//more debug info
[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 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 "avformat.h"
23 #include "mpeg.h"
24
25 //#define DEBUG_SEEK
26
27 #undef NDEBUG
28 #include <assert.h>
29
30 /*********************************************/
31 /* demux code */
32
33 #define MAX_SYNC_SIZE 100000
34
35 static int cdxa_probe(AVProbeData *p)
36 {
37     /* check file header */
38     if (p->buf[0] == 'R' && p->buf[1] == 'I' &&
39         p->buf[2] == 'F' && p->buf[3] == 'F' &&
40         p->buf[8] == 'C' && p->buf[9] == 'D' &&
41         p->buf[10] == 'X' && p->buf[11] == 'A')
42         return AVPROBE_SCORE_MAX;
43     else
44         return 0;
45 }
46
47 static int mpegps_probe(AVProbeData *p)
48 {
49     uint32_t code= -1;
50     int sys=0, pspack=0, priv1=0, vid=0, audio=0;
51     int i;
52     int score=0;
53
54     score = cdxa_probe(p);
55     if (score > 0) return score;
56
57     /* Search for MPEG stream */
58     for(i=0; i<p->buf_size; i++){
59         code = (code<<8) + p->buf[i];
60         if ((code & 0xffffff00) == 0x100) {
61             if(code == SYSTEM_HEADER_START_CODE) sys++;
62             else if(code == PRIVATE_STREAM_1)    priv1++;
63             else if(code == PACK_START_CODE)     pspack++;
64             else if((code & 0xf0) == VIDEO_ID)   vid++;
65             else if((code & 0xe0) == AUDIO_ID)   audio++;
66         }
67     }
68
69     if(vid || audio)            /* invalid VDR files nd short PES streams */
70         score= AVPROBE_SCORE_MAX/4;
71
72 //av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d %d %d %d %d len:%d\n", sys, priv1, pspack,vid, audio, p->buf_size);
73     if(sys && sys*9 <= pspack*10)
74         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2; // +1 for .mpg
75     if((priv1 || vid || audio) && (priv1+vid+audio)*9 <= pspack*10)
76         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2; // +1 for .mpg
77     if((!!vid ^ !!audio) && (audio+vid > 1) && !sys && !pspack) /* PES stream */
78         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2;
79
80     //02-Penguin.flac has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:1
81     return score;
82 }
83
84
85 typedef struct MpegDemuxContext {
86     int32_t header_state;
87     unsigned char psm_es_type[256];
88 } MpegDemuxContext;
89
90 static int mpegps_read_header(AVFormatContext *s,
91                               AVFormatParameters *ap)
92 {
93     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
94     m->header_state = 0xff;
95     s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;
96
97     /* no need to do more */
98     return 0;
99 }
100
101 static int64_t get_pts(ByteIOContext *pb, int c)
102 {
103     int64_t pts;
104     int val;
105
106     if (c < 0)
107         c = get_byte(pb);
108     pts = (int64_t)((c >> 1) & 0x07) << 30;
109     val = get_be16(pb);
110     pts |= (int64_t)(val >> 1) << 15;
111     val = get_be16(pb);
112     pts |= (int64_t)(val >> 1);
113     return pts;
114 }
115
116 static int find_next_start_code(ByteIOContext *pb, int *size_ptr,
117                                 int32_t *header_state)
118 {
119     unsigned int state, v;
120     int val, n;
121
122     state = *header_state;
123     n = *size_ptr;
124     while (n > 0) {
125         if (url_feof(pb))
126             break;
127         v = get_byte(pb);
128         n--;
129         if (state == 0x000001) {
130             state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
131             val = state;
132             goto found;
133         }
134         state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
135     }
136     val = -1;
137  found:
138     *header_state = state;
139     *size_ptr = n;
140     return val;
141 }
142
143 #if 0 /* unused, remove? */
144 /* XXX: optimize */
145 static int find_prev_start_code(ByteIOContext *pb, int *size_ptr)
146 {
147     int64_t pos, pos_start;
148     int max_size, start_code;
149
150     max_size = *size_ptr;
151     pos_start = url_ftell(pb);
152
153     /* in order to go faster, we fill the buffer */
154     pos = pos_start - 16386;
155     if (pos < 0)
156         pos = 0;
157     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
158     get_byte(pb);
159
