* experimental dynamic audio stream allocation for DV demuxer. This
[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     int              ach;
36     int              frames;
37     uint64_t         abytes;
38 };
39
40 struct DVMuxContext {
41     const DVprofile*  sys;    /* Current DV profile. E.g.: 525/60, 625/50 */
42     uint8_t     frame_buf[144000]; /* frame under contruction */
43     FifoBuffer  audio_data;   /* Fifo for storing excessive amounts of PCM */
44     int         frames;       /* Number of a current frame */
45     time_t      start_time;   /* Start time of recording */
46     uint8_t     aspect;       /* Aspect ID 0 - 4:3, 7 - 16:9 */
47     int         has_audio;    /* frame under contruction has audio */
48     int         has_video;    /* frame under contruction has video */
49 };
50
51 enum dv_section_type {
52      dv_sect_header  = 0x1f,
53      dv_sect_subcode = 0x3f,
54      dv_sect_vaux    = 0x56,
55      dv_sect_audio   = 0x76,
56      dv_sect_video   = 0x96,
57 };
58
59 enum dv_pack_type {
60      dv_header525     = 0x3f, /* see dv_write_pack for important details on */ 
61      dv_header625     = 0xbf, /* these two packs */
62      dv_timecode      = 0x13,
63      dv_audio_source  = 0x50,
64      dv_audio_control = 0x51,
65      dv_audio_recdate = 0x52,
66      dv_audio_rectime = 0x53,
67      dv_video_source  = 0x60,
68      dv_video_control = 0x61,
69      dv_viedo_recdate = 0x62,
70      dv_video_rectime = 0x63,
71      dv_unknown_pack  = 0xff,
72 };
73
74
75
76 /*
77  * The reason why the following three big ugly looking tables are
78  * here is my lack of DV spec IEC 61834. The tables were basically 
79  * constructed to make code that places packs in SSYB, VAUX and 
80  * AAUX blocks very simple and table-driven. They conform to the
81  * SMPTE 314M and the output of my personal DV camcorder, neither
82  * of which is sufficient for a reliable DV stream producing. Thus
83  * while code is still in development I'll be gathering input from
84  * people with different DV equipment and modifying the tables to
85  * accommodate all the quirks. Later on, if possible, some of them
86  * will be folded into smaller tables and/or switch-if logic. For 
87  * now, my only excuse is -- they don't eat up that much of a space.
88  */
89
90 static const int dv_ssyb_packs_dist[12][6] = {
91     { 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13, 0x13 },
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, 0x62, 0x63, 0x13, 0x62, 0x63 },
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 };
104
105 static const int dv_vaux_packs_dist[12][15] = {
106     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
107       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
108     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
109       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
110     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
111       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
112     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
113       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
114     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
115       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
116     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
117       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
118     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
119       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
120     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
121       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
122     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
123       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
124     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
125       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
126     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
127       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
128     { 0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 
129       0x60, 0x61, 0x62, 0x63, 0xff, 0xff },
130 };
131
132 static const int dv_aaux_packs_dist[12][9] = {
133     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
134     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
135     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
136     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
137     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
138     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
139     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
140     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
141     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
142     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
143     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
144     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
145 };
146
147 static inline uint16_t dv_audio_12to16(uint16_t sample)
148 {
149     uint16_t shift, result;
150     
151     sample = (sample < 0x800) ? sample : sample | 0xf000;
