avopt: Store defaults for AV_OPT_TYPE_FLAGS in the i64 union member
[ffmpeg.git] / libavformat / mpeg.c
1 /*
2  * MPEG1/2 demuxer
3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
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 "avformat.h"
23 #include "internal.h"
24 #include "mpeg.h"
25
26 #undef NDEBUG
27 #include <assert.h>
28
29 /*********************************************/
30 /* demux code */
31
32 #define MAX_SYNC_SIZE 100000
33
34 static int check_pes(uint8_t *p, uint8_t *end){
35     int pes1;
36     int pes2=      (p[3] & 0xC0) == 0x80
37                 && (p[4] & 0xC0) != 0x40
38                 &&((p[4] & 0xC0) == 0x00 || (p[4]&0xC0)>>2 == (p[6]&0xF0));
39
40     for(p+=3; p<end && *p == 0xFF; p++);
41     if((*p&0xC0) == 0x40) p+=2;
42     if((*p&0xF0) == 0x20){
43         pes1= p[0]&p[2]&p[4]&1;
44     }else if((*p&0xF0) == 0x30){
45         pes1= p[0]&p[2]&p[4]&p[5]&p[7]&p[9]&1;
46     }else
47         pes1 = *p == 0x0F;
48
49     return pes1||pes2;
50 }
51
52 static int check_pack_header(const uint8_t *buf) {
53     return (buf[1] & 0xC0) == 0x40 || (buf[1] & 0xF0) == 0x20;
54 }
55
56 static int mpegps_probe(AVProbeData *p)
57 {
58     uint32_t code= -1;
59     int sys=0, pspack=0, priv1=0, vid=0, audio=0, invalid=0;
60     int i;
61     int score=0;
62
63     for(i=0; i<p->buf_size; i++){
64         code = (code<<8) + p->buf[i];
65         if ((code & 0xffffff00) == 0x100) {
66             int len= p->buf[i+1] << 8 | p->buf[i+2];
67             int pes= check_pes(p->buf+i, p->buf+p->buf_size);
68             int pack = check_pack_header(p->buf+i);
69
70             if(code == SYSTEM_HEADER_START_CODE) sys++;
71             else if(code == PACK_START_CODE && pack) pspack++;
72             else if((code & 0xf0) == VIDEO_ID &&  pes) vid++;
73             // skip pes payload to avoid start code emulation for private
74             // and audio streams
75             else if((code & 0xe0) == AUDIO_ID &&  pes) {audio++; i+=len;}
76             else if(code == PRIVATE_STREAM_1  &&  pes) {priv1++; i+=len;}
77
78             else if((code & 0xf0) == VIDEO_ID && !pes) invalid++;
79             else if((code & 0xe0) == AUDIO_ID && !pes) invalid++;
80             else if(code == PRIVATE_STREAM_1  && !pes) invalid++;
81         }
82     }
83
84     if(vid+audio > invalid)     /* invalid VDR files nd short PES streams */
85         score= AVPROBE_SCORE_MAX/4;
86
87 //av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d %d %d %d %d %d len:%d\n", sys, priv1, pspack,vid, audio, invalid, p->buf_size);
88     if(sys>invalid && sys*9 <= pspack*10)
89         return pspack > 2 ? AVPROBE_SCORE_MAX/2+2 : AVPROBE_SCORE_MAX/4; // +1 for .mpg
90     if(pspack > invalid && (priv1+vid+audio)*10 >= pspack*9)
91         return pspack > 2 ? AVPROBE_SCORE_MAX/2+2 : AVPROBE_SCORE_MAX/4; // +1 for .mpg
92     if((!!vid ^ !!audio) && (audio > 4 || vid > 1) && !sys && !pspack && p->buf_size>2048 && vid + audio > invalid) /* PES stream */
93         return (audio > 12 || vid > 3) ? AVPROBE_SCORE_MAX/2+2 : AVPROBE_SCORE_MAX/4;
94
95     //02-Penguin.flac has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:1
96     //mp3_misidentified_2.mp3 has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:6
97     return score;
98 }
99
100
101 typedef struct MpegDemuxContext {
102     int32_t header_state;
103     unsigned char psm_es_type[256];
104     int sofdec;
105 } MpegDemuxContext;
106
107 static int mpegps_read_header(AVFormatContext *s)
108 {
109     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
110     const char *sofdec = "Sofdec";
111     int v, i = 0;
112
113     m->header_state = 0xff;
114     s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;
115
116     m->sofdec = -1;
117     do {
118         v = avio_r8(s->pb);
119         m->header_state = m->header_state << 8 | v;
120         m->sofdec++;
121     } while (v == sofdec[i] && i++ < 6);
122
123     m->sofdec = (m->sofdec == 6) ? 1 : 0;
124
125     /* no need to do more */
126     return 0;
127 }
128
129 static int64_t get_pts(AVIOContext *pb, int c)
130 {
131     uint8_t buf[5];
132
133     buf[0] = c<0 ? avio_r8(pb) : c;
134     avio_read(pb, buf+1, 4);
135
136     return ff_parse_pes_pts(buf);
137 }
138
139 static int find_next_start_code(AVIOContext *pb, int *size_ptr,
