Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavformat / gxfenc.c
1 /*
2  * GXF muxer.
3  * Copyright (c) 2006 SmartJog S.A., Baptiste Coudurier <baptiste dot coudurier at smartjog dot com>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/intfloat.h"
23 #include "libavutil/opt.h"
24 #include "libavutil/mathematics.h"
25 #include "libavutil/timecode.h"
26 #include "avformat.h"
27 #include "internal.h"
28 #include "gxf.h"
29 #include "riff.h"
30 #include "audiointerleave.h"
31
32 #define GXF_AUDIO_PACKET_SIZE 65536
33
34 #define GXF_TIMECODE(c, d, h, m, s, f) \
35     ((c) << 30 | (d) << 29 | (h) << 24 | (m) << 16 | (s) << 8 | (f))
36
37 typedef struct GXFTimecode{
38     int hh;
39     int mm;
40     int ss;
41     int ff;
42     int color;
43     int drop;
44     char *str;
45 } GXFTimecode;
46
47 typedef struct GXFStreamContext {
48     AudioInterleaveContext aic;
49     uint32_t track_type;
50     uint32_t sample_size;
51     uint32_t sample_rate;
52     uint16_t media_type;
53     uint16_t media_info;
54     int frame_rate_index;
55     int lines_index;
56     int fields;
57     int iframes;
58     int pframes;
59     int bframes;
60     int p_per_gop;
61     int b_per_i_or_p; ///< number of B frames per I frame or P frame
62     int first_gop_closed;
63     unsigned order;   ///< interleaving order
64 } GXFStreamContext;
65
66 typedef struct GXFContext {
67     AVClass *av_class;
68     uint32_t nb_fields;
69     uint16_t audio_tracks;
70     uint16_t mpeg_tracks;
71     int64_t creation_time;
72     uint32_t umf_start_offset;
73     uint32_t umf_track_offset;
74     uint32_t umf_media_offset;
75     uint32_t umf_length;
76     uint16_t umf_track_size;
77     uint16_t umf_media_size;
78     AVRational time_base;
79     int flags;
80     GXFStreamContext timecode_track;
81     unsigned *flt_entries;    ///< offsets of packets /1024, starts after 2nd video field
82     unsigned flt_entries_nb;
83     uint64_t *map_offsets;    ///< offset of map packets
84     unsigned map_offsets_nb;
85     unsigned packet_count;
86     GXFTimecode tc;
87 } GXFContext;
88
89 static const struct {
90     int height, index;
91 } gxf_lines_tab[] = {
92     { 480,  1 }, /* NTSC */
93     { 512,  1 }, /* NTSC + VBI */
94     { 576,  2 }, /* PAL */
95     { 608,  2 }, /* PAL + VBI */
96     { 1080, 4 },
97     { 720,  6 },
98 };
99
100 static const AVCodecTag gxf_media_types[] = {
101     { CODEC_ID_MJPEG     ,   3 }, /* NTSC */
102     { CODEC_ID_MJPEG     ,   4 }, /* PAL */
103     { CODEC_ID_PCM_S24LE ,   9 },
104     { CODEC_ID_PCM_S16LE ,  10 },
105     { CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  11 }, /* NTSC */
106     { CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  12 }, /* PAL */
107     { CODEC_ID_DVVIDEO   ,  13 }, /* NTSC */
108     { CODEC_ID_DVVIDEO   ,  14 }, /* PAL */
109     { CODEC_ID_DVVIDEO   ,  15 }, /* 50M NTSC */
110     { CODEC_ID_DVVIDEO   ,  16 }, /* 50M PAL */
111     { CODEC_ID_AC3       ,  17 },
112     //{ CODEC_ID_NONE,  ,   18 }, /* Non compressed 24 bit audio */
113     { CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  20 }, /* MPEG HD */
114     { CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  22 }, /* NTSC */
115     { CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  23 }, /* PAL */
116     { CODEC_ID_NONE,         0 },
117 };
118
119 #define SERVER_PATH "EXT:/PDR/default/"
120 #define ES_NAME_PATTERN "EXT:/PDR/default/ES."
