint16_t)frame[d+1] << 4) |
513                       ((uint16_t)frame[d+2] & 0x0f);
514                  lc = (lc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(lc));
515                  rc = (rc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(rc));
516
517                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch][j] + (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
518                  if (of*2 >= size)
519                      continue;
520
521                  pcm[of*2] = lc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
522                  pcm[of*2+1] = lc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
523                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch+half_ch][j] + 
524                       (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
525                  pcm[of*2] = rc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
526                  pcm[of*2+1] = rc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
527                  ++d;
528               }
529           }
530                 
531           frame += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
532         }
533     }
534
535     return size;
536 }
537
538 static int dv_extract_audio_info(DVDemuxContext* c, uint8_t* frame)
539 {
540     const uint8_t* as_pack;
541     const DVprofile* sys;
542     int freq, smpls, quant, i, ach;
543
544     sys = dv_frame_profile(frame);
545     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
546     if (!as_pack || !sys) {    /* No audio ? */
547         c->ach = 0;
548         return 0;
549     }
550     
551     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
552     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
553     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
554     ach = (quant && freq == 2) ? 2 : 1;
555
556     /* Dynamic handling of the audio streams in DV */
557     for (i=0; i<ach; i++) {
558        if (!c->ast[i]) {
559            c->ast[i] = av_new_stream(c->fctx, 0);
560            if (!c->ast[i])
561                break;
562            av_set_pts_info(c->ast[i], 64, 1, 30000);
563            c->ast[i]->codec.codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
564            c->ast[i]->codec.codec_id = CODEC_ID_PCM_S16LE;
565
566            av_init_packet(&c->audio_pkt[i]);
567            c->audio_pkt[i].size     = 0;
568            c->audio_pkt[i].data     = c->audio_buf[i];
569            c->audio_pkt[i].stream_index = c->ast[i]->index;
570            c->audio_pkt[i].flags |= PKT_FLAG_KEY;
571        }
572        c->ast[i]->codec.sample_rate = dv_audio_frequency[freq];
573        c->ast[i]->codec.channels = 2;
574        c->ast[i]->codec.bit_rate = 2 * dv_audio_frequency[freq] * 16;
575        c->ast[i]->start_time = 0;
576     }
577     c->ach = i;
578     
579     return (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */;
580 }
581
582 static int dv_extract_video_info(DVDemuxContext *c, uint8_t* frame)
583 {
584     const DVprofile* sys; 
585     const uint8_t* vsc_pack;
586     AVCodecContext* avctx;
587     int apt, is16_9;
588     int size = 0;
589     
590     sys = dv_frame_profile(frame);
591     if (sys) {
592         avctx = &c->vst->codec;
593         
594         av_set_pts_info(c->vst, 64, sys->frame_rate_base, sys->frame_rate);
595         avctx->time_base= (AVRational){sys->frame_rate_base, sys->frame_rate};
596         avctx->width = sys->width;
597         avctx->height = sys->height;
598         avctx->pix_fmt = sys->pix_fmt;
599         
600         /* finding out SAR is a little bit messy */
601         vsc_pack = dv_extract_pack(frame, dv_video_control);
602         apt = frame[4] & 0x07;
603         is16_9 = (vsc_pack && ((vsc_pack[2] & 0x07) == 0x02 ||
604                                (!apt && (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x07)));
605         avctx->sample_aspect_ratio = sys->sar[is16_9];
606         
607         size = sys->frame_size;
608     }
609     return size;
610 }
611
612 /* 
613  * The following 6 functions constitute our interface to the world
614  */
615
616 int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
617                       const uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
618 {
619     uint8_t pcm[8192];
620     int fsize, reqasize;
621    
622     *frame = &c->frame_buf[0];
623     if (c->has_audio && c->has_video) {  /* must be a stale frame */
624         dv_format_frame(c, *frame);
625         c->frames++;
626         if (c->has_audio > 0)
627             c->has_audio = 0;
628         c->has_video = 0;
629     }
630     
631     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
632         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
633         if (c->has_video)
634             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
635             
636         dv_inject_video(c, data, *frame);
637         c->has_video = 1;
638         data_size = 0;
639         if (c->has_audio < 0)
640             goto out;
641     } 
642     
643     reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
644     fsize = fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr);
645     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO || (c->has_video && fsize >= reqasize)) { 
646         if (fsize + data_size >= reqasize && !c->has_audio) {
647             if (fsize >= reqasize) {
648                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], reqasize, &c->audio_data.rptr);
649             } else {
650                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], fsize, &c->audio_data.rptr);
651                 memcpy(&pcm[fsize], &data[0], reqasize - fsize);
652                 data += reqasize - fsize;