140                                 int32_t *header_state)
141 {
142     unsigned int state, v;
143     int val, n;
144
145     state = *header_state;
146     n = *size_ptr;
147     while (n > 0) {
148         if (pb->eof_reached)
149             break;
150         v = avio_r8(pb);
151         n--;
152         if (state == 0x000001) {
153             state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
154             val = state;
155             goto found;
156         }
157         state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
158     }
159     val = -1;
160  found:
161     *header_state = state;
162     *size_ptr = n;
163     return val;
164 }
165
166 /**
167  * Extract stream types from a program stream map
168  * According to ISO/IEC 13818-1 ('MPEG-2 Systems') table 2-35
169  *
170  * @return number of bytes occupied by PSM in the bitstream
171  */
172 static long mpegps_psm_parse(MpegDemuxContext *m, AVIOContext *pb)
173 {
174     int psm_length, ps_info_length, es_map_length;
175
176     psm_length = avio_rb16(pb);
177     avio_r8(pb);
178     avio_r8(pb);
179     ps_info_length = avio_rb16(pb);
180
181     /* skip program_stream_info */
182     avio_skip(pb, ps_info_length);
183     es_map_length = avio_rb16(pb);
184
185     /* at least one es available? */
186     while (es_map_length >= 4){
187         unsigned char type      = avio_r8(pb);
188         unsigned char es_id     = avio_r8(pb);
189         uint16_t es_info_length = avio_rb16(pb);
190         /* remember mapping from stream id to stream type */
191         m->psm_es_type[es_id] = type;
192         /* skip program_stream_info */
193         avio_skip(pb, es_info_length);
194         es_map_length -= 4 + es_info_length;
195     }
196     avio_rb32(pb); /* crc32 */
197     return 2 + psm_length;
198 }
199
200 /* read the next PES header. Return its position in ppos
201    (if not NULL), and its start code, pts and dts.
202  */
203 static int mpegps_read_pes_header(AVFormatContext *s,
204                                   int64_t *ppos, int *pstart_code,
205                                   int64_t *ppts, int64_t *pdts)
206 {
207     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
208     int len, size, startcode, c, flags, header_len;
209     int pes_ext, ext2_len, id_ext, skip;
210     int64_t pts, dts;
211     int64_t last_sync= avio_tell(s->pb);
212
213  error_redo:
214         avio_seek(s->pb, last_sync, SEEK_SET);
215  redo:
216         /* next start code (should be immediately after) */
217         m->header_state = 0xff;
218         size = MAX_SYNC_SIZE;
219         startcode = find_next_start_code(s->pb, &size, &m->header_state);
220         last_sync = avio_tell(s->pb);
221     //printf("startcode=%x pos=0x%"PRIx64"\n", startcode, avio_tell(s->pb));
222     if (startcode < 0){
223         if(s->pb->eof_reached)
224             return AVERROR_EOF;
225         //FIXME we should remember header_state
226         return AVERROR(EAGAIN);
227     }
228
229     if (startcode == PACK_START_CODE)
230         goto redo;
231     if (startcode == SYSTEM_HEADER_START_CODE)
232         goto redo;
233     if (startcode == PADDING_STREAM) {
234         avio_skip(s->pb, avio_rb16(s->pb));
235         goto redo;
236     }
237     if (startcode == PRIVATE_STREAM_2) {
238         len = avio_rb16(s->pb);
239         if (!m->sofdec) {
240             while (len-- >= 6) {
241                 if (avio_r8(s->pb) == 'S') {
242                     uint8_t buf[5];
243                     avio_read(s->pb, buf, sizeof(buf));
244                     m->sofdec = !memcmp(buf, "ofdec", 5);
245                     len -= sizeof(buf);
246                     break;
247                 }
248             }
249             m->sofdec -= !m->sofdec;
250         }
251         avio_skip(s->pb, len);
252         goto redo;
253     }
254     if (startcode == PROGRAM_STREAM_MAP) {
255         mpegps_psm_parse(m, s->pb);
256         goto redo;
257     }
258
259     /* find matching stream */
260     if (!((startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) ||
261           (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) ||
262           (startcode == 0x1bd) || (startcode == 0x1fd)))
263         goto redo;
264     if (ppos) {
265         *ppos = avio_tell(s->pb) - 4;