121
122 static int gxf_find_lines_index(AVStream *st)
123 {
124     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
125     int i;
126
127     for (i = 0; i < 6; ++i) {
128         if (st->codec->height == gxf_lines_tab[i].height) {
129             sc->lines_index = gxf_lines_tab[i].index;
130             return 0;
131         }
132     }
133     return -1;
134 }
135
136 static void gxf_write_padding(AVIOContext *pb, int64_t to_pad)
137 {
138     for (; to_pad > 0; to_pad--) {
139         avio_w8(pb, 0);
140     }
141 }
142
143 static int64_t updatePacketSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
144 {
145     int64_t curpos;
146     int size;
147
148     size = avio_tell(pb) - pos;
149     if (size % 4) {
150         gxf_write_padding(pb, 4 - size % 4);
151         size = avio_tell(pb) - pos;
152     }
153     curpos = avio_tell(pb);
154     avio_seek(pb, pos + 6, SEEK_SET);
155     avio_wb32(pb, size);
156     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
157     return curpos - pos;
158 }
159
160 static int64_t updateSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
161 {
162     int64_t curpos;
163
164     curpos = avio_tell(pb);
165     avio_seek(pb, pos, SEEK_SET);
166     avio_wb16(pb, curpos - pos - 2);
167     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
168     return curpos - pos;
169 }
170
171 static void gxf_write_packet_header(AVIOContext *pb, GXFPktType type)
172 {
173     avio_wb32(pb, 0);  /* packet leader for synchro */
174     avio_w8(pb, 1);
175     avio_w8(pb, type); /* map packet */
176     avio_wb32(pb, 0);  /* size */
177     avio_wb32(pb, 0);  /* reserved */
178     avio_w8(pb, 0xE1); /* trailer 1 */
179     avio_w8(pb, 0xE2); /* trailer 2 */
180 }
181
182 static int gxf_write_mpeg_auxiliary(AVIOContext *pb, AVStream *st)
183 {
184     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
185     char buffer[1024];
186     int size, starting_line;
187
188     if (sc->iframes) {
189         sc->p_per_gop = sc->pframes / sc->iframes;
190         if (sc->pframes % sc->iframes)
191             sc->p_per_gop++;
192         if (sc->pframes) {
193             sc->b_per_i_or_p = sc->bframes / sc->pframes;
194             if (sc->bframes % sc->pframes)
195                 sc->b_per_i_or_p++;
196         }
197         if (sc->p_per_gop > 9)
198             sc->p_per_gop = 9; /* ensure value won't take more than one char */
199         if (sc->b_per_i_or_p > 9)
200             sc->b_per_i_or_p = 9; /* ensure value won't take more than one char */
201     }
202     if (st->codec->height == 512 || st->codec->height == 608)
203         starting_line = 7; // VBI
204     else if (st->codec->height == 480)
205         starting_line = 20;
206     else
207         starting_line = 23; // default PAL
208
209     size = snprintf(buffer, 1024, "Ver 1\nBr %.6f\nIpg 1\nPpi %d\nBpiop %d\n"
210                     "Pix 0\nCf %d\nCg %d\nSl %d\nnl16 %d\nVi 1\nf1 1\n",
211                     (float)st->codec->bit_rate, sc->p_per_gop, sc->b_per_i_or_p,
212                     st->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV422P ? 2 : 1, sc->first_gop_closed == 1,
213                     starting_line, (st->codec->height + 15) / 16);
214     avio_w8(pb, TRACK_MPG_AUX);
215     avio_w8(pb, size + 1);
216     avio_write(pb, (uint8_t *)buffer, size + 1);
217     return size + 3;
218 }
219
220 static int gxf_write_timecode_auxiliary(AVIOContext *pb, GXFContext *gxf)
221 {
222     uint32_t timecode = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
223                                      gxf->tc.hh, gxf->tc.mm,
224                                      gxf->tc.ss, gxf->tc.ff);
225
226     avio_wl32(pb, timecode);
227     /* reserved */
228     avio_wl32(pb, 0);
229     return 8;
230 }
231
232 static int gxf_write_track_description(AVFormatContext *s, GXFStreamContext *sc, int index)
233 {
234     GXFContext *gxf = s->priv_data;
235     AVIOContext *pb = s->pb;
236     int64_t pos;
237     int mpeg = sc->track_type == 4 || sc->track_type == 9;
238
239     /* track description section */
240     avio_w8(pb, sc->media_type + 0x80);
241     avio_w8(pb, index + 0xC0);
242
243     pos = avio_tell(pb);
244     avio_wb16(pb, 0); /* size */
245
246     /* media file name */
247     avio_w8(pb, TRACK_NAME);
248     avio_w8(pb, strlen(ES_NAME_PATTERN) + 3);
249     avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, sizeof(ES_NAME_PATTERN) - 1);
250     avio_wb16(pb, sc->media_info);
251     avio_w8(pb, 0);
252
253     if (!mpeg) {
254         /* auxiliary information */