152     shift = (sample & 0xf00) >> 8;
153
154     if (shift < 0x2 || shift > 0xd) {
155         result = sample;
156     } else if (shift < 0x8) {
157         shift--;
158         result = (sample - (256 * shift)) << shift;
159     } else {
160         shift = 0xe - shift;
161         result = ((sample + ((256 * shift) + 1)) << shift) - 1;
162     }
163
164     return result;
165 }
166
167 static int dv_audio_frame_size(const DVprofile* sys, int frame)
168 {
169     return sys->audio_samples_dist[frame % (sizeof(sys->audio_samples_dist)/
170                                             sizeof(sys->audio_samples_dist[0]))];
171 }
172
173 static int dv_write_pack(enum dv_pack_type pack_id, DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
174 {
175     struct tm tc;
176     time_t ct;
177     int ltc_frame;
178
179     buf[0] = (uint8_t)pack_id;
180     switch (pack_id) {
181     case dv_header525: /* I can't imagine why these two weren't defined as real */
182     case dv_header625: /* packs in SMPTE314M -- they definitely look like ones */
183           buf[1] = 0xf8 |               /* reserved -- always 1 */
184                    (0 & 0x07);          /* APT: Track application ID */
185           buf[2] = (0 << 7)    | /* TF1: audio data is 0 - valid; 1 - invalid */
186                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
187                    (0 & 0x07);   /* AP1: Audio application ID */
188           buf[3] = (0 << 7)    | /* TF2: video data is 0 - valid; 1 - invalid */  
189                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
190                    (0 & 0x07);   /* AP2: Video application ID */
191           buf[4] = (0 << 7)    | /* TF3: subcode(SSYB) is 0 - valid; 1 - invalid */ 
192                    (0x0f << 3) | /* reserved -- always 1 */
193                    (0 & 0x07);   /* AP3: Subcode application ID */
194           break;
195     case dv_timecode:
196           ct = (time_t)(c->frames / ((float)c->sys->frame_rate / 
197                                      (float)c->sys->frame_rate_base));
198           brktimegm(ct, &tc);
199           /* 
200            * LTC drop-frame frame counter drops two frames (0 and 1) every 
201            * minute, unless it is exactly divisible by 10
202            */
203           ltc_frame = (c->frames + 2*ct/60 - 2*ct/600) % c->sys->ltc_divisor;
204           buf[1] = (0 << 7) | /* Color fame: 0 - unsync; 1 - sync mode */
205                    (1 << 6) | /* Drop frame timecode: 0 - nondrop; 1 - drop */
206                    ((ltc_frame / 10) << 4) | /* Tens of frames */
207                    (ltc_frame % 10);         /* Units of frames */
208           buf[2] = (1 << 7) | /* Biphase mark polarity correction: 0 - even; 1 - odd */
209                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
210                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
211           buf[3] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF0 */
212                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
213                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
214           buf[4] = (1 << 7) | /* Binary group flag BGF2 */
215                    (1 << 6) | /* Binary group flag BGF1 */
216                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
217                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
218           break;
219     case dv_audio_source:  /* AAUX source pack */
220           buf[1] = (0 << 7) | /* locked mode       */
221                    (1 << 6) | /* reserved -- always 1 */
222                    (dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames) -
223                     c->sys->audio_min_samples[0]);
224                               /* # of samples      */
225           buf[2] = (0 << 7) | /* multi-stereo      */
226                    (0 << 5) | /* #of audio channels per block: 0 -- 1 channel */
227                    (0 << 4) | /* pair bit: 0 -- one pair of channels */
228                     0;        /* audio mode        */
229           buf[3] = (1 << 7) | /* res               */
230                    (1 << 6) | /* multi-language flag */
231                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
232                     0;        /* definition: 0 -- SD (525/625) */
233           buf[4] = (1 << 7) | /* emphasis: 1 -- off */
234                    (0 << 6) | /* emphasis time constant: 0 -- reserved */
235                    (0 << 3) | /* frequency: 0 -- 48Khz, 1 -- 44,1Khz, 2 -- 32Khz */
236                     0;        /* quantization: 0 -- 16bit linear, 1 -- 12bit nonlinear */                           
237           break;
238     case dv_audio_control:
239           buf[1] = (0 << 6) | /* copy protection: 0 -- unrestricted */
240                    (1 << 4) | /* input source: 1 -- digital input */
241                    (3 << 2) | /* compression: 3 -- no information */
242                     0;        /* misc. info/SMPTE emphasis off */
243           buf[2] = (1 << 7) | /* recording start point: 1 -- no */
244                    (1 << 6) | /* recording end point: 1 -- no */