266     }
267     len = avio_rb16(s->pb);
268     pts =
269     dts = AV_NOPTS_VALUE;
270     /* stuffing */
271     for(;;) {
272         if (len < 1)
273             goto error_redo;
274         c = avio_r8(s->pb);
275         len--;
276         /* XXX: for mpeg1, should test only bit 7 */
277         if (c != 0xff)
278             break;
279     }
280     if ((c & 0xc0) == 0x40) {
281         /* buffer scale & size */
282         avio_r8(s->pb);
283         c = avio_r8(s->pb);
284         len -= 2;
285     }
286     if ((c & 0xe0) == 0x20) {
287         dts = pts = get_pts(s->pb, c);
288         len -= 4;
289         if (c & 0x10){
290             dts = get_pts(s->pb, -1);
291             len -= 5;
292         }
293     } else if ((c & 0xc0) == 0x80) {
294         /* mpeg 2 PES */
295         flags = avio_r8(s->pb);
296         header_len = avio_r8(s->pb);
297         len -= 2;
298         if (header_len > len)
299             goto error_redo;
300         len -= header_len;
301         if (flags & 0x80) {
302             dts = pts = get_pts(s->pb, -1);
303             header_len -= 5;
304             if (flags & 0x40) {
305                 dts = get_pts(s->pb, -1);
306                 header_len -= 5;
307             }
308         }
309         if (flags & 0x3f && header_len == 0){
310             flags &= 0xC0;
311             av_log(s, AV_LOG_WARNING, "Further flags set but no bytes left\n");
312         }
313         if (flags & 0x01) { /* PES extension */
314             pes_ext = avio_r8(s->pb);
315             header_len--;
316             /* Skip PES private data, program packet sequence counter and P-STD buffer */
317             skip = (pes_ext >> 4) & 0xb;
318             skip += skip & 0x9;
319             if (pes_ext & 0x40 || skip > header_len){
320                 av_log(s, AV_LOG_WARNING, "pes_ext %X is invalid\n", pes_ext);
321                 pes_ext=skip=0;
322             }
323             avio_skip(s->pb, skip);
324             header_len -= skip;
325
326             if (pes_ext & 0x01) { /* PES extension 2 */
327                 ext2_len = avio_r8(s->pb);
328                 header_len--;
329                 if ((ext2_len & 0x7f) > 0) {
330                     id_ext = avio_r8(s->pb);
331                     if ((id_ext & 0x80) == 0)
332                         startcode = ((startcode & 0xff) << 8) | id_ext;
333                     header_len--;
334                 }
335             }
336         }
337         if(header_len < 0)
338             goto error_redo;
339         avio_skip(s->pb, header_len);
340     }
341     else if( c!= 0xf )
342         goto redo;
343
344     if (startcode == PRIVATE_STREAM_1 && !m->psm_es_type[startcode & 0xff]) {
345         startcode = avio_r8(s->pb);
346         len--;
347         if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0xcf) {
348             /* audio: skip header */
349             avio_r8(s->pb);
350             avio_r8(s->pb);
351             avio_r8(s->pb);
352             len -= 3;
353             if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
354                 /* MLP/TrueHD audio has a 4-byte header */
355                 avio_r8(s->pb);
356                 len--;
357             }
358         }
359     }
360     if(len<0)
361         goto error_redo;
362     if(dts != AV_NOPTS_VALUE && ppos){
363         int i;
364         for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
365             if(startcode == s->streams[i]->id &&
366                s->pb->seekable /* index useless on streams anyway */) {
367                 ff_reduce_index(s, i);
368                 av_add_index_entry(s->streams[i], *ppos, dts, 0, 0, AVINDEX_KEYFRAME /* FIXME keyframe? */);
369             }
370         }
371     }
372
373     *pstart_code = startcode;
374     *ppts = pts;
375     *pdts = dts;
376     return len;
377 }
378
379 static int mpegps_read_packet(AVFormatContext *s,
380                               AVPacket *pkt)
381 {
382     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
383     AVStream *st;
384     int len, startcode, i, es_type, ret;
385     enum AVCodecID codec_id = AV_CODEC_ID_NONE;
386     enum AVMediaType type;
387     int64_t pts, dts, dummy_pos; //dummy_pos is needed for the index building to work
388     uint8_t av_uninit(dvdaudio_substream_type);
