lavf: factor out conversion of ISO8601 string to unix time
[ffmpeg.git] / libavformat / dvenc.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 file is part of Libav.
15  *
16  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
17  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
18  * License as published by the Free Software Foundation; either
19  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
20  *
21  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
22  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
23  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
24  * Lesser General Public License for more details.
25  *
26  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
27  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
28  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
29  */
30 #include <time.h>
31 #include <stdarg.h>
32
33 #include "avformat.h"
34 #include "internal.h"
35 #include "libavcodec/dvdata.h"
36 #include "dv.h"
37 #include "libavutil/fifo.h"
38 #include "libavutil/mathematics.h"
39
40 struct DVMuxContext {
41     const DVprofile*  sys;           /* current DV profile, e.g.: 525/60, 625/50 */
42     int               n_ast;         /* number of stereo audio streams (up to 2) */
43     AVStream         *ast[2];        /* stereo audio streams */
44     AVFifoBuffer     *audio_data[2]; /* FIFO for storing excessive amounts of PCM */
45     int               frames;        /* current frame number */
46     int64_t           start_time;    /* recording start time */
47     int               has_audio;     /* frame under contruction has audio */
48     int               has_video;     /* frame under contruction has video */
49     uint8_t           frame_buf[DV_MAX_FRAME_SIZE]; /* frame under contruction */
50 };
51
52 static const int dv_aaux_packs_dist[12][9] = {
53     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
54     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
55     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
56     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
57     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
58     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
59     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
60     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
61     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
62     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
63     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
64     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
65 };
66
67 static int dv_audio_frame_size(const DVprofile* sys, int frame)
68 {
69     return sys->audio_samples_dist[frame % (sizeof(sys->audio_samples_dist) /
70                                             sizeof(sys->audio_samples_dist[0]))];
71 }
72
73 static int dv_write_pack(enum dv_pack_type pack_id, DVMuxContext *c, uint8_t* buf, ...)
74 {
75     struct tm tc;
76     time_t ct;
77     int ltc_frame;
78     va_list ap;
79
80     buf[0] = (uint8_t)pack_id;
81     switch (pack_id) {
82     case dv_timecode:
83         ct = (time_t)av_rescale_rnd(c->frames, c->sys->time_base.num,
84                                     c->sys->time_base.den, AV_ROUND_DOWN);
85         brktimegm(ct, &tc);
86         /*
87          * LTC drop-frame frame counter drops two frames (0 and 1) every
88          * minute, unless it is exactly divisible by 10
89          */
90         ltc_frame = (c->frames + 2 * ct / 60 - 2 * ct / 600) % c->sys->ltc_divisor;
91         buf[1] = (0                 << 7) | /* color frame: 0 - unsync; 1 - sync mode */
92                  (1                 << 6) | /* drop frame timecode: 0 - nondrop; 1 - drop */
93                  ((ltc_frame / 10)  << 4) | /* tens of frames */
94                  (ltc_frame % 10);          /* units of frames */
95         buf[2] = (1                 << 7) | /* biphase mark polarity correction: 0 - even; 1 - odd */
96                  ((tc.tm_sec / 10)  << 4) | /* tens of seconds */
97                  (tc.tm_sec % 10);          /* units of seconds */
98         buf[3] = (1                 << 7) | /* binary group flag BGF0 */
99                  ((tc.tm_min / 10)  << 4) | /* tens of minutes */
100                  (tc.tm_min % 10);          /* units of minutes */
101         buf[4] = (1                 << 7) | /* binary group flag BGF2 */
102                  (1                 << 6) | /* binary group flag BGF1 */
103                  ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* tens of hours */
104                  (tc.tm_hour % 10);         /* units of hours */
105         break;
106     case dv_audio_source:  /* AAUX source pack */
107         va_start(ap, buf);
108         buf[1] = (1 << 7) | /* locked mode -- SMPTE only supports locked mode */
109                  (1 << 6) | /* reserved -- always 1 */
110                  (dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames) -
111                   c->sys->audio_min_samples[0]);
112                             /* # of samples      */
113         buf[2] = (0 << 7) | /* multi-stereo      */
114                  (0 << 5) | /* #of audio channels per block: 0 -- 1 channel */
115                  (0 << 4) | /* pair bit: 0 -- one pair of channels */
116                  !!va_arg(ap, int); /* audio mode        */
117         buf[3] = (1 << 7) | /* res               */
118                  (1 << 6) | /* multi-language flag */
119                  (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
120                  (c->sys->n_difchan & 2); /* definition: 0 -- 25Mbps, 2 -- 50Mbps */
121         buf[4] = (1 << 7) | /* emphasis: 1 -- off */
122                  (0 << 6) | /* emphasis time constant: 0 -- reserved */
123                  (0 << 3) | /* frequency: 0 -- 48kHz, 1 -- 44,1kHz, 2 -- 32kHz */
124                   0;        /* quantization: 0 -- 16bit linear, 1 -- 12bit nonlinear */
125         va_end(ap);
126         break;
127     case dv_audio_control:
128         buf[1] = (0 << 6) | /* copy protection: 0 -- unrestricted */
129                  (1 << 4) | /* input source: 1 -- digital input */
130                  (3 << 2) | /* compression: 3 -- no information */
131                   0;        /* misc. info/SMPTE emphasis off */
132         buf[2] = (1 << 7) | /* recording start point: 1 -- no */
133                  (1 << 6) | /* recording end point: 1 -- no */
134                  (1 << 3) | /* recording mode: 1 -- original */
135                   7;
136         buf[3] = (1 << 7) | /* direction: 1 -- forward */
137                  (c->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P ? 0x20 : /* speed */
138                                                        c->sys->ltc_divisor * 4);
139         buf[4] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
140                   0x7f;     /* genre category */
141         break;
142     case dv_audio_recdate:
143     case dv_video_recdate:  /* VAUX recording date */
144         ct = c->start_time + av_rescale_rnd(c->frames, c->sys->time_base.num,
145                                             c->sys->time_base.den, AV_ROUND_DOWN);
146         brktimegm(ct, &tc);
147         buf[1] = 0xff; /* ds, tm, tens of time zone, units of time zone */
148                        /* 0xff is very likely to be "unknown" */
149         buf[2] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
150                  ((tc.tm_mday / 10) << 4) | /* Tens of day */
151                  (tc.tm_mday % 10);         /* Units of day */
152         buf[3] = /* we set high 4 bits to 0, shouldn't we set them to week? */
153                  ((tc.tm_mon / 10) << 4) |    /* Tens of month */
154                  (tc.tm_mon  % 10);           /* Units of month */
155         buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
156                  (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
157         break;
158     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
159     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
160         ct = c->start_time + av_rescale_rnd(c->frames, c->sys->time_base.num,
161                                                        c->sys->time_base.den, AV_ROUND_DOWN);
162         brktimegm(ct, &tc);
163         buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
164                  0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
165         buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
166                  ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
167                  (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
168         buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
169                  ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
170                  (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
171         buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
172                  ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
173                  (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
174         break;
175     default:
176         buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
177     }
178     return 5;
179 }
180
181 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, int channel, uint8_t* frame_ptr)
182 {
183     int i, j, d, of, size;
184     size = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
185     frame_ptr += channel * c->sys->difseg_size * 150 * 80;
186     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
187         frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
188         for (j = 0; j < 9; j++) {
189             dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j], c, &frame_ptr[3], i >= c->sys->difseg_size/2);
190             for (d = 8; d < 80; d+=2) {
191                 of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
192                 if (of*2 >= size)
193                     continue;
194
195                 frame_ptr[d]   = av_fifo_peek(c->audio_data[channel], of*2+1); // FIXME: maybe we have to admit
196                 frame_ptr[d+1] = av_fifo_peek(c->audio_data[channel], of*2);   //        that DV is a big-endian PCM
197             }
198             frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
199         }
200     }
201 }
202
203 static void dv_inject_metadata(DVMuxContext *c, uint8_t* frame)
204 {
205     int j, k;
206     uint8_t* buf;
207
208     for (buf = frame; buf < frame + c->sys->frame_size; buf += 150 * 80) {
209         /* DV subcode: 2nd and 3d DIFs */
210         for (j = 80; j < 80 * 3; j += 80) {
211             for (k = 6; k < 6 * 8; k += 8)
212                 dv_write_pack(dv_timecode, c, &buf[j+k]);
213
214             if (((long)(buf-frame)/(c->sys->frame_size/(c->sys->difseg_size*c->sys->n_difchan))%c->sys->difseg_size) > 5) { /* FIXME: is this really needed ? */
215                 dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+14]);
216                 dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+22]);
217                 dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+38]);
218                 dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+46]);
219             }
220         }
221
222         /* DV VAUX: 4th, 5th and 6th 3DIFs */
223         for (j = 80*3 + 3; j < 80*6; j += 80) {
224             dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+5*2]);
225             dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+5*3]);
226             dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+5*11]);
227             dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+5*12]);
228         }
229     }
230 }
231
232 /*
233  * The following 3 functions constitute our interface to the world
234  */
235
236 static int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
237                              uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
238 {
239     int i, reqasize;
240
241     *frame = &c->frame_buf[0];
