yuv4mpeg: split the demuxer and muxer into separate files
[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 Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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/mathematics.h"
24 #include "avformat.h"
25 #include "internal.h"
26 #include "gxf.h"
27 #include "audiointerleave.h"
28
29 #define GXF_AUDIO_PACKET_SIZE 65536
30
31 typedef struct GXFStreamContext {
32     AudioInterleaveContext aic;
33     uint32_t track_type;
34     uint32_t sample_size;
35     uint32_t sample_rate;
36     uint16_t media_type;
37     uint16_t media_info;
38     int frame_rate_index;
39     int lines_index;
40     int fields;
41     int iframes;
42     int pframes;
43     int bframes;
44     int p_per_gop;
45     int b_per_i_or_p; ///< number of B frames per I frame or P frame
46     int first_gop_closed;
47     unsigned order;   ///< interleaving order
48 } GXFStreamContext;
49
50 typedef struct GXFContext {
51     uint32_t nb_fields;
52     uint16_t audio_tracks;
53     uint16_t mpeg_tracks;
54     int64_t creation_time;
55     uint32_t umf_start_offset;
56     uint32_t umf_track_offset;
57     uint32_t umf_media_offset;
58     uint32_t umf_length;
59     uint16_t umf_track_size;
60     uint16_t umf_media_size;
61     AVRational time_base;
62     int flags;
63     GXFStreamContext timecode_track;
64     unsigned *flt_entries;    ///< offsets of packets /1024, starts after 2nd video field
65     unsigned flt_entries_nb;
66     uint64_t *map_offsets;    ///< offset of map packets
67     unsigned map_offsets_nb;
68     unsigned packet_count;
69 } GXFContext;
70
71 static const struct {
72     int height, index;
73 } gxf_lines_tab[] = {
74     { 480,  1 }, /* NTSC */
75     { 512,  1 }, /* NTSC + VBI */
76     { 576,  2 }, /* PAL */
77     { 608,  2 }, /* PAL + VBI */
78     { 1080, 4 },
79     { 720,  6 },
80 };
81
82 static const AVCodecTag gxf_media_types[] = {
83     { AV_CODEC_ID_MJPEG     ,   3 }, /* NTSC */
84     { AV_CODEC_ID_MJPEG     ,   4 }, /* PAL */
85     { AV_CODEC_ID_PCM_S24LE ,   9 },
86     { AV_CODEC_ID_PCM_S16LE ,  10 },
87     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  11 }, /* NTSC */
88     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  12 }, /* PAL */
89     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  13 }, /* NTSC */
90     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  14 }, /* PAL */
91     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  15 }, /* 50M NTSC */
92     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  16 }, /* 50M PAL */
93     { AV_CODEC_ID_AC3       ,  17 },
94     //{ AV_CODEC_ID_NONE,  ,   18 }, /* Non compressed 24 bit audio */
95     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  20 }, /* MPEG HD */
96     { AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  22 }, /* NTSC */
97     { AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  23 }, /* PAL */
98     { AV_CODEC_ID_NONE,         0 },
99 };
100
101 #define SERVER_PATH "EXT:/PDR/default/"
102 #define ES_NAME_PATTERN "EXT:/PDR/default/ES."