389
390  redo:
391     len = mpegps_read_pes_header(s, &dummy_pos, &startcode, &pts, &dts);
392     if (len < 0)
393         return len;
394
395     if(startcode == 0x1bd) {
396         dvdaudio_substream_type = avio_r8(s->pb);
397         avio_skip(s->pb, 3);
398         len -= 4;
399     }
400
401     /* now find stream */
402     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
403         st = s->streams[i];
404         if (st->id == startcode)
405             goto found;
406     }
407
408     es_type = m->psm_es_type[startcode & 0xff];
409     if(es_type > 0 && es_type != STREAM_TYPE_PRIVATE_DATA){
410         if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG1){
411             codec_id = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
412             type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
413         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2){
414             codec_id = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
415             type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
416         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1 ||
417                   es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG2){
418             codec_id = AV_CODEC_ID_MP3;
419             type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
420         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AAC){
421             codec_id = AV_CODEC_ID_AAC;
422             type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
423         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4){
424             codec_id = AV_CODEC_ID_MPEG4;
425             type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
426         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_H264){
427             codec_id = AV_CODEC_ID_H264;
428             type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
429         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AC3){
430             codec_id = AV_CODEC_ID_AC3;
431             type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
432         } else {
433             goto skip;
434         }
435     } else if (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) {
436         static const unsigned char avs_seqh[4] = { 0, 0, 1, 0xb0 };
437         unsigned char buf[8];
438         avio_read(s->pb, buf, 8);
439         avio_seek(s->pb, -8, SEEK_CUR);
440         if(!memcmp(buf, avs_seqh, 4) && (buf[6] != 0 || buf[7] != 1))
441             codec_id = AV_CODEC_ID_CAVS;
442         else
443             codec_id = AV_CODEC_ID_PROBE;
444         type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
445     } else if (startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) {
446         type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
447         codec_id = m->sofdec > 0 ? AV_CODEC_ID_ADPCM_ADX : AV_CODEC_ID_MP2;
448     } else if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0x87) {
449         type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
450         codec_id = AV_CODEC_ID_AC3;
451     } else if (  ( startcode >= 0x88 && startcode <= 0x8f)
452                ||( startcode >= 0x98 && startcode <= 0x9f)) {
453         /* 0x90 - 0x97 is reserved for SDDS in DVD specs */
454         type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
455         codec_id = AV_CODEC_ID_DTS;
456     } else if (startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) {
457         type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
458         /* 16 bit form will be handled as AV_CODEC_ID_PCM_S16BE */
459         codec_id = AV_CODEC_ID_PCM_DVD;
460     } else if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
461         type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
462         codec_id = AV_CODEC_ID_TRUEHD;
463     } else if (startcode >= 0xc0 && startcode <= 0xcf) {
464         /* Used for both AC-3 and E-AC-3 in EVOB files */
465         type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
466         codec_id = AV_CODEC_ID_AC3;
467     } else if (startcode >= 0x20 && startcode <= 0x3f) {
468         type = AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE;
469         codec_id = AV_CODEC_ID_DVD_SUBTITLE;
470     } else if (startcode >= 0xfd55 && startcode <= 0xfd5f) {