653                 data_size -= reqasize - fsize;
654             }
655             dv_inject_audio(c, &pcm[0], *frame);
656             c->has_audio = 1;
657         }
658     
659         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
660         if (fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
661             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
662         fifo_write(&c->audio_data, (uint8_t *)data, data_size, &c->audio_data.wptr);
663     }
664
665 out:
666     return (c->has_audio && c->has_video) ? c->sys->frame_size : 0;
667 }
668
669 DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
670 {
671     DVMuxContext *c;
672     AVStream *vst = NULL;
673     AVStream *ast = NULL;
674     int i;
675
676     if (s->nb_streams > 2)
677         return NULL;
678
679     c = av_mallocz(sizeof(DVMuxContext));
680     if (!c)
681         return NULL;
682
683     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
684     for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
685          switch (s->streams[i]->codec.codec_type) {
686          case CODEC_TYPE_VIDEO:
687                vst = s->streams[i];
688                break;
689          case CODEC_TYPE_AUDIO:
690                ast = s->streams[i];
691                break;
692          default:
693                goto bail_out;
694          }
695     }
696     
697     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
698     if (!vst || vst->codec.codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO)
699         goto bail_out;
700     if (ast  && (ast->codec.codec_id != CODEC_ID_PCM_S16LE ||
701                  ast->codec.sample_rate != 48000 ||
702                  ast->codec.channels != 2))
703         goto bail_out;
704     c->sys = dv_codec_profile(&vst->codec);
705     if (!c->sys)
706         goto bail_out;
707     
708     /* Ok, everything seems to be in working order */
709     c->frames = 0;
710     c->has_audio = ast ? 0 : -1;
711     c->has_video = 0;
712     c->start_time = (time_t)s->timestamp;
713     c->aspect = 0; /* 4:3 is the default */
714     if ((int)(av_q2d(vst->codec.sample_aspect_ratio) * vst->codec.width / vst->codec.height * 10) == 17) /* 16:9 */ 
715         c->aspect = 0x07;
716
717     if (ast && fifo_init(&c->audio_data, 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) < 0)
718         goto bail_out;
719
720     dv_format_frame(c, &c->frame_buf[0]);
721
722     return c;
723     
724 bail_out:
725     av_free(c);
726     return NULL;
727 }
728
729 void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
730 {    
731     fifo_free(&c->audio_data);
732 }
733
734 DVDemuxContext* dv_init_demux(AVFormatContext *s)
735 {
736     DVDemuxContext *c;
737
738     c = av_mallocz(sizeof(DVDemuxContext));
739     if (!c)
740         return NULL;
741
742     c->vst = av_new_stream(s, 0);
743     if (!c->vst) {
744         av_free(c);        
745         return NULL;
746     }
747
748     c->fctx = s;
749     c->ast[0] = c->ast[1] = NULL;
750     c->ach = 0;
751     c->frames = 0;
752     c->abytes = 0;
753
754     c->vst->codec.codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
755     c->vst->codec.codec_id = CODEC_ID_DVVIDEO;
756     c->vst->codec.bit_rate = 25000000;
757     c->vst->start_time = 0;
758     
759     return c;
760 }
761
762 int dv_get_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt)
763 {
764     int size = -1;
765     int i;
766
767     for (i=0; i<c->ach; i++) {
768        if (c->ast[i] && c->audio_pkt[i].size) {
769            *pkt = c->audio_pkt[i];
770            c->audio_pkt[i].size = 0;
771            size = pkt->size;
772            break;
773        }
774     }
775
776     return size;
777 }
778
779 int dv_produce_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt, 
780                       uint8_t* buf, int buf_size)
781 {
782     int size, i;
783     const DVprofile* sys = dv_frame_profile(buf);
784    
785     if (buf_size < 4 || buf_size < sys->frame_size)
786         return -1;   /* Broken frame, or not enough data */
787
788     /* Queueing audio packet */
789     /* FIXME: in case of no audio/bad audio we have to do something */
790     size = dv_extract_audio_info(c, buf);
791     for (i=0; i<c->ach; i++) {
792        c->audio_pkt[i].size = size;
793        c->audio_pkt[i].pts  = c->abytes * 30000*8 / c->ast[i]->codec.bit_rate;
794     }
795     dv_extract_audio(buf, c->audio_buf[0], c->audio_buf[1]);
796     c->abytes += size;
797     
798     /* Now it's time to return video packet */
799     size = dv_extract_video_info(c, buf);
800     av_init_packet(pkt);
801     pkt->data     = buf;
802     pkt->size     = size; 
803     pkt->flags   |= PKT_FLAG_KEY;
804     pkt->stream_index = c->vst->id;
805     pkt->pts      = c->frames;
806     
807     c->frames++;
808
809     return size;
810 }
811                            
812 static int64_t dv_frame_offset(AVFormatContext *s, DVDemuxContext *c,
813                               int64_t timestamp, int flags)
814 {
815     // FIXME: sys may be wrong if last dv_read_packet() failed (buffer is junk)
816     const DVprofile* sys = dv_codec_profile(&c->vst->codec);
817     int64_t offset;
818     int64_t size = url_fsize(&s->pb);
819     int64_t max_offset = ((size-1) / sys->frame_size) * sys->frame_size;
820
821     offset = sys->frame_size * timestamp;
822     
823     if (offset > max_offset) offset = max_offset;
824     else if (offset < 0) offset = 0;
825
826     return offset;
827 }
828
829 void dv_flush_audio_packets(DVDemuxContext *c)
830 {
831     c->audio_pkt[0].size = c->audio_pkt[1].size = 0;
832 }
833
834 /************************************************************
835  * Implementation of the easiest DV storage of all -- raw DV.