103
104 static int gxf_find_lines_index(AVStream *st)
105 {
106     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
107     int i;
108
109     for (i = 0; i < 6; ++i) {
110         if (st->codec->height == gxf_lines_tab[i].height) {
111             sc->lines_index = gxf_lines_tab[i].index;
112             return 0;
113         }
114     }
115     return -1;
116 }
117
118 static void gxf_write_padding(AVIOContext *pb, int64_t to_pad)
119 {
120     for (; to_pad > 0; to_pad--) {
121         avio_w8(pb, 0);
122     }
123 }
124
125 static int64_t updatePacketSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
126 {
127     int64_t curpos;
128     int size;
129
130     size = avio_tell(pb) - pos;
131     if (size % 4) {
132         gxf_write_padding(pb, 4 - size % 4);
133         size = avio_tell(pb) - pos;
134     }
135     curpos = avio_tell(pb);
136     avio_seek(pb, pos + 6, SEEK_SET);
137     avio_wb32(pb, size);
138     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
139     return curpos - pos;
140 }
141
142 static int64_t updateSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
143 {
144     int64_t curpos;
145
146     curpos = avio_tell(pb);
147     avio_seek(pb, pos, SEEK_SET);
148     avio_wb16(pb, curpos - pos - 2);
149     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
150     return curpos - pos;
151 }
152
153 static void gxf_write_packet_header(AVIOContext *pb, GXFPktType type)
154 {
155     avio_wb32(pb, 0);  /* packet leader for synchro */
156     avio_w8(pb, 1);
157     avio_w8(pb, type); /* map packet */
158     avio_wb32(pb, 0);  /* size */
159     avio_wb32(pb, 0);  /* reserved */
160     avio_w8(pb, 0xE1); /* trailer 1 */
161     avio_w8(pb, 0xE2); /* trailer 2 */
162 }
163
164 static int gxf_write_mpeg_auxiliary(AVIOContext *pb, AVStream *st)
165 {
166     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
167     char buffer[1024];
168     int size, starting_line;
169
170     if (sc->iframes) {
171         sc->p_per_gop = sc->pframes / sc->iframes;
172         if (sc->pframes % sc->iframes)
173             sc->p_per_gop++;
174         if (sc->pframes) {
175             sc->b_per_i_or_p = sc->bframes / sc->pframes;
176             if (sc->bframes % sc->pframes)
177                 sc->b_per_i_or_p++;
178         }
179         if (sc->p_per_gop > 9)
180             sc->p_per_gop = 9; /* ensure value won't take more than one char */
181         if (sc->b_per_i_or_p > 9)
182             sc->b_per_i_or_p = 9; /* ensure value won't take more than one char */
183     }
184     if (st->codec->height == 512 || st->codec->height == 608)
185         starting_line = 7; // VBI
186     else if (st->codec->height == 480)
187         starting_line = 20;
188     else
189         starting_line = 23; // default PAL
190
191     size = snprintf(buffer, 1024, "Ver 1\nBr %.6f\nIpg 1\nPpi %d\nBpiop %d\n"
192                     "Pix 0\nCf %d\nCg %d\nSl %d\nnl16 %d\nVi 1\nf1 1\n",
193                     (float)st->codec->bit_rate, sc->p_per_gop, sc->b_per_i_or_p,
194                     st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ? 2 : 1, sc->first_gop_closed == 1,
195                     starting_line, (st->codec->height + 15) / 16);
196     avio_w8(pb, TRACK_MPG_AUX);
197     avio_w8(pb, size + 1);
198     avio_write(pb, (uint8_t *)buffer, size + 1);
199     return size + 3;
200 }
201
202 static int gxf_write_timecode_auxiliary(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
203 {
204     avio_w8(pb, 0); /* fields */
205     avio_w8(pb, 0); /* seconds */
206     avio_w8(pb, 0); /* minutes */
207     avio_w8(pb, 0); /* flags + hours */
208     /* reserved */
209     avio_wb32(pb, 0);
210     return 8;
211 }
212
213 static int gxf_write_track_description(AVFormatContext *s, GXFStreamContext *sc, int index)
214 {
215     AVIOContext *pb = s->pb;
216     int64_t pos;
217     int mpeg = sc->track_type == 4 || sc->track_type == 9;
218
219     /* track description section */
220     avio_w8(pb, sc->media_type + 0x80);
221     avio_w8(pb, index + 0xC0);
222
223     pos = avio_tell(pb);
224     avio_wb16(pb, 0); /* size */
225
226     /* media file name */
227     avio_w8(pb, TRACK_NAME);
228     avio_w8(pb, strlen(ES_NAME_PATTERN) + 3);
229     avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, sizeof(ES_NAME_PATTERN) - 1);
230     avio_wb16(pb, sc->media_info);