255         avio_w8(pb, TRACK_AUX);
256         avio_w8(pb, 8);
257         if (sc->track_type == 3)
258             gxf_write_timecode_auxiliary(pb, gxf);
259         else
260             avio_wl64(pb, 0);
261     }
262
263     /* file system version */
264     avio_w8(pb, TRACK_VER);
265     avio_w8(pb, 4);
266     avio_wb32(pb, 0);
267
268     if (mpeg)
269         gxf_write_mpeg_auxiliary(pb, s->streams[index]);
270
271     /* frame rate */
272     avio_w8(pb, TRACK_FPS);
273     avio_w8(pb, 4);
274     avio_wb32(pb, sc->frame_rate_index);
275
276     /* lines per frame */
277     avio_w8(pb, TRACK_LINES);
278     avio_w8(pb, 4);
279     avio_wb32(pb, sc->lines_index);
280
281     /* fields per frame */
282     avio_w8(pb, TRACK_FPF);
283     avio_w8(pb, 4);
284     avio_wb32(pb, sc->fields);
285
286     return updateSize(pb, pos);
287 }
288
289 static int gxf_write_material_data_section(AVFormatContext *s)
290 {
291     GXFContext *gxf = s->priv_data;
292     AVIOContext *pb = s->pb;
293     int64_t pos;
294     int len;
295     const char *filename = strrchr(s->filename, '/');
296
297     pos = avio_tell(pb);
298     avio_wb16(pb, 0); /* size */
299
300     /* name */
301     if (filename)
302         filename++;
303     else
304         filename = s->filename;
305     len = strlen(filename);
306
307     avio_w8(pb, MAT_NAME);
308     avio_w8(pb, strlen(SERVER_PATH) + len + 1);
309     avio_write(pb, SERVER_PATH, sizeof(SERVER_PATH) - 1);
310     avio_write(pb, filename, len);
311     avio_w8(pb, 0);
312
313     /* first field */
314     avio_w8(pb, MAT_FIRST_FIELD);
315     avio_w8(pb, 4);
316     avio_wb32(pb, 0);
317
318     /* last field */
319     avio_w8(pb, MAT_LAST_FIELD);
320     avio_w8(pb, 4);
321     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
322
323     /* reserved */
324     avio_w8(pb, MAT_MARK_IN);
325     avio_w8(pb, 4);
326     avio_wb32(pb, 0);
327
328     avio_w8(pb, MAT_MARK_OUT);
329     avio_w8(pb, 4);
330     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
331
332     /* estimated size */
333     avio_w8(pb, MAT_SIZE);
334     avio_w8(pb, 4);
335     avio_wb32(pb, avio_size(pb) / 1024);
336
337     return updateSize(pb, pos);
338 }
339
340 static int gxf_write_track_description_section(AVFormatContext *s)
341 {
342     GXFContext *gxf = s->priv_data;
343     AVIOContext *pb = s->pb;
344     int64_t pos;
345     int i;
346
347     pos = avio_tell(pb);
348     avio_wb16(pb, 0); /* size */
349     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i)
350         gxf_write_track_description(s, s->streams[i]->priv_data, i);
351
352     gxf_write_track_description(s, &gxf->timecode_track, s->nb_streams);
353
354     return updateSize(pb, pos);
355 }
356
357 static int gxf_write_map_packet(AVFormatContext *s, int rewrite)
358 {
359     GXFContext *gxf = s->priv_data;
360     AVIOContext *pb = s->pb;
361     int64_t pos = avio_tell(pb);
362
363     if (!rewrite) {
364         if (!(gxf->map_offsets_nb % 30)) {
365             gxf->map_offsets = av_realloc_f(gxf->map_offsets,
366                                             sizeof(*gxf->map_offsets),
367                                             gxf->map_offsets_nb+30);
368             if (!gxf->map_offsets) {
369                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not realloc map offsets\n");
370                 return -1;
371             }
372         }
373         gxf->map_offsets[gxf->map_offsets_nb++] = pos; // do not increment here
374     }
375
376     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MAP);
377
378     /* preamble */
379     avio_w8(pb, 0xE0); /* version */
380     avio_w8(pb, 0xFF); /* reserved */
381
382     gxf_write_material_data_section(s);
383     gxf_write_track_description_section(s);
384
385     return updatePacketSize(pb, pos);
386 }
387
388 static int gxf_write_flt_packet(AVFormatContext *s)
389 {
390     GXFContext *gxf = s->priv_data;
391     AVIOContext *pb = s->pb;
392     int64_t pos = avio_tell(pb);
393     int fields_per_flt = (gxf->nb_fields+1) / 1000 + 1;
394     int flt_entries = gxf->nb_fields / fields_per_flt;
395     int i = 0;
396
397     gxf_write_packet_header(pb, PKT_FLT);
398
399     avio_wl32(pb, fields_per_flt); /* number of fields */
400     avio_wl32(pb, flt_entries); /* number of active flt entries */
401
402     if (gxf->flt_entries) {
403         for (i = 0; i < flt_entries; i++)
404             avio_wl32(pb, gxf->flt_entries[(i*fields_per_flt)>>1]);
405     }
406
407     for (; i < 1000; i++)
408         avio_wl32(pb, 0);