836  ************************************************************/
837  
838 typedef struct RawDVContext {
839     uint8_t         buf[144000];
840     DVDemuxContext* dv_demux;
841 } RawDVContext;
842
843 static int dv_read_header(AVFormatContext *s,
844                           AVFormatParameters *ap)
845 {
846     RawDVContext *c = s->priv_data;
847     const DVprofile* sys;
848     c->dv_demux = dv_init_demux(s);
849     if (!c->dv_demux)
850         return -1;
851    
852     if (get_buffer(&s->pb, c->buf, 4) <= 0 || url_fseek(&s->pb, -4, SEEK_CUR) < 0)
853         return AVERROR_IO;
854
855     sys = dv_frame_profile(c->buf);
856     s->bit_rate = av_rescale(sys->frame_size * 8, sys->frame_rate, sys->frame_rate_base);
857    
858     return 0;
859 }
860
861
862 static int dv_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
863 {
864     int size;
865     RawDVContext *c = s->priv_data; 
866   
867     size = dv_get_packet(c->dv_demux, pkt);
868     
869     if (size < 0) {
870         if (get_buffer(&s->pb, c->buf, 4) <= 0) 
871             return AVERROR_IO;
872     
873         size = dv_frame_profile(c->buf)->frame_size;
874         if (get_buffer(&s->pb, c->buf + 4, size - 4) <= 0)
875             return AVERROR_IO;
876
877         size = dv_produce_packet(c->dv_demux, pkt, c->buf, size);
878     } 
879     
880     return size;
881 }
882
883 static int dv_read_seek(AVFormatContext *s, int stream_index, 
884                        int64_t timestamp, int flags)
885 {
886     RawDVContext *r = s->priv_data;
887     DVDemuxContext *c = r->dv_demux;
888     int64_t offset= dv_frame_offset(s, c, timestamp, flags);
889     const DVprofile* sys = dv_codec_profile(&c->vst->codec);
890
891     c->frames= offset / sys->frame_size;
892     if (c->ach)
893         c->abytes= av_rescale(c->frames,
894                           c->ast[0]->codec.bit_rate * (int64_t)sys->frame_rate_base,
895                           8*sys->frame_rate);
896                           
897     dv_flush_audio_packets(c);
898     return url_fseek(&s->pb, offset, SEEK_SET);
899 }
900
901 static int dv_read_close(AVFormatContext *s)
902 {
903     RawDVContext *c = s->priv_data;
904     av_free(c->dv_demux);
905     return 0;
906 }
907
908 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
909 {
910     s->priv_data = dv_init_mux(s);
911     if (!s->priv_data) {
912         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't initialize DV format!\n"
913                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
914                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48Khz/PCM\n");
915         return -1;
916     }
917     return 0;
918 }
919
920 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
921 {
922     uint8_t* frame;
923     int fsize;
924    
925     fsize = dv_assemble_frame((DVMuxContext *)s->priv_data, s->streams[pkt->stream_index],
926                               pkt->data, pkt->size, &frame);
927     if (fsize > 0) {
928         put_buffer(&s->pb, frame, fsize); 
929         put_flush_packet(&s->pb);
930     } 
931     return 0;
932 }
933
934 /* 
935  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
936  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
937  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this 
938  * is the best strategy of all
939  */
940 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
941 {
942     dv_delete_mux((DVMuxContext *)s->priv_data);
943     return 0;
944 }
945
946 static AVInputFormat dv_iformat = {
947     "dv",
948     "DV video format",
949     sizeof(RawDVContext),
950     NULL,
951     dv_read_header,
952     dv_read_packet,
953     dv_read_close,
954     dv_read_seek,
955     .extensions = "dv,dif",
956 };
957
958 static AVOutputFormat dv_oformat = {
959     "dv",
960     "DV video format",
961     NULL,
962     "dv",
963     sizeof(DVMuxContext),
964     CODEC_ID_PCM_S16LE,
965     CODEC_ID_DVVIDEO,
966     dv_write_header,
967     dv_write_packet,
968     dv_write_trailer,
969 };
970
971 int ff_dv_init(void)
972 {
973     av_register_input_format(&dv_iformat);
974     av_register_output_format(&dv_oformat);
975     return 0;
976 }