231     avio_w8(pb, 0);
232
233     if (!mpeg) {
234         /* auxiliary information */
235         avio_w8(pb, TRACK_AUX);
236         avio_w8(pb, 8);
237         if (sc->track_type == 3)
238             gxf_write_timecode_auxiliary(pb, sc);
239         else
240             avio_wl64(pb, 0);
241     }
242
243     /* file system version */
244     avio_w8(pb, TRACK_VER);
245     avio_w8(pb, 4);
246     avio_wb32(pb, 0);
247
248     if (mpeg)
249         gxf_write_mpeg_auxiliary(pb, s->streams[index]);
250
251     /* frame rate */
252     avio_w8(pb, TRACK_FPS);
253     avio_w8(pb, 4);
254     avio_wb32(pb, sc->frame_rate_index);
255
256     /* lines per frame */
257     avio_w8(pb, TRACK_LINES);
258     avio_w8(pb, 4);
259     avio_wb32(pb, sc->lines_index);
260
261     /* fields per frame */
262     avio_w8(pb, TRACK_FPF);
263     avio_w8(pb, 4);
264     avio_wb32(pb, sc->fields);
265
266     return updateSize(pb, pos);
267 }
268
269 static int gxf_write_material_data_section(AVFormatContext *s)
270 {
271     GXFContext *gxf = s->priv_data;
272     AVIOContext *pb = s->pb;
273     int64_t pos;
274     int len;
275     const char *filename = strrchr(s->filename, '/');
276
277     pos = avio_tell(pb);
278     avio_wb16(pb, 0); /* size */
279
280     /* name */
281     if (filename)
282         filename++;
283     else
284         filename = s->filename;
285     len = strlen(filename);
286
287     avio_w8(pb, MAT_NAME);
288     avio_w8(pb, strlen(SERVER_PATH) + len + 1);
289     avio_write(pb, SERVER_PATH, sizeof(SERVER_PATH) - 1);
290     avio_write(pb, filename, len);
291     avio_w8(pb, 0);
292
293     /* first field */
294     avio_w8(pb, MAT_FIRST_FIELD);
295     avio_w8(pb, 4);
296     avio_wb32(pb, 0);
297
298     /* last field */
299     avio_w8(pb, MAT_LAST_FIELD);
300     avio_w8(pb, 4);
301     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
302
303     /* reserved */
304     avio_w8(pb, MAT_MARK_IN);
305     avio_w8(pb, 4);
306     avio_wb32(pb, 0);
307
308     avio_w8(pb, MAT_MARK_OUT);
309     avio_w8(pb, 4);
310     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
311
312     /* estimated size */
313     avio_w8(pb, MAT_SIZE);
314     avio_w8(pb, 4);
315     avio_wb32(pb, avio_size(pb) / 1024);
316
317     return updateSize(pb, pos);
318 }
319
320 static int gxf_write_track_description_section(AVFormatContext *s)
321 {
322     GXFContext *gxf = s->priv_data;
323     AVIOContext *pb = s->pb;
324     int64_t pos;
325     int i;
326
327     pos = avio_tell(pb);
328     avio_wb16(pb, 0); /* size */
329     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i)
330         gxf_write_track_description(s, s->streams[i]->priv_data, i);
331
332     gxf_write_track_description(s, &gxf->timecode_track, s->nb_streams);
333
334     return updateSize(pb, pos);
335 }
336
337 static int gxf_write_map_packet(AVFormatContext *s, int rewrite)
338 {
339     GXFContext *gxf = s->priv_data;
340     AVIOContext *pb = s->pb;
341     int64_t pos = avio_tell(pb);
342
343     if (!rewrite) {
344         if (!(gxf->map_offsets_nb % 30)) {
345             int err;
346             if ((err = av_reallocp_array(&gxf->map_offsets,
347                                          gxf->map_offsets_nb + 30,
348                                          sizeof(*gxf->map_offsets))) < 0) {
349                 gxf->map_offsets_nb = 0;
350                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not realloc map offsets\n");
351                 return err;
352             }
353         }
354         gxf->map_offsets[gxf->map_offsets_nb++] = pos; // do not increment here
355     }
356
357     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MAP);
358
359     /* preamble */
360     avio_w8(pb, 0xE0); /* version */
361     avio_w8(pb, 0xFF); /* reserved */
362
363     gxf_write_material_data_section(s);
364     gxf_write_track_description_section(s);
365
366     return updatePacketSize(pb, pos);
367 }
368
369 static int gxf_write_flt_packet(AVFormatContext *s)
370 {
371     GXFContext *gxf = s->priv_data;
372     AVIOContext *pb = s->pb;
373     int64_t pos = avio_tell(pb);
374     int fields_per_flt = (gxf->nb_fields+1) / 1000 + 1;
375     int flt_entries = gxf->nb_fields / fields_per_flt;
376     int i = 0;
377
378     gxf_write_packet_header(pb, PKT_FLT);
379