409
410     return updatePacketSize(pb, pos);
411 }
412
413 static int gxf_write_umf_material_description(AVFormatContext *s)
414 {
415     GXFContext *gxf = s->priv_data;
416     AVIOContext *pb = s->pb;
417     int timecode_base = gxf->time_base.den == 60000 ? 60 : 50;
418     int64_t timestamp = 0;
419     AVDictionaryEntry *t;
420     uint64_t nb_fields;
421     uint32_t timecode_in; // timecode at mark in
422     uint32_t timecode_out; // timecode at mark out
423
424     if (t = av_dict_get(s->metadata, "creation_time", NULL, 0))
425         timestamp = ff_iso8601_to_unix_time(t->value);
426
427     timecode_in = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
428                                gxf->tc.hh, gxf->tc.mm,
429                                gxf->tc.ss, gxf->tc.ff);
430
431     nb_fields = gxf->nb_fields +
432                 gxf->tc.hh * (timecode_base * 3600) +
433                 gxf->tc.mm * (timecode_base * 60)   +
434                 gxf->tc.ss * timecode_base          +
435                 gxf->tc.ff;
436
437     timecode_out = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
438                                 nb_fields / (timecode_base * 3600) % 24,
439                                 nb_fields / (timecode_base * 60)   % 60,
440                                 nb_fields /  timecode_base % 60,
441                                 nb_fields %  timecode_base);
442
443     avio_wl32(pb, gxf->flags);
444     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the longest track */
445     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the shortest track */
446     avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
447     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
448     avio_wl32(pb, timecode_in); /* timecode mark in */
449     avio_wl32(pb, timecode_out); /* timecode mark out */
450     avio_wl64(pb, timestamp); /* modification time */
451     avio_wl64(pb, timestamp); /* creation time */
452     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
453     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
454     avio_wl16(pb, gxf->audio_tracks);
455     avio_wl16(pb, 1); /* timecode track count */
456     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
457     avio_wl16(pb, gxf->mpeg_tracks);
458     return 48;
459 }
460
461 static int gxf_write_umf_payload(AVFormatContext *s)
462 {
463     GXFContext *gxf = s->priv_data;
464     AVIOContext *pb = s->pb;
465
466     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* total length of the umf data */
467     avio_wl32(pb, 3); /* version */
468     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
469     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_offset); /* umf track section offset */
470     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_size);
471     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
472     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_offset);
473     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_size);
474     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* user data offset */
475     avio_wl32(pb, 0); /* user data size */
476     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
477     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
478     return 48;
479 }
480
481 static int gxf_write_umf_track_description(AVFormatContext *s)
482 {
483     AVIOContext *pb = s->pb;
484     GXFContext *gxf = s->priv_data;
485     int64_t pos = avio_tell(pb);
486     int i;
487
488     gxf->umf_track_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
489     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
490         GXFStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
491         avio_wl16(pb, sc->media_info);
492         avio_wl16(pb, 1);
493     }
494
495     avio_wl16(pb, gxf->timecode_track.media_info);
496     avio_wl16(pb, 1);
497
498     return avio_tell(pb) - pos;
499 }
500
501 static int gxf_write_umf_media_mpeg(AVIOContext *pb, AVStream *st)
502 {
503     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
504
505     if (st->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV422P)
506         avio_wl32(pb, 2);
507     else
508         avio_wl32(pb, 1); /* default to 420 */
509     avio_wl32(pb, sc->first_gop_closed == 1); /* closed = 1, open = 0, unknown = 255 */
510     avio_wl32(pb, 3); /* top = 1, bottom = 2, frame = 3, unknown = 0 */
511     avio_wl32(pb, 1); /* I picture per GOP */
512     avio_wl32(pb, sc->p_per_gop);
513     avio_wl32(pb, sc->b_per_i_or_p);