160     pos = pos_start;
161     for(;;) {
162         pos--;
163         if (pos < 0 || (pos_start - pos) >= max_size) {
164             start_code = -1;
165             goto the_end;
166         }
167         url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
168         start_code = get_be32(pb);
169         if ((start_code & 0xffffff00) == 0x100)
170             break;
171     }
172  the_end:
173     *size_ptr = pos_start - pos;
174     return start_code;
175 }
176 #endif
177
178 /**
179  * Extracts stream types from a program stream map
180  * According to ISO/IEC 13818-1 ('MPEG-2 Systems') table 2-35
181  *
182  * @return number of bytes occupied by PSM in the bitstream
183  */
184 static long mpegps_psm_parse(MpegDemuxContext *m, ByteIOContext *pb)
185 {
186     int psm_length, ps_info_length, es_map_length;
187
188     psm_length = get_be16(pb);
189     get_byte(pb);
190     get_byte(pb);
191     ps_info_length = get_be16(pb);
192
193     /* skip program_stream_info */
194     url_fskip(pb, ps_info_length);
195     es_map_length = get_be16(pb);
196
197     /* at least one es available? */
198     while (es_map_length >= 4){
199         unsigned char type = get_byte(pb);
200         unsigned char es_id = get_byte(pb);
201         uint16_t es_info_length = get_be16(pb);
202         /* remember mapping from stream id to stream type */
203         m->psm_es_type[es_id] = type;
204         /* skip program_stream_info */
205         url_fskip(pb, es_info_length);
206         es_map_length -= 4 + es_info_length;
207     }
208     get_be32(pb); /* crc32 */
209     return 2 + psm_length;
210 }
211
212 /* read the next PES header. Return its position in ppos
213    (if not NULL), and its start code, pts and dts.
214  */
215 static int mpegps_read_pes_header(AVFormatContext *s,
216                                   int64_t *ppos, int *pstart_code,
217                                   int64_t *ppts, int64_t *pdts)
218 {
219     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
220     int len, size, startcode, c, flags, header_len;
221     int pes_ext, ext2_len, id_ext, skip;
222     int64_t pts, dts;
223     int64_t last_sync= url_ftell(&s->pb);
224
225  error_redo:
226         url_fseek(&s->pb, last_sync, SEEK_SET);
227  redo:
228         /* next start code (should be immediately after) */
229         m->header_state = 0xff;
230         size = MAX_SYNC_SIZE;
231         startcode = find_next_start_code(&s->pb, &size, &m->header_state);
232         last_sync = url_ftell(&s->pb);
233     //printf("startcode=%x pos=0x%"PRIx64"\n", startcode, url_ftell(&s->pb));
234     if (startcode < 0)
235         return AVERROR(EIO);
236     if (startcode == PACK_START_CODE)
237         goto redo;
238     if (startcode == SYSTEM_HEADER_START_CODE)
239         goto redo;
240     if (startcode == PADDING_STREAM ||
241         startcode == PRIVATE_STREAM_2) {
242         /* skip them */
243         len = get_be16(&s->pb);
244         url_fskip(&s->pb, len);
245         goto redo;
246     }
247     if (startcode == PROGRAM_STREAM_MAP) {
248         mpegps_psm_parse(m, &s->pb);
249         goto redo;
250     }
251
252     /* find matching stream */
253     if (!((startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) ||
254           (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) ||
255           (startcode == 0x1bd) || (startcode == 0x1fd)))
256         goto redo;
257     if (ppos) {
258         *ppos = url_ftell(&s->pb) - 4;
259     }
260     len = get_be16(&s->pb);
261     pts =
262     dts = AV_NOPTS_VALUE;
263     /* stuffing */
264     for(;;) {
265         if (len < 1)
266             goto error_redo;
267         c = get_byte(&s->pb);
268         len--;
269         /* XXX: for mpeg1, should test only bit 7 */
270         if (c != 0xff)
271             break;
272     }
273     if ((c & 0xc0) == 0x40) {
274         /* buffer scale & size */
275         get_byte(&s->pb);
276         c = get_byte(&s->pb);
277         len -= 2;
278     }
279     if ((c & 0xe0) == 0x20) {
280         dts = pts = get_pts(&s->pb, c);
281         len -= 4;
282         if (c & 0x10){
283             dts = get_pts(&s->pb, -1);
284             len -= 5;
285         }
286     } else if ((c & 0xc0) == 0x80) {
287         /* mpeg 2 PES */