380     avio_wl32(pb, fields_per_flt); /* number of fields */
381     avio_wl32(pb, flt_entries); /* number of active flt entries */
382
383     if (gxf->flt_entries) {
384         for (i = 0; i < flt_entries; i++)
385             avio_wl32(pb, gxf->flt_entries[(i*fields_per_flt)>>1]);
386     }
387
388     for (; i < 1000; i++)
389         avio_wl32(pb, 0);
390
391     return updatePacketSize(pb, pos);
392 }
393
394 static int gxf_write_umf_material_description(AVFormatContext *s)
395 {
396     GXFContext *gxf = s->priv_data;
397     AVIOContext *pb = s->pb;
398     int timecode_base = gxf->time_base.den == 60000 ? 60 : 50;
399     int64_t timestamp = 0;
400     AVDictionaryEntry *t;
401     uint32_t timecode;
402
403     if (t = av_dict_get(s->metadata, "creation_time", NULL, 0))
404         timestamp = ff_iso8601_to_unix_time(t->value);
405
406     // XXX drop frame
407     timecode =
408         gxf->nb_fields / (timecode_base * 3600) % 24 << 24 | // hours
409         gxf->nb_fields / (timecode_base * 60) % 60   << 16 | // minutes
410         gxf->nb_fields /  timecode_base % 60         <<  8 | // seconds
411         gxf->nb_fields %  timecode_base;                     // fields
412
413     avio_wl32(pb, gxf->flags);
414     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the longest track */
415     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the shortest track */
416     avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
417     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
418     avio_wl32(pb, 0); /* timecode mark in */
419     avio_wl32(pb, timecode); /* timecode mark out */
420     avio_wl64(pb, timestamp); /* modification time */
421     avio_wl64(pb, timestamp); /* creation time */
422     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
423     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
424     avio_wl16(pb, gxf->audio_tracks);
425     avio_wl16(pb, 1); /* timecode track count */
426     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
427     avio_wl16(pb, gxf->mpeg_tracks);
428     return 48;
429 }
430
431 static int gxf_write_umf_payload(AVFormatContext *s)
432 {
433     GXFContext *gxf = s->priv_data;
434     AVIOContext *pb = s->pb;
435
436     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* total length of the umf data */
437     avio_wl32(pb, 3); /* version */
438     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
439     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_offset); /* umf track section offset */
440     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_size);
441     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
442     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_offset);
443     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_size);
444     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* user data offset */
445     avio_wl32(pb, 0); /* user data size */
446     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
447     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
448     return 48;
449 }
450
451 static int gxf_write_umf_track_description(AVFormatContext *s)
452 {
453     AVIOContext *pb = s->pb;
454     GXFContext *gxf = s->priv_data;
455     int64_t pos = avio_tell(pb);
456     int i;
457
458     gxf->umf_track_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
459     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
460         GXFStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
461         avio_wl16(pb, sc->media_info);
462         avio_wl16(pb, 1);
463     }
464
465     avio_wl16(pb, gxf->timecode_track.media_info);
466     avio_wl16(pb, 1);
467
468     return avio_tell(pb) - pos;
469 }
470
471 static int gxf_write_umf_media_mpeg(AVIOContext *pb, AVStream *st)
472 {
473     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
474
475     if (st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P)
476         avio_wl32(pb, 2);
477     else
478         avio_wl32(pb, 1); /* default to 420 */
479     avio_wl32(pb, sc->first_gop_closed == 1); /* closed = 1, open = 0, unknown = 255 */
480     avio_wl32(pb, 3); /* top = 1, bottom = 2, frame = 3, unknown = 0 */
481     avio_wl32(pb, 1); /* I picture per GOP */
482     avio_wl32(pb, sc->p_per_gop);
483     avio_wl32(pb, sc->b_per_i_or_p);
484     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO)