514     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MPEG2VIDEO)
515         avio_wl32(pb, 2);
516     else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MPEG1VIDEO)
517         avio_wl32(pb, 1);
518     else
519         avio_wl32(pb, 0);
520     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
521     return 32;
522 }
523
524 static int gxf_write_umf_media_timecode(AVIOContext *pb, int drop)
525 {
526     avio_wl32(pb, drop); /* drop frame */
527     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
528     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
529     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
530     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
531     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
532     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
533     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
534     return 32;
535 }
536
537 static int gxf_write_umf_media_dv(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
538 {
539     int i;
540
541     for (i = 0; i < 8; i++) {
542         avio_wb32(pb, 0);
543     }
544     return 32;
545 }
546
547 static int gxf_write_umf_media_audio(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
548 {
549     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
550     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
551     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp up sound level */
552     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp down sound level */
553     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
554     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
555     return 32;
556 }
557
558 static int gxf_write_umf_media_description(AVFormatContext *s)
559 {
560     GXFContext *gxf = s->priv_data;
561     AVIOContext *pb = s->pb;
562     int64_t pos;
563     int i, j;
564
565     pos = avio_tell(pb);
566     gxf->umf_media_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
567     for (i = 0; i <= s->nb_streams; ++i) {
568         GXFStreamContext *sc;
569         int64_t startpos, curpos;
570
571         if (i == s->nb_streams)
572             sc = &gxf->timecode_track;
573         else
574             sc = s->streams[i]->priv_data;
575
576         startpos = avio_tell(pb);
577         avio_wl16(pb, 0); /* length */
578         avio_wl16(pb, sc->media_info);
579         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
580         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
581         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields);
582         avio_wl32(pb, 0); /* attributes rw, ro */
583         avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
584         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
585         avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, strlen(ES_NAME_PATTERN));
586         avio_wb16(pb, sc->media_info);
587         for (j = strlen(ES_NAME_PATTERN)+2; j < 88; j++)
588             avio_w8(pb, 0);
589         avio_wl32(pb, sc->track_type);
590         avio_wl32(pb, sc->sample_rate);
591         avio_wl32(pb, sc->sample_size);
592         avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
593
594         if (sc == &gxf->timecode_track)
595             gxf_write_umf_media_timecode(pb, gxf->tc.drop);
596         else {
597             AVStream *st = s->streams[i];
598             switch (st->codec->codec_id) {
599             case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
600             case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
601                 gxf_write_umf_media_mpeg(pb, st);
602                 break;
603             case CODEC_ID_PCM_S16LE:
604                 gxf_write_umf_media_audio(pb, sc);
605                 break;
606             case CODEC_ID_DVVIDEO:
607                 gxf_write_umf_media_dv(pb, sc);
608                 break;
609             }
610         }
611
612         curpos = avio_tell(pb);
613         avio_seek(pb, startpos, SEEK_SET);
614         avio_wl16(pb, curpos - startpos);
615         avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
616     }
617     return avio_tell(pb) - pos;
618 }
619
620 static int gxf_write_umf_packet(AVFormatContext *s)
621 {
622     GXFContext *gxf = s->priv_data;
623     AVIOContext *pb = s->pb;
624     int64_t pos = avio_tell(pb);
625
626     gxf_write_packet_header(pb, PKT_UMF);
627
628     /* preamble */
629     avio_w8(pb, 3); /* first and last (only) packet */
630     avio_wb32(pb, gxf->umf_length); /* data length */
631
632     gxf->umf_start_offset = avio_tell(pb);