242     reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
243
244     switch (st->codec->codec_type) {
245     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
246         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
247         if (c->has_video)
248             av_log(st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
249
250         memcpy(*frame, data, c->sys->frame_size);
251         c->has_video = 1;
252         break;
253     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
254         for (i = 0; i < c->n_ast && st != c->ast[i]; i++);
255
256           /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
257         if (av_fifo_size(c->audio_data[i]) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
258             av_log(st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
259         av_fifo_generic_write(c->audio_data[i], data, data_size, NULL);
260
261         /* Let us see if we've got enough audio for one DV frame. */
262         c->has_audio |= ((reqasize <= av_fifo_size(c->audio_data[i])) << i);
263
264         break;
265     default:
266         break;
267     }
268
269     /* Let us see if we have enough data to construct one DV frame. */
270     if (c->has_video == 1 && c->has_audio + 1 == 1 << c->n_ast) {
271         dv_inject_metadata(c, *frame);
272         c->has_audio = 0;
273         for (i=0; i < c->n_ast; i++) {
274             dv_inject_audio(c, i, *frame);
275             av_fifo_drain(c->audio_data[i], reqasize);
276             c->has_audio |= ((reqasize <= av_fifo_size(c->audio_data[i])) << i);
277         }
278
279         c->has_video = 0;
280
281         c->frames++;
282
283         return c->sys->frame_size;
284     }
285
286     return 0;
287 }
288
289 static DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
290 {
291     DVMuxContext *c = s->priv_data;
292     AVStream *vst = NULL;
293     AVDictionaryEntry *t;
294     int i;
295
296     /* we support at most 1 video and 2 audio streams */
297     if (s->nb_streams > 3)
298         return NULL;
299
300     c->n_ast  = 0;
301     c->ast[0] = c->ast[1] = NULL;
302
303     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
304     for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
305         switch (s->streams[i]->codec->codec_type) {
306         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
307             if (vst) return NULL;
308             vst = s->streams[i];
309             break;
310         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
311             if (c->n_ast > 1) return NULL;
312             c->ast[c->n_ast++] = s->streams[i];
313             break;
314         default:
315             goto bail_out;
316         }
317     }
318
319     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
320     if (!vst || vst->codec->codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO)
321         goto bail_out;
322     for (i=0; i<c->n_ast; i++) {
323         if (c->ast[i] && (c->ast[i]->codec->codec_id    != CODEC_ID_PCM_S16LE ||
324                           c->ast[i]->codec->sample_rate != 48000 ||
325                           c->ast[i]->codec->channels    != 2))
326             goto bail_out;
327     }
328     c->sys = ff_dv_codec_profile(vst->codec);
329     if (!c->sys)
330         goto bail_out;
331
332     if ((c->n_ast > 1) && (c->sys->n_difchan < 2)) {
333         /* only 1 stereo pair is allowed in 25Mbps mode */
334         goto bail_out;
335     }
336
337     /* Ok, everything seems to be in working order */
338     c->frames     = 0;
339     c->has_audio  = 0;
340     c->has_video  = 0;
341 #if FF_API_TIMESTAMP
342     if (s->timestamp)
343         c->start_time = s->timestamp;
344     else
345 #endif
346     if (t = av_dict_get(s->metadata, "creation_time", NULL, 0))
347         c->start_time = ff_iso8601_to_unix_time(t->value);
348
349     for (i=0; i < c->n_ast; i++) {
350         if (c->ast[i] && !(c->audio_data[i]=av_fifo_alloc(100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE))) {
351             while (i > 0) {
352                 i--;
353                 av_fifo_free(c->audio_data[i]);
354             }
355             goto bail_out;
356         }
357     }
358
359     return c;
360
361 bail_out:
362     return NULL;
363 }
364
365 static void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
366 {
367     int i;
368     for (i=0; i < c->n_ast; i++)
369         av_fifo_free(c->audio_data[i]);
370 }
371
372 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
373 {
374     if (!dv_init_mux(s)) {
375         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't initialize DV format!\n"
376                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
377                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48kHz/PCM\n"
378                     "     (50Mbps allows an optional second audio stream)\n");
379         return -1;
380     }
381     return 0;
382 }
383
384 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
385 {
386     uint8_t* frame;
387     int fsize;
388
389     fsize = dv_assemble_frame(s->priv_data, s->streams[pkt->stream_index],
390                               pkt->data, pkt->size, &frame);
391     if (fsize > 0) {
392         avio_write(s->pb, frame, fsize);
393         avio_flush(s->pb);
394     }
395     return 0;
396 }
397
398 /*
399  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
400  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
401  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this
402  * is the best strategy of all
403  */
404 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
405 {
406     dv_delete_mux(s->priv_data);
407     return 0;
408 }
409
410 AVOutputFormat ff_dv_muxer = {
411     "dv",
412     NULL_IF_CONFIG_SMALL("DV video format"),
413     NULL,
414     "dv",
415     sizeof(DVMuxContext),
416     CODEC_ID_PCM_S16LE,
417     CODEC_ID_DVVIDEO,
418     dv_write_header,
419     dv_write_packet,
420     dv_write_trailer,
421 };