485         avio_wl32(pb, 2);
486     else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO)
487         avio_wl32(pb, 1);
488     else
489         avio_wl32(pb, 0);
490     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
491     return 32;
492 }
493
494 static int gxf_write_umf_media_timecode(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
495 {
496     avio_wl32(pb, 1); /* non drop frame */
497     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
498     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
499     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
500     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
501     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
502     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
503     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
504     return 32;
505 }
506
507 static int gxf_write_umf_media_dv(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
508 {
509     int i;
510
511     for (i = 0; i < 8; i++) {
512         avio_wb32(pb, 0);
513     }
514     return 32;
515 }
516
517 static int gxf_write_umf_media_audio(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
518 {
519     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
520     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
521     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp up sound level */
522     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp down sound level */
523     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
524     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
525     return 32;
526 }
527
528 static int gxf_write_umf_media_description(AVFormatContext *s)
529 {
530     GXFContext *gxf = s->priv_data;
531     AVIOContext *pb = s->pb;
532     int64_t pos;
533     int i, j;
534
535     pos = avio_tell(pb);
536     gxf->umf_media_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
537     for (i = 0; i <= s->nb_streams; ++i) {
538         GXFStreamContext *sc;
539         int64_t startpos, curpos;
540
541         if (i == s->nb_streams)
542             sc = &gxf->timecode_track;
543         else
544             sc = s->streams[i]->priv_data;
545
546         startpos = avio_tell(pb);
547         avio_wl16(pb, 0); /* length */
548         avio_wl16(pb, sc->media_info);
549         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
550         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
551         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields);
552         avio_wl32(pb, 0); /* attributes rw, ro */
553         avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
554         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
555         avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, strlen(ES_NAME_PATTERN));
556         avio_wb16(pb, sc->media_info);
557         for (j = strlen(ES_NAME_PATTERN)+2; j < 88; j++)
558             avio_w8(pb, 0);
559         avio_wl32(pb, sc->track_type);
560         avio_wl32(pb, sc->sample_rate);
561         avio_wl32(pb, sc->sample_size);
562         avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
563
564         if (sc == &gxf->timecode_track)
565             gxf_write_umf_media_timecode(pb, sc); /* 8 0bytes */
566         else {
567             AVStream *st = s->streams[i];
568             switch (st->codec->codec_id) {
569             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
570             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
571                 gxf_write_umf_media_mpeg(pb, st);
572                 break;
573             case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
574                 gxf_write_umf_media_audio(pb, sc);
575                 break;
576             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
577                 gxf_write_umf_media_dv(pb, sc);
578                 break;
579             }
580         }
581
582         curpos = avio_tell(pb);
583         avio_seek(pb, startpos, SEEK_SET);
584         avio_wl16(pb, curpos - startpos);
585         avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
586     }
587     return avio_tell(pb) - pos;
588 }
589
590 static int gxf_write_umf_packet(AVFormatContext *s)
591 {
592     GXFContext *gxf = s->priv_data;
593     AVIOContext *pb = s->pb;
594     int64_t pos = avio_tell(pb);
595