633     gxf_write_umf_payload(s);
634     gxf_write_umf_material_description(s);
635     gxf->umf_track_size = gxf_write_umf_track_description(s);
636     gxf->umf_media_size = gxf_write_umf_media_description(s);
637     gxf->umf_length = avio_tell(pb) - gxf->umf_start_offset;
638     return updatePacketSize(pb, pos);
639 }
640
641 static const int GXF_samples_per_frame[] = { 32768, 0 };
642
643 static void gxf_init_timecode_track(GXFStreamContext *sc, GXFStreamContext *vsc)
644 {
645     if (!vsc)
646         return;
647
648     sc->media_type = vsc->sample_rate == 60 ? 7 : 8;
649     sc->sample_rate = vsc->sample_rate;
650     sc->media_info = ('T'<<8) | '0';
651     sc->track_type = 3;
652     sc->frame_rate_index = vsc->frame_rate_index;
653     sc->lines_index = vsc->lines_index;
654     sc->sample_size = 16;
655     sc->fields = vsc->fields;
656 }
657
658 static int gxf_init_timecode(AVFormatContext *s, GXFTimecode *tc, int fields)
659 {
660     char c;
661
662     if (sscanf(tc->str, "%d:%d:%d%c%d", &tc->hh, &tc->mm, &tc->ss, &c, &tc->ff) != 5) {
663         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unable to parse timecode, "
664                                 "syntax: hh:mm:ss[:;.]ff\n");
665         return -1;
666     }
667
668     tc->color = 0;
669     tc->drop = c != ':';
670
671     if (fields == 2)
672         tc->ff = tc->ff * 2;
673
674     return 0;
675 }
676
677 static int gxf_write_header(AVFormatContext *s)
678 {
679     AVIOContext *pb = s->pb;
680     GXFContext *gxf = s->priv_data;
681     GXFStreamContext *vsc = NULL;
682     uint8_t tracks[255] = {0};
683     int i, media_info = 0;
684
685     if (!pb->seekable) {
686         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "gxf muxer does not support streamed output, patch welcome");
687         return -1;
688     }
689
690     gxf->flags |= 0x00080000; /* material is simple clip */
691     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
692         AVStream *st = s->streams[i];
693         GXFStreamContext *sc = av_mallocz(sizeof(*sc));
694         if (!sc)
695             return AVERROR(ENOMEM);
696         st->priv_data = sc;
697
698         sc->media_type = ff_codec_get_tag(gxf_media_types, st->codec->codec_id);
699         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
700             if (st->codec->codec_id != CODEC_ID_PCM_S16LE) {
701                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 16 BIT PCM LE allowed for now\n");
702                 return -1;
703             }
704             if (st->codec->sample_rate != 48000) {
705                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 48000hz sampling rate is allowed\n");
706                 return -1;
707             }
708             if (st->codec->channels != 1) {
709                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only mono tracks are allowed\n");
710                 return -1;
711             }
712             sc->track_type = 2;
713             sc->sample_rate = st->codec->sample_rate;
714             avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, sc->sample_rate);
715             sc->sample_size = 16;
716             sc->frame_rate_index = -2;
717             sc->lines_index = -2;
718             sc->fields = -2;
719             gxf->audio_tracks++;
720             gxf->flags |= 0x04000000; /* audio is 16 bit pcm */
721             media_info = 'A';
722         } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
723             if (i != 0) {
724                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video stream must be the first track\n");
725                 return -1;
726             }
727             /* FIXME check from time_base ? */
728             if (st->codec->height == 480 || st->codec->height == 512) { /* NTSC or NTSC+VBI */
729                 sc->frame_rate_index = 5;
730                 sc->sample_rate = 60;
731                 gxf->flags |= 0x00000080;
732                 gxf->time_base = (AVRational){ 1001, 60000 };
733             } else if (st->codec->height == 576 || st->codec->height == 608) { /* PAL or PAL+VBI */
734                 sc->frame_rate_index = 6;
735                 sc->media_type++;
736                 sc->sample_rate = 50;
737                 gxf->flags |= 0x00000040;
738                 gxf->time_base = (AVRational){ 1, 50 };
739             } else {
740                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unsupported video resolution, "
741                        "gxf muxer only accepts PAL or NTSC resolutions currently\n");