245                    (1 << 3) | /* recording mode: 1 -- original */
246                     7;         
247           buf[3] = (1 << 7) | /* direction: 1 -- forward */
248                     0x20;     /* speed */
249           buf[4] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
250                     0x7f;     /* genre category */
251           break;
252     case dv_audio_recdate:
253     case dv_viedo_recdate:  /* VAUX recording date */
254           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames / 
255                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
256           brktimegm(ct, &tc);
257           buf[1] = 0xff; /* ds, tm, tens of time zone, units of time zone */
258                          /* 0xff is very likely to be "unknown" */
259           buf[2] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
260                    ((tc.tm_mday / 10) << 4) | /* Tens of day */
261                    (tc.tm_mday % 10);         /* Units of day */
262           buf[3] = /* we set high 4 bits to 0, shouldn't we set them to week? */
263                    ((tc.tm_mon / 10) << 4) |    /* Tens of month */
264                    (tc.tm_mon  % 10);           /* Units of month */
265           buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
266                    (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
267           break;
268     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
269     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
270           ct = c->start_time + (time_t)(c->frames / 
271                ((float)c->sys->frame_rate / (float)c->sys->frame_rate_base));
272           brktimegm(ct, &tc);
273           buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
274                    0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
275           buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */ 
276                    ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
277                    (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
278           buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
279                    ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
280                    (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
281           buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */ 
282                    ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
283                    (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
284           break;
285     case dv_video_source:
286           buf[1] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
287           buf[2] = (1 << 7) | /* B/W: 0 - b/w, 1 - color */
288                    (1 << 6) | /* following CLF is valid - 0, invalid - 1 */
289                    (3 << 4) | /* CLF: color frames id (see ITU-R BT.470-4) */
290                    0xf; /* reserved -- always 1 */
291           buf[3] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
292                    (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
293                    0; /* signal type video compression */
294           buf[4] = 0xff; /* VISC: 0xff -- no information */
295           break;
296     case dv_video_control:
297           buf[1] = (0 << 6) | /* Copy generation management (CGMS) 0 -- free */
298                    0x3f; /* reserved -- always 1 */
299           buf[2] = 0xc8 | /* reserved -- always b11001xxx */
300                    c->aspect;
301           buf[3] = (1 << 7) | /* Frame/field flag 1 -- frame, 0 -- field */
302                    (1 << 6) | /* First/second field flag 0 -- field 2, 1 -- field 1 */
303                    (1 << 5) | /* Frame change flag 0 -- same picture as before, 1 -- different */
304                    (1 << 4) | /* 1 - interlaced, 0 - noninterlaced */
305                    0xc; /* reserved -- always b1100 */
306           buf[4] = 0xff; /* reserved -- always 1 */
307           break;
308     default:
309           buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
310     }
311     return 5;
312 }
313
314 static inline int dv_write_dif_id(enum dv_section_type t, uint8_t seq_num, 
315                                   uint8_t dif_num, uint8_t* buf)
316 {
317     buf[0] = (uint8_t)t;    /* Section type */
318     buf[1] = (seq_num<<4) | /* DIF seq number 0-9 for 525/60; 0-11 for 625/50 */
319              (0 << 3) |     /* FSC: for 50Mb/s 0 - first channel; 1 - second */
320              7;             /* reserved -- always 1 */
321     buf[2] = dif_num;       /* DIF block number Video: 0-134, Audio: 0-8 */
322     return 3;
323 }
324
325 static inline int dv_write_ssyb_id(uint8_t syb_num, uint8_t fr, uint8_t* buf)
326 {
327     if (syb_num == 0 || syb_num == 6) {
328         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
329                  (0<<4)  | /* AP3 (Subcode application ID) */
330                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
331     } 
332     else if (syb_num == 11) {
333         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