471         type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
472         codec_id = AV_CODEC_ID_VC1;
473     } else if (startcode == 0x1bd) {
474         // check dvd audio substream type
475         type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
476         switch(dvdaudio_substream_type & 0xe0) {
477         case 0xa0:  codec_id = AV_CODEC_ID_PCM_DVD;
478                     break;
479         case 0x80:  if((dvdaudio_substream_type & 0xf8) == 0x88)
480                          codec_id = AV_CODEC_ID_DTS;
481                     else codec_id = AV_CODEC_ID_AC3;
482                     break;
483         default:    av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Unknown 0x1bd sub-stream\n");
484                     goto skip;
485         }
486     } else {
487     skip:
488         /* skip packet */
489         avio_skip(s->pb, len);
490         goto redo;
491     }
492     /* no stream found: add a new stream */
493     st = avformat_new_stream(s, NULL);
494     if (!st)
495         goto skip;
496     st->id = startcode;
497     st->codec->codec_type = type;
498     st->codec->codec_id = codec_id;
499     if (codec_id != AV_CODEC_ID_PCM_S16BE)
500         st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
501  found:
502     if(st->discard >= AVDISCARD_ALL)
503         goto skip;
504     if ((startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) ||
505         (startcode == 0x1bd && ((dvdaudio_substream_type & 0xe0) == 0xa0))) {
506         int b1, freq;
507
508         /* for LPCM, we just skip the header and consider it is raw
509            audio data */
510         if (len <= 3)
511             goto skip;
512         avio_r8(s->pb); /* emphasis (1), muse(1), reserved(1), frame number(5) */
513         b1 = avio_r8(s->pb); /* quant (2), freq(2), reserved(1), channels(3) */
514         avio_r8(s->pb); /* dynamic range control (0x80 = off) */
515         len -= 3;
516         freq = (b1 >> 4) & 3;
517         st->codec->sample_rate = lpcm_freq_tab[freq];
518         st->codec->channels = 1 + (b1 & 7);
519         st->codec->bits_per_coded_sample = 16 + ((b1 >> 6) & 3) * 4;
520         st->codec->bit_rate = st->codec->channels *
521                               st->codec->sample_rate *
522                               st->codec->bits_per_coded_sample;
523         if (st->codec->bits_per_coded_sample == 16)
524             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_PCM_S16BE;
525         else if (st->codec->bits_per_coded_sample == 28)
526             return AVERROR(EINVAL);
527     }
528     ret = av_get_packet(s->pb, pkt, len);
529     pkt->pts = pts;
530     pkt->dts = dts;
531     pkt->pos = dummy_pos;
532     pkt->stream_index = st->index;
533     av_dlog(s, "%d: pts=%0.3f dts=%0.3f size=%d\n",
534             pkt->stream_index, pkt->pts / 90000.0, pkt->dts / 90000.0,
535             pkt->size);
536
537     return (ret < 0) ? ret : 0;
538 }
539
540 static int64_t mpegps_read_dts(AVFormatContext *s, int stream_index,
541                                int64_t *ppos, int64_t pos_limit)
542 {
543     int len, startcode;
544     int64_t pos, pts, dts;
545
546     pos = *ppos;
547     if (avio_seek(s->pb, pos, SEEK_SET) < 0)
548         return AV_NOPTS_VALUE;
549
550     for(;;) {
551         len = mpegps_read_pes_header(s, &pos, &startcode, &pts, &dts);
552         if (len < 0) {
553             av_dlog(s, "none (ret=%d)\n", len);
554             return AV_NOPTS_VALUE;
555         }
556         if (startcode == s->streams[stream_index]->id &&
557             dts != AV_NOPTS_VALUE) {
558             break;
559         }
560         avio_skip(s->pb, len);
561     }
562     av_dlog(s, "pos=0x%"PRIx64" dts=0x%"PRIx64" %0.3f\n",
563             pos, dts, dts / 90000.0);
564     *ppos = pos;
565     return dts;
566 }
567
568 AVInputFormat ff_mpegps_demuxer = {
569     .name           = "mpeg",
570     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("MPEG-PS (MPEG-2 Program Stream)"),
571     .priv_data_size = sizeof(MpegDemuxContext),
572     .read_probe     = mpegps_probe,
573     .read_header    = mpegps_read_header,
574     .read_packet    = mpegps_read_packet,
575     .read_timestamp = mpegps_read_dts,
576     .flags          = AVFMT_SHOW_IDS | AVFMT_TS_DISCONT,
577 };