742                 return -1;
743             }
744             avpriv_set_pts_info(st, 64, gxf->time_base.num, gxf->time_base.den);
745             if (gxf_find_lines_index(st) < 0)
746                 sc->lines_index = -1;
747             sc->sample_size = st->codec->bit_rate;
748             sc->fields = 2; /* interlaced */
749
750             vsc = sc;
751
752             switch (st->codec->codec_id) {
753             case CODEC_ID_MJPEG:
754                 sc->track_type = 1;
755                 gxf->flags |= 0x00004000;
756                 media_info = 'J';
757                 break;
758             case CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
759                 sc->track_type = 9;
760                 gxf->mpeg_tracks++;
761                 media_info = 'L';
762                 break;
763             case CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
764                 sc->first_gop_closed = -1;
765                 sc->track_type = 4;
766                 gxf->mpeg_tracks++;
767                 gxf->flags |= 0x00008000;
768                 media_info = 'M';
769                 break;
770             case CODEC_ID_DVVIDEO:
771                 if (st->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV422P) {
772                     sc->media_type += 2;
773                     sc->track_type = 6;
774                     gxf->flags |= 0x00002000;
775                     media_info = 'E';
776                 } else {
777                     sc->track_type = 5;
778                     gxf->flags |= 0x00001000;
779                     media_info = 'D';
780                 }
781                 break;
782             default:
783                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video codec not supported\n");
784                 return -1;
785             }
786         }
787         /* FIXME first 10 audio tracks are 0 to 9 next 22 are A to V */
788         sc->media_info = media_info<<8 | ('0'+tracks[media_info]++);
789         sc->order = s->nb_streams - st->index;
790     }
791
792     if (ff_audio_interleave_init(s, GXF_samples_per_frame, (AVRational){ 1, 48000 }) < 0)
793         return -1;
794
795     if (gxf->tc.str) {
796         gxf_init_timecode(s, &gxf->tc, vsc->fields);
797     }
798
799     gxf_init_timecode_track(&gxf->timecode_track, vsc);
800     gxf->flags |= 0x200000; // time code track is non-drop frame
801
802     gxf_write_map_packet(s, 0);
803     gxf_write_flt_packet(s);
804     gxf_write_umf_packet(s);
805
806     gxf->packet_count = 3;
807
808     avio_flush(pb);
809     return 0;
810 }
811
812 static int gxf_write_eos_packet(AVIOContext *pb)
813 {
814     int64_t pos = avio_tell(pb);
815
816     gxf_write_packet_header(pb, PKT_EOS);
817     return updatePacketSize(pb, pos);
818 }
819
820 static int gxf_write_trailer(AVFormatContext *s)
821 {
822     GXFContext *gxf = s->priv_data;
823     AVIOContext *pb = s->pb;
824     int64_t end;
825     int i;
826
827     ff_audio_interleave_close(s);
828
829     gxf_write_eos_packet(pb);
830     end = avio_tell(pb);
831     avio_seek(pb, 0, SEEK_SET);
832     /* overwrite map, flt and umf packets with new values */
833     gxf_write_map_packet(s, 1);
834     gxf_write_flt_packet(s);
835     gxf_write_umf_packet(s);
836     avio_flush(pb);
837     /* update duration in all map packets */
838     for (i = 1; i < gxf->map_offsets_nb; i++) {
839         avio_seek(pb, gxf->map_offsets[i], SEEK_SET);
840         gxf_write_map_packet(s, 1);
841         avio_flush(pb);
842     }
843
844     avio_seek(pb, end, SEEK_SET);
845
846     av_freep(&gxf->flt_entries);
847     av_freep(&gxf->map_offsets);
848
849     return 0;
850 }
851
852 static int gxf_parse_mpeg_frame(GXFStreamContext *sc, const uint8_t *buf, int size)
853 {
854     uint32_t c=-1;
855     int i;
856     for(i=0; i<size-4 && c!=0x100; i++){
857         c = (c<<8) + buf[i];
858         if(c == 0x1B8 && sc->first_gop_closed == -1) /* GOP start code */
859             sc->first_gop_closed= (buf[i+4]>>6)&1;
860     }
861     return (buf[i+1]>>3)&7;
862 }
863
864 static int gxf_write_media_preamble(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt, int size)
865 {
866     GXFContext *gxf = s->priv_data;
867     AVIOContext *pb = s->pb;
868     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
869     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
870     unsigned field_nb;
871     /* If the video is frame-encoded, the frame numbers shall be represented by
872      * even field numbers.