334                  0x7f;     /* reserved -- always 1 */
335     }
336     else {
337         buf[0] = (fr<<7) | /* FR ID 1 - first half of each channel; 0 - second */
338                  (0<<4)  | /* APT (Track application ID) */
339                  0x0f;     /* reserved -- always 1 */
340     }
341     buf[1] = 0xf0 |            /* reserved -- always 1 */
342              (syb_num & 0x0f); /* SSYB number 0 - 11   */
343     buf[2] = 0xff;             /* reserved -- always 1 */
344     return 3;
345 }
346
347 static void dv_format_frame(DVMuxContext *c, uint8_t* buf)
348 {
349     int i, j, k;
350     
351     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
352        memset(buf, 0xff, 80 * 6); /* First 6 DIF blocks are for control data */
353        
354        /* DV header: 1DIF */
355        buf += dv_write_dif_id(dv_sect_header, i, 0, buf);
356        buf += dv_write_pack((c->sys->dsf ? dv_header625 : dv_header525), c, buf);
357        buf += 72; /* unused bytes */
358                                    
359        /* DV subcode: 2DIFs */
360        for (j = 0; j < 2; j++) {
361           buf += dv_write_dif_id( dv_sect_subcode, i, j, buf);
362           for (k = 0; k < 6; k++) {
363              buf += dv_write_ssyb_id(k, (i < c->sys->difseg_size/2), buf);
364              buf += dv_write_pack(dv_ssyb_packs_dist[i][k], c, buf);
365           }
366           buf += 29; /* unused bytes */
367        }
368        
369        /* DV VAUX: 3DIFs */
370        for (j = 0; j < 3; j++) {
371           buf += dv_write_dif_id(dv_sect_vaux, i, j, buf);
372           for (k = 0; k < 15 ; k++)
373              buf += dv_write_pack(dv_vaux_packs_dist[i][k], c, buf);
374           buf += 2; /* unused bytes */
375        } 
376        
377        /* DV Audio/Video: 135 Video DIFs + 9 Audio DIFs */
378        for (j = 0; j < 135; j++) {
379             if (j%15 == 0) {
380                 memset(buf, 0xff, 80);
381                 buf += dv_write_dif_id(dv_sect_audio, i, j/15, buf);
382                 buf += 77; /* audio control & shuffled PCM audio */
383             }
384             buf += dv_write_dif_id(dv_sect_video, i, j, buf);
385             buf += 77; /* 1 video macro block: 1 bytes control
386                                                4 * 14 bytes Y 8x8 data
387                                                    10 bytes Cr 8x8 data
388                                                    10 bytes Cb 8x8 data */
389        }
390     }
391 }
392
393 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, const uint8_t* pcm, uint8_t* frame_ptr)
394 {
395     int i, j, d, of, size;
396     size = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
397     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
398        frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
399        for (j = 0; j < 9; j++) {
400           dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j], c, &frame_ptr[3]);
401           for (d = 8; d < 80; d+=2) {
402              of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
403              if (of*2 >= size)
404                  continue;
405              
406              frame_ptr[d] = pcm[of*2+1]; // FIXME: may be we have to admit
407              frame_ptr[d+1] = pcm[of*2]; //        that DV is a big endian PCM       
408           }
409           frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
410        }
411     }
412 }
413
414 static void dv_inject_video(DVMuxContext *c, const uint8_t* video_data, uint8_t* frame_ptr)
415 {
416     int i, j;
417     int ptr = 0;
418
419     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
420        ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
421        for (j = 0; j < 135; j++) {
422             if (j%15 == 0)
423                 ptr += 80; /* skip Audio DIF */
424             ptr += 3;
425             memcpy(frame_ptr + ptr, video_data + ptr, 77);
426             ptr += 77;
427        }
428     }
429 }
430
431 /* 
432  * This is the dumbest implementation of all -- it simply looks at
433  * a fixed offset and if pack isn't there -- fails. We might want
434  * to have a fallback mechanism for complete search of missing packs.
435  */
436 static const uint8_t* dv_extract_pack(uint8_t* frame, enum dv_pack_type t)
437 {
438     int offs;
439     
440     switch (t) {
441     case dv_audio_source:
442           offs = (80*6 + 80*16*3 + 3);
443           break;
444     case dv_audio_control:
445           offs = (80*6 + 80*16*4 + 3);
446           break;
447     case dv_video_control:
448           offs = (80*5 + 48 + 5);
449           break;
450     default:
451           return NULL;
452     }   
453
454     return (frame[offs] == t ? &frame[offs] : NULL);
455 }
456
457 /* 
458  * There's a couple of assumptions being made here:
459  * 1. By default we silence erroneous (0x8000/16bit 0x800/12bit) audio samples.
460  *    We can pass them upwards when ffmpeg will be ready to deal with them.
461  * 2. We don't do software emphasis.
462  * 3. Audio is always returned as 16bit linear samples: 12bit nonlinear samples
463  *    are converted into 16bit linear ones.