596     gxf_write_packet_header(pb, PKT_UMF);
597
598     /* preamble */
599     avio_w8(pb, 3); /* first and last (only) packet */
600     avio_wb32(pb, gxf->umf_length); /* data length */
601
602     gxf->umf_start_offset = avio_tell(pb);
603     gxf_write_umf_payload(s);
604     gxf_write_umf_material_description(s);
605     gxf->umf_track_size = gxf_write_umf_track_description(s);
606     gxf->umf_media_size = gxf_write_umf_media_description(s);
607     gxf->umf_length = avio_tell(pb) - gxf->umf_start_offset;
608     return updatePacketSize(pb, pos);
609 }
610
611 static const int GXF_samples_per_frame[] = { 32768, 0 };
612
613 static void gxf_init_timecode_track(GXFStreamContext *sc, GXFStreamContext *vsc)
614 {
615     if (!vsc)
616         return;
617
618     sc->media_type = vsc->sample_rate == 60 ? 7 : 8;
619     sc->sample_rate = vsc->sample_rate;
620     sc->media_info = ('T'<<8) | '0';
621     sc->track_type = 3;
622     sc->frame_rate_index = vsc->frame_rate_index;
623     sc->lines_index = vsc->lines_index;
624     sc->sample_size = 16;
625     sc->fields = vsc->fields;
626 }
627
628 static int gxf_write_header(AVFormatContext *s)
629 {
630     AVIOContext *pb = s->pb;
631     GXFContext *gxf = s->priv_data;
632     GXFStreamContext *vsc = NULL;
633     uint8_t tracks[255] = {0};
634     int i, media_info = 0;
635
636     if (!pb->seekable) {
637         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "gxf muxer does not support streamed output, patch welcome");
638         return -1;
639     }
640
641     gxf->flags |= 0x00080000; /* material is simple clip */
642     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
643         AVStream *st = s->streams[i];
644         GXFStreamContext *sc = av_mallocz(sizeof(*sc));
645         if (!sc)
646             return AVERROR(ENOMEM);
647         st->priv_data = sc;
648
649         sc->media_type = ff_codec_get_tag(gxf_media_types, st->codec->codec_id);
650         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
651             if (st->codec->codec_id != AV_CODEC_ID_PCM_S16LE) {
652                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 16 BIT PCM LE allowed for now\n");
653                 return -1;
654             }
655             if (st->codec->sample_rate != 48000) {
656                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 48000hz sampling rate is allowed\n");
657                 return -1;
658             }
659             if (st->codec->channels != 1) {
660                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only mono tracks are allowed\n");
661                 return -1;
662             }
663             sc->track_type = 2;
664             sc->sample_rate = st->codec->sample_rate;
665             avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, sc->sample_rate);
666             sc->sample_size = 16;
667             sc->frame_rate_index = -2;
668             sc->lines_index = -2;
669             sc->fields = -2;
670             gxf->audio_tracks++;
671             gxf->flags |= 0x04000000; /* audio is 16 bit pcm */
672             media_info = 'A';
673         } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
674             if (i != 0) {
675                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video stream must be the first track\n");
676                 return -1;
677             }
678             /* FIXME check from time_base ? */
679             if (st->codec->height == 480 || st->codec->height == 512) { /* NTSC or NTSC+VBI */
680                 sc->frame_rate_index = 5;
681                 sc->sample_rate = 60;
682                 gxf->flags |= 0x00000080;
683                 gxf->time_base = (AVRational){ 1001, 60000 };
684             } else if (st->codec->height == 576 || st->codec->height == 608) { /* PAL or PAL+VBI */
685                 sc->frame_rate_index = 6;
686                 sc->media_type++;
687                 sc->sample_rate = 50;
688                 gxf->flags |= 0x00000040;
689                 gxf->time_base = (AVRational){ 1, 50 };
690             } else {
691                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unsupported video resolution, "
692                        "gxf muxer only accepts PAL or NTSC resolutions currently\n");
693                 return -1;
694             }