873      * see SMPTE360M-2004  6.4.2.1.3 Media field number */
874     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
875         field_nb = gxf->nb_fields;
876     } else {
877         field_nb = av_rescale_rnd(pkt->dts, gxf->time_base.den,
878                                   (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
879     }
880
881     avio_w8(pb, sc->media_type);
882     avio_w8(pb, st->index);
883     avio_wb32(pb, field_nb);
884     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
885         avio_wb16(pb, 0);
886         avio_wb16(pb, size / 2);
887     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
888         int frame_type = gxf_parse_mpeg_frame(sc, pkt->data, pkt->size);
889         if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
890             avio_w8(pb, 0x0d);
891             sc->iframes++;
892         } else if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_B) {
893             avio_w8(pb, 0x0f);
894             sc->bframes++;
895         } else {
896             avio_w8(pb, 0x0e);
897             sc->pframes++;
898         }
899         avio_wb24(pb, size);
900     } else if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DVVIDEO) {
901         avio_w8(pb, size / 4096);
902         avio_wb24(pb, 0);
903     } else
904         avio_wb32(pb, size);
905     avio_wb32(pb, field_nb);
906     avio_w8(pb, 1); /* flags */
907     avio_w8(pb, 0); /* reserved */
908     return 16;
909 }
910
911 static int gxf_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
912 {
913     GXFContext *gxf = s->priv_data;
914     AVIOContext *pb = s->pb;
915     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
916     int64_t pos = avio_tell(pb);
917     int padding = 0;
918     int packet_start_offset = avio_tell(pb) / 1024;
919
920     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MEDIA);
921     if (st->codec->codec_id == CODEC_ID_MPEG2VIDEO && pkt->size % 4) /* MPEG-2 frames must be padded */
922         padding = 4 - pkt->size % 4;
923     else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
924         padding = GXF_AUDIO_PACKET_SIZE - pkt->size;
925     gxf_write_media_preamble(s, pkt, pkt->size + padding);
926     avio_write(pb, pkt->data, pkt->size);
927     gxf_write_padding(pb, padding);
928
929     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
930         if (!(gxf->flt_entries_nb % 500)) {
931             gxf->flt_entries = av_realloc_f(gxf->flt_entries,
932                                             sizeof(*gxf->flt_entries),
933                                             gxf->flt_entries_nb+500);
934             if (!gxf->flt_entries) {
935                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not reallocate flt entries\n");
936                 return -1;
937             }
938         }
939         gxf->flt_entries[gxf->flt_entries_nb++] = packet_start_offset;
940         gxf->nb_fields += 2; // count fields
941     }
942
943     updatePacketSize(pb, pos);
944
945     gxf->packet_count++;
946     if (gxf->packet_count == 100) {
947         gxf_write_map_packet(s, 0);
948         gxf->packet_count = 0;
949     }
950
951     avio_flush(pb);
952
953     return 0;
954 }
955
956 static int gxf_compare_field_nb(AVFormatContext *s, AVPacket *next, AVPacket *cur)
957 {
958     GXFContext *gxf = s->priv_data;
959     AVPacket *pkt[2] = { cur, next };
960     int i, field_nb[2];
961     GXFStreamContext *sc[2];
962
963     for (i = 0; i < 2; i++) {
964         AVStream *st = s->streams[pkt[i]->stream_index];
965         sc[i] = st->priv_data;
966         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
967             field_nb[i] = av_rescale_rnd(pkt[i]->dts, gxf->time_base.den,
968                                          (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
969             field_nb[i] &= ~1; // compare against even field number because audio must be before video
970         } else
971             field_nb[i] = pkt[i]->dts; // dts are field based
972     }
973
974     return field_nb[1] > field_nb[0] ||
975         (field_nb[1] == field_nb[0] && sc[1]->order > sc[0]->order);
976 }
977
978 static int gxf_interleave_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *out, AVPacket *pkt, int flush)
979 {
980     if (pkt && s->streams[pkt->stream_index]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
981         pkt->duration = 2; // enforce 2 fields
982     return ff_audio_rechunk_interleave(s, out, pkt, flush,
983                                ff_interleave_packet_per_dts, gxf_compare_field_nb);
984 }
985
986 static const AVOption options[] = {
987     { AV_TIMECODE_OPTION(GXFContext, tc.str, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM) },
988     { NULL }
989 };
990
991 static const AVClass gxf_muxer_class = {
992     .class_name     = "GXF muxer",
993     .item_name      = av_default_item_name,
994     .option         = options,
995     .version        = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
996 };
997
998 AVOutputFormat ff_gxf_muxer = {
999     .name              = "gxf",
1000     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("GXF format"),
1001     .extensions        = "gxf",
1002     .priv_data_size    = sizeof(GXFContext),
1003     .audio_codec       = CODEC_ID_PCM_S16LE,
1004     .video_codec       = CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1005     .write_header      = gxf_write_header,
1006     .write_packet      = gxf_write_packet,
1007     .write_trailer     = gxf_write_trailer,
1008     .interleave_packet = gxf_interleave_packet,
1009     .priv_class        = &gxf_muxer_class,
1010 };