464  */
465 static int dv_extract_audio(uint8_t* frame, uint8_t* pcm, uint8_t* pcm2)
466 {
467     int size, i, j, d, of, smpls, freq, quant, half_ch;
468     uint16_t lc, rc;
469     const DVprofile* sys;
470     const uint8_t* as_pack;
471     
472     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
473     if (!as_pack)    /* No audio ? */
474         return 0;
475    
476     sys = dv_frame_profile(frame);
477     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
478     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
479     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
480     
481     if (quant > 1)
482         return -1; /* Unsupported quantization */
483
484     size = (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */
485     half_ch = sys->difseg_size/2;
486
487     /* for each DIF segment */
488     for (i = 0; i < sys->difseg_size; i++) {
489        frame += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
490        if (quant == 1 && i == half_ch) {
491            if (!pcm2)
492                break;
493            else
494                pcm = pcm2;
495        }
496
497        for (j = 0; j < 9; j++) {
498           for (d = 8; d < 80; d += 2) {
499              if (quant == 0) {  /* 16bit quantization */
500                  of = sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * sys->audio_stride;
501                  if (of*2 >= size)
502                      continue;
503                  
504                  pcm[of*2] = frame[d+1]; // FIXME: may be we have to admit
505                  pcm[of*2+1] = frame[d]; //        that DV is a big endian PCM
506                  if (pcm[of*2+1] == 0x80 && pcm[of*2] == 0x00)
507                      pcm[of*2+1] = 0;
508               } else {           /* 12bit quantization */
509                  lc = ((uint16_t)frame[d] << 4) | 
510                       ((uint16_t)frame[d+2] >> 4);
511                  rc = ((uint16_t)frame[d+1] << 4) |
512                       ((uint16_t)frame[d+2] & 0x0f);
513                  lc = (lc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(lc));
514                  rc = (rc == 0x800 ? 0 : dv_audio_12to16(rc));
515
516                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch][j] + (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
517                  if (of*2 >= size)
518                      continue;
519
520                  pcm[of*2] = lc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
521                  pcm[of*2+1] = lc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
522                  of = sys->audio_shuffle[i%half_ch+half_ch][j] + 
523                       (d - 8)/3 * sys->audio_stride;
524                  pcm[of*2] = rc & 0xff; // FIXME: may be we have to admit
525                  pcm[of*2+1] = rc >> 8; //        that DV is a big endian PCM
526                  ++d;
527               }
528           }
529                 
530           frame += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
531         }
532     }
533
534     return size;
535 }
536
537 static int dv_extract_audio_info(DVDemuxContext* c, uint8_t* frame)
538 {
539     const uint8_t* as_pack;
540     const DVprofile* sys;
541     int freq, smpls, quant, i, ach;
542
543     sys = dv_frame_profile(frame);
544     as_pack = dv_extract_pack(frame, dv_audio_source);
545     if (!as_pack || !sys) {    /* No audio ? */
546         c->ach = 0;
547         return -1;
548     }
549     
550     smpls = as_pack[1] & 0x3f; /* samples in this frame - min. samples */
551     freq = (as_pack[4] >> 3) & 0x07; /* 0 - 48KHz, 1 - 44,1kHz, 2 - 32 kHz */
552     quant = as_pack[4] & 0x07; /* 0 - 16bit linear, 1 - 12bit nonlinear */
553     ach = (quant && freq == 2) ? 2 : 1;
554
555     /* Dynamic handling of the audio streams in DV */
556     for (i=0; i<ach; i++) {
557        if (!c->ast[i]) {
558            c->ast[i] = av_new_stream(c->fctx, 0);
559            if (!c->ast[i])
560                break;
561            av_set_pts_info(c->ast[i], 64, 1, 30000);
562            c->ast[i]->codec.codec_type = CODEC_TYPE_AUDIO;
563            c->ast[i]->codec.codec_id = CODEC_ID_PCM_S16LE;
564        }
565        c->ast[i]->codec.sample_rate = dv_audio_frequency[freq];
566        c->ast[i]->codec.channels = 2;
567        c->ast[i]->codec.bit_rate = 2 * dv_audio_frequency[freq] * 16;
568        c->ast[i]->start_time = 0;
569     }
570     c->ach = i;
571     
572     return (sys->audio_min_samples[freq] + smpls) * 4; /* 2ch, 2bytes */;