695             avpriv_set_pts_info(st, 64, gxf->time_base.num, gxf->time_base.den);
696             if (gxf_find_lines_index(st) < 0)
697                 sc->lines_index = -1;
698             sc->sample_size = st->codec->bit_rate;
699             sc->fields = 2; /* interlaced */
700
701             vsc = sc;
702
703             switch (st->codec->codec_id) {
704             case AV_CODEC_ID_MJPEG:
705                 sc->track_type = 1;
706                 gxf->flags |= 0x00004000;
707                 media_info = 'J';
708                 break;
709             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
710                 sc->track_type = 9;
711                 gxf->mpeg_tracks++;
712                 media_info = 'L';
713                 break;
714             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
715                 sc->first_gop_closed = -1;
716                 sc->track_type = 4;
717                 gxf->mpeg_tracks++;
718                 gxf->flags |= 0x00008000;
719                 media_info = 'M';
720                 break;
721             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
722                 if (st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P) {
723                     sc->media_type += 2;
724                     sc->track_type = 6;
725                     gxf->flags |= 0x00002000;
726                     media_info = 'E';
727                 } else {
728                     sc->track_type = 5;
729                     gxf->flags |= 0x00001000;
730                     media_info = 'D';
731                 }
732                 break;
733             default:
734                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video codec not supported\n");
735                 return -1;
736             }
737         }
738         /* FIXME first 10 audio tracks are 0 to 9 next 22 are A to V */
739         sc->media_info = media_info<<8 | ('0'+tracks[media_info]++);
740         sc->order = s->nb_streams - st->index;
741     }
742
743     if (ff_audio_interleave_init(s, GXF_samples_per_frame, (AVRational){ 1, 48000 }) < 0)
744         return -1;
745
746     gxf_init_timecode_track(&gxf->timecode_track, vsc);
747     gxf->flags |= 0x200000; // time code track is non-drop frame
748
749     gxf_write_map_packet(s, 0);
750     gxf_write_flt_packet(s);
751     gxf_write_umf_packet(s);
752
753     gxf->packet_count = 3;
754
755     avio_flush(pb);
756     return 0;
757 }
758
759 static int gxf_write_eos_packet(AVIOContext *pb)
760 {
761     int64_t pos = avio_tell(pb);
762
763     gxf_write_packet_header(pb, PKT_EOS);
764     return updatePacketSize(pb, pos);
765 }
766
767 static int gxf_write_trailer(AVFormatContext *s)
768 {
769     GXFContext *gxf = s->priv_data;
770     AVIOContext *pb = s->pb;
771     int64_t end;
772     int i;
773
774     ff_audio_interleave_close(s);
775
776     gxf_write_eos_packet(pb);
777     end = avio_tell(pb);
778     avio_seek(pb, 0, SEEK_SET);
779     /* overwrite map, flt and umf packets with new values */
780     gxf_write_map_packet(s, 1);
781     gxf_write_flt_packet(s);
782     gxf_write_umf_packet(s);
783     avio_flush(pb);
784     /* update duration in all map packets */
785     for (i = 1; i < gxf->map_offsets_nb; i++) {
786         avio_seek(pb, gxf->map_offsets[i], SEEK_SET);
787         gxf_write_map_packet(s, 1);
788         avio_flush(pb);
789     }
790
791     avio_seek(pb, end, SEEK_SET);
792
793     av_freep(&gxf->flt_entries);
794     av_freep(&gxf->map_offsets);
795
796     return 0;
797 }
798
799 static int gxf_parse_mpeg_frame(GXFStreamContext *sc, const uint8_t *buf, int size)
800 {
801     uint32_t c=-1;
802     int i;
803     for(i=0; i<size-4 && c!=0x100; i++){
804         c = (c<<8) + buf[i];
805         if(c == 0x1B8 && sc->first_gop_closed == -1) /* GOP start code */
806             sc->first_gop_closed= (buf[i+4]>>6)&1;
807     }
808     return (buf[i+1]>>3)&7;
809 }
810
811 static int gxf_write_media_preamble(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt, int size)
812 {
813     GXFContext *gxf = s->priv_data;
814     AVIOContext *pb = s->pb;
815     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
816     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
817     unsigned field_nb;
818     /* If the video is frame-encoded, the frame numbers shall be represented by
819      * even field numbers.