573 }
574
575 static int dv_extract_video_info(DVDemuxContext *c, uint8_t* frame)
576 {
577     const DVprofile* sys; 
578     const uint8_t* vsc_pack;
579     AVCodecContext* avctx;
580     int apt, is16_9;
581     int size = 0;
582     
583     sys = dv_frame_profile(frame);
584     if (sys) {
585         avctx = &c->vst->codec;
586         
587         avctx->frame_rate = sys->frame_rate;
588         avctx->frame_rate_base = sys->frame_rate_base;
589         avctx->width = sys->width;
590         avctx->height = sys->height;
591         avctx->pix_fmt = sys->pix_fmt;
592         
593         /* finding out SAR is a little bit messy */
594         vsc_pack = dv_extract_pack(frame, dv_video_control);
595         apt = frame[4] & 0x07;
596         is16_9 = (vsc_pack && ((vsc_pack[2] & 0x07) == 0x02 ||
597                                (!apt && (vsc_pack[2] & 0x07) == 0x07)));
598         avctx->sample_aspect_ratio = sys->sar[is16_9];
599         
600         size = sys->frame_size;
601     }
602     return size;
603 }
604
605 /* 
606  * The following 6 functions constitute our interface to the world
607  */
608
609 int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
610                       const uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
611 {
612     uint8_t pcm[8192];
613     int fsize, reqasize;
614    
615     *frame = &c->frame_buf[0];
616     if (c->has_audio && c->has_video) {  /* must be a stale frame */
617         dv_format_frame(c, *frame);
618         c->frames++;
619         if (c->has_audio > 0)
620             c->has_audio = 0;
621         c->has_video = 0;
622     }
623     
624     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_VIDEO) {
625         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
626         if (c->has_video)
627             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
628             
629         dv_inject_video(c, data, *frame);
630         c->has_video = 1;
631         data_size = 0;
632         if (c->has_audio < 0)
633             goto out;
634     } 
635     
636     reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
637     fsize = fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr);
638     if (st->codec.codec_type == CODEC_TYPE_AUDIO || (c->has_video && fsize >= reqasize)) { 
639         if (fsize + data_size >= reqasize && !c->has_audio) {
640             if (fsize >= reqasize) {
641                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], reqasize, &c->audio_data.rptr);
642             } else {
643                 fifo_read(&c->audio_data, &pcm[0], fsize, &c->audio_data.rptr);
644                 memcpy(&pcm[fsize], &data[0], reqasize - fsize);
645                 data += reqasize - fsize;
646                 data_size -= reqasize - fsize;
647             }
648             dv_inject_audio(c, &pcm[0], *frame);
649             c->has_audio = 1;
650         }
651     
652         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
653         if (fifo_size(&c->audio_data, c->audio_data.rptr) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
654             av_log(&st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
655         fifo_write(&c->audio_data, (uint8_t *)data, data_size, &c->audio_data.wptr);
656     }
657
658 out:
659     return (c->has_audio && c->has_video) ? c->sys->frame_size : 0;
660 }
661
662 DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
663 {
664     DVMuxContext *c;
665     AVStream *vst = NULL;
666     AVStream *ast = NULL;
667     int i;
668
669     if (s->nb_streams > 2)
670         return NULL;
671
672     c = av_mallocz(sizeof(DVMuxContext));
673     if (!c)
674         return NULL;
675
676     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
677     for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
678          switch (s->streams[i]->codec.codec_type) {
679          case CODEC_TYPE_VIDEO:
680                vst = s->streams[i];
681                break;
682          case CODEC_TYPE_AUDIO:
683                ast = s->streams[i];
684                break;
685          default:
686                goto bail_out;
687          }
688     }
689     
690     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
691     if (!vst || vst->codec.codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO)
692         goto bail_out;
693     if (ast  && (ast->codec.codec_id != CODEC_ID_PCM_S16LE ||
694                  ast->codec.sample_rate != 48000 ||
695                  ast->codec.channels != 2))