820      * see SMPTE360M-2004  6.4.2.1.3 Media field number */
821     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
822         field_nb = gxf->nb_fields;
823     } else {
824         field_nb = av_rescale_rnd(pkt->dts, gxf->time_base.den,
825                                   (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
826     }
827
828     avio_w8(pb, sc->media_type);
829     avio_w8(pb, st->index);
830     avio_wb32(pb, field_nb);
831     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
832         avio_wb16(pb, 0);
833         avio_wb16(pb, size / 2);
834     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
835         int frame_type = gxf_parse_mpeg_frame(sc, pkt->data, pkt->size);
836         if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
837             avio_w8(pb, 0x0d);
838             sc->iframes++;
839         } else if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_B) {
840             avio_w8(pb, 0x0f);
841             sc->bframes++;
842         } else {
843             avio_w8(pb, 0x0e);
844             sc->pframes++;
845         }
846         avio_wb24(pb, size);
847     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DVVIDEO) {
848         avio_w8(pb, size / 4096);
849         avio_wb24(pb, 0);
850     } else
851         avio_wb32(pb, size);
852     avio_wb32(pb, field_nb);
853     avio_w8(pb, 1); /* flags */
854     avio_w8(pb, 0); /* reserved */
855     return 16;
856 }
857
858 static int gxf_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
859 {
860     GXFContext *gxf = s->priv_data;
861     AVIOContext *pb = s->pb;
862     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
863     int64_t pos = avio_tell(pb);
864     int padding = 0;
865     int packet_start_offset = avio_tell(pb) / 1024;
866
867     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MEDIA);
868     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO && pkt->size % 4) /* MPEG-2 frames must be padded */
869         padding = 4 - pkt->size % 4;
870     else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
871         padding = GXF_AUDIO_PACKET_SIZE - pkt->size;
872     gxf_write_media_preamble(s, pkt, pkt->size + padding);
873     avio_write(pb, pkt->data, pkt->size);
874     gxf_write_padding(pb, padding);
875
876     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
877         if (!(gxf->flt_entries_nb % 500)) {
878             int err;
879             if ((err = av_reallocp_array(&gxf->flt_entries,
880                                          gxf->flt_entries_nb + 500,
881                                          sizeof(*gxf->flt_entries))) < 0) {
882                 gxf->flt_entries_nb = 0;
883                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not reallocate flt entries\n");
884                 return err;
885             }
886         }
887         gxf->flt_entries[gxf->flt_entries_nb++] = packet_start_offset;
888         gxf->nb_fields += 2; // count fields
889     }
890
891     updatePacketSize(pb, pos);
892
893     gxf->packet_count++;
894     if (gxf->packet_count == 100) {
895         gxf_write_map_packet(s, 0);
896         gxf->packet_count = 0;
897     }
898
899     return 0;
900 }
901
902 static int gxf_compare_field_nb(AVFormatContext *s, AVPacket *next, AVPacket *cur)
903 {
904     GXFContext *gxf = s->priv_data;
905     AVPacket *pkt[2] = { cur, next };
906     int i, field_nb[2];
907     GXFStreamContext *sc[2];
908
909     for (i = 0; i < 2; i++) {
910         AVStream *st = s->streams[pkt[i]->stream_index];
911         sc[i] = st->priv_data;
912         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
913             field_nb[i] = av_rescale_rnd(pkt[i]->dts, gxf->time_base.den,
914                                          (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
915             field_nb[i] &= ~1; // compare against even field number because audio must be before video
916         } else
917             field_nb[i] = pkt[i]->dts; // dts are field based
918     }
919
920     return field_nb[1] > field_nb[0] ||
921         (field_nb[1] == field_nb[0] && sc[1]->order > sc[0]->order);
922 }
923
924 static int gxf_interleave_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *out, AVPacket *pkt, int flush)
925 {
926     if (pkt && s->streams[pkt->stream_index]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
927         pkt->duration = 2; // enforce 2 fields
928     return ff_audio_rechunk_interleave(s, out, pkt, flush,
929                                ff_interleave_packet_per_dts, gxf_compare_field_nb);
930 }
931
932 AVOutputFormat ff_gxf_muxer = {
933     .name              = "gxf",
934     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("GXF (General eXchange Format)"),
935     .extensions        = "gxf",
936     .priv_data_size    = sizeof(GXFContext),
937     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE,
938     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
939     .write_header      = gxf_write_header,
940     .write_packet      = gxf_write_packet,
941     .write_trailer     = gxf_write_trailer,
942     .interleave_packet = gxf_interleave_packet,
943 };