696         goto bail_out;
697     c->sys = dv_codec_profile(&vst->codec);
698     if (!c->sys)
699         goto bail_out;
700     
701     /* Ok, everything seems to be in working order */
702     c->frames = 0;
703     c->has_audio = ast ? 0 : -1;
704     c->has_video = 0;
705     c->start_time = (time_t)s->timestamp;
706     c->aspect = 0; /* 4:3 is the default */
707     if ((int)(av_q2d(vst->codec.sample_aspect_ratio) * vst->codec.width / vst->codec.height * 10) == 17) /* 16:9 */ 
708         c->aspect = 0x07;
709
710     if (ast && fifo_init(&c->audio_data, 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE) < 0)
711         goto bail_out;
712
713     dv_format_frame(c, &c->frame_buf[0]);
714
715     return c;
716     
717 bail_out:
718     av_free(c);
719     return NULL;
720 }
721
722 void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
723 {    
724     fifo_free(&c->audio_data);
725 }
726
727 DVDemuxContext* dv_init_demux(AVFormatContext *s)
728 {
729     DVDemuxContext *c;
730
731     c = av_mallocz(sizeof(DVDemuxContext));
732     if (!c)
733         return NULL;
734
735     c->vst = av_new_stream(s, 0);
736     if (!c->vst) {
737         av_free(c);        
738         return NULL;
739     }
740     av_set_pts_info(c->vst, 64, 1, 30000);
741
742     c->fctx = s;
743     c->ast[0] = c->ast[1] = NULL;
744     c->ach = 0;
745     c->frames = 0;
746     c->abytes = 0;
747     c->audio_pkt[0].size = 0;
748     c->audio_pkt[1].size = 0;
749     
750     c->vst->codec.codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
751     c->vst->codec.codec_id = CODEC_ID_DVVIDEO;
752     c->vst->codec.bit_rate = 25000000;
753     c->vst->start_time = 0;
754     
755     return c;
756 }
757
758 static void __destruct_pkt(struct AVPacket *pkt)
759 {
760     pkt->data = NULL; pkt->size = 0;
761     return;
762 }
763
764 int dv_get_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt)
765 {
766     int size = -1;
767     int i;
768
769     for (i=0; i<c->ach; i++) {
770        if (c->ast[i] && c->audio_pkt[i].size) {
771            *pkt = c->audio_pkt[i];
772            c->audio_pkt[i].size = 0;
773            size = pkt->size;
774            break;
775        }
776     }
777
778     return size;
779 }
780
781 int dv_produce_packet(DVDemuxContext *c, AVPacket *pkt, 
782                       uint8_t* buf, int buf_size)
783 {
784     int size, i;
785     const DVprofile* sys = dv_frame_profile(buf);
786    
787     if (buf_size < 4 || buf_size < sys->frame_size)
788         return -1;   /* Broken frame, or not enough data */
789
790     /* Queueing audio packet */
791     /* FIXME: in case of no audio/bad audio we have to do something */
792     size = dv_extract_audio_info(c, buf);
793     c->audio_pkt[0].data = c->audio_pkt[1].data = NULL;
794     for (i=0; i<c->ach; i++) {
795        if (av_new_packet(&c->audio_pkt[i], size) < 0)
796            return AVERROR_NOMEM;
797        c->audio_pkt[i].stream_index = c->ast[i]->index;
798        c->audio_pkt[i].pts = c->abytes * 30000*8 / c->ast[i]->codec.bit_rate;
799        c->audio_pkt[i].flags |= PKT_FLAG_KEY;
800     }
801     dv_extract_audio(buf, c->audio_pkt[0].data, c->audio_pkt[1].data);
802     c->abytes += size;
803     
804     /* Now it's time to return video packet */
805     size = dv_extract_video_info(c, buf);
806     av_init_packet(pkt);
807     pkt->destruct = __destruct_pkt;
808     pkt->data     = buf;
809     pkt->size     = size; 
810     pkt->flags   |= PKT_FLAG_KEY;
811     pkt->stream_index = c->vst->id;
812     pkt->pts      = c->frames * sys->frame_rate_base * (30000/sys->frame_rate);
813     
814     c->frames++;
815
816     return size;
817 }
818                            
819 int64_t dv_frame_offset(DVDemuxContext *c, int64_t timestamp)
820 {
821     const DVprofile* sys;
822     int64_t frame_number, offset;
823     
824     // FIXME: sys may be wrong if last dv_read_packet() failed (buffer is junk)
825     sys = dv_codec_profile(&c->vst->codec);
826
827     // timestamp was scaled by time_base/AV_BASE_RATE by av_seek_frame()
828     frame_number = (timestamp * sys->frame_rate) / 
829                    ((int64_t) 30000 * sys->frame_rate_base);
830
831     // offset must be a multiple of frame_size else dv_read_packet() will fail
832     offset = (int64_t) sys->frame_size * frame_number;
833
834     return offset;
835 }
836
837 /************************************************************
838  * Implementation of the easiest DV storage of all -- raw DV.
839  ************************************************************/
840  
841 typedef struct RawDVContext {
842     uint8_t         buf[144000];
843     DVDemuxContext* dv_demux;
844 } RawDVContext;
845
846 static int dv_read_header(AVFormatContext *s,
847                           AVFormatParameters *ap)
848 {
849     RawDVContext *c = s->priv_data;
850     const DVprofile* sys;
851     c->dv_demux = dv_init_demux(s);
852     if (!c->dv_demux)
853         return -1;
854    
855     if (get_buffer(&s->pb, c->buf, 4) <= 0 || url_fseek(&s->pb, -4, SEEK_CUR) < 0)
856         return AVERROR_IO;
857
858     sys = dv_frame_profile(c->buf);
859     s->bit_rate = av_rescale(sys->frame_size * 8, sys->frame_rate, sys->frame_rate_base);
860    
861     return 0;
862 }
863
864
865 static int dv_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
866 {
867     int size;
868     RawDVContext *c = s->priv_data; 
869   
870     size = dv_get_packet(c->dv_demux, pkt);
871     
872     if (size < 0) {
873         if (get_buffer(&s->pb, c->buf, 4) <= 0) 
874             return AVERROR_IO;
875     
876         size = dv_frame_profile(c->buf)->frame_size;
877         if (get_buffer(&s->pb, c->buf + 4, size - 4) <= 0)
878             return AVERROR_IO;
879
880         size = dv_produce_packet(c->dv_demux, pkt, c->buf, size);
881     } 
882     
883     return size;
884 }
885
886 static int dv_read_seek(AVFormatContext *s, int stream_index, int64_t timestamp)
887 {
888     RawDVContext *c = s->priv_data;
889
890     return url_fseek(&s->pb, dv_frame_offset(c->dv_demux, timestamp), SEEK_SET);
891 }
892
893 static int dv_read_close(AVFormatContext *s)
894 {
895     RawDVContext *c = s->priv_data;
896     av_free(c->dv_demux);
897     return 0;
898 }
899
900 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
901 {
902     s->priv_data = dv_init_mux(s);
903     if (!s->priv_data) {
904         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't initialize DV format!\n"
905                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
906                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48Khz/PCM\n");
907         return -1;
908     }
909     return 0;
910 }
911
912 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
913 {
914     uint8_t* frame;
915     int fsize;
916    
917     fsize = dv_assemble_frame((DVMuxContext *)s->priv_data, s->streams[pkt->stream_index],
918                               pkt->data, pkt->size, &frame);
919     if (fsize > 0) {
920         put_buffer(&s->pb, frame, fsize); 
921         put_flush_packet(&s->pb);
922     } 
923     return 0;
924 }
925
926 /* 
927  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
928  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
929  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this 
930  * is the best strategy of all
931  */
932 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
933 {
934     dv_delete_mux((DVMuxContext *)s->priv_data);
935     return 0;
936 }
937
938 static AVInputFormat dv_iformat = {
939     "dv",
940     "DV video format",
941     sizeof(RawDVContext),
942     NULL,
943     dv_read_header,
944     dv_read_packet,
945     dv_read_close,
946     dv_read_seek,
947     .extensions = "dv,dif",
948 };
949
950 static AVOutputFormat dv_oformat = {
951     "dv",
952     "DV video format",
953     NULL,
954     "dv",
955     sizeof(DVMuxContext),
956     CODEC_ID_PCM_S16LE,
957     CODEC_ID_DVVIDEO,
958     dv_write_header,
959     dv_write_packet,
960     dv_write_trailer,
961 };
962
963 int ff_dv_init(void)
964 {
965     av_register_input_format(&dv_iformat);
966     av_register_output_format(&dv_oformat);
967     return 0;
968 }