288 #if 0 /* some streams have this field set for no apparent reason */
289         if ((c & 0x30) != 0) {
290             /* Encrypted multiplex not handled */
291             goto redo;
292         }
293 #endif
294         flags = get_byte(&s->pb);
295         header_len = get_byte(&s->pb);
296         len -= 2;
297         if (header_len > len)
298             goto error_redo;
299         len -= header_len;
300         if (flags & 0x80) {
301             dts = pts = get_pts(&s->pb, -1);
302             header_len -= 5;
303             if (flags & 0x40) {
304                 dts = get_pts(&s->pb, -1);
305                 header_len -= 5;
306             }
307         }
308         if (flags & 0x01) { /* PES extension */
309             pes_ext = get_byte(&s->pb);
310             header_len--;
311             if (pes_ext & 0x40) { /* pack header - should be zero in PS */
312                 goto error_redo;
313             }
314             /* Skip PES private data, program packet sequence counter and P-STD buffer */
315             skip = (pes_ext >> 4) & 0xb;
316             skip += skip & 0x9;
317             url_fskip(&s->pb, skip);
318             header_len -= skip;
319
320             if (pes_ext & 0x01) { /* PES extension 2 */
321                 ext2_len = get_byte(&s->pb);
322                 header_len--;
323                 if ((ext2_len & 0x7f) > 0) {
324                     id_ext = get_byte(&s->pb);
325                     if ((id_ext & 0x80) == 0)
326                         startcode = ((startcode & 0xff) << 8) | id_ext;
327                     header_len--;
328                 }
329             }
330         }
331         if(header_len < 0)
332             goto error_redo;
333         url_fskip(&s->pb, header_len);
334     }
335     else if( c!= 0xf )
336         goto redo;
337
338     if (startcode == PRIVATE_STREAM_1 && !m->psm_es_type[startcode & 0xff]) {
339         startcode = get_byte(&s->pb);
340         len--;
341         if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0xcf) {
342             /* audio: skip header */
343             get_byte(&s->pb);
344             get_byte(&s->pb);
345             get_byte(&s->pb);
346             len -= 3;
347             if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
348                 /* MLP/TrueHD audio has a 4-byte header */
349                 get_byte(&s->pb);
350                 len--;
351             }
352         }
353     }
354     if(len<0)
355         goto error_redo;
356     if(dts != AV_NOPTS_VALUE && ppos){
357         int i;
358         for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
359             if(startcode == s->streams[i]->id) {
360                 av_add_index_entry(s->streams[i], *ppos, dts, 0, 0, AVINDEX_KEYFRAME /* FIXME keyframe? */);
361             }
362         }
363     }
364
365     *pstart_code = startcode;
366     *ppts = pts;
367     *pdts = dts;
368     return len;
369 }
370
371 static int mpegps_read_packet(AVFormatContext *s,
372                               AVPacket *pkt)
373 {
374     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
375     AVStream *st;
376     int len, startcode, i, type, codec_id = 0, es_type;
377     int64_t pts, dts, dummy_pos; //dummy_pos is needed for the index building to work
378
379  redo:
380     len = mpegps_read_pes_header(s, &dummy_pos, &startcode, &pts, &dts);
381     if (len < 0)
382         return len;
383
384     /* now find stream */
385     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
386         st = s->streams[i];
387         if (st->id == startcode)
388             goto found;
389     }
390
391     es_type = m->psm_es_type[startcode & 0xff];
392     if(es_type > 0){
393         if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG1){
394             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
395             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
396         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2){
397             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
398             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
399         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1 ||
400                   es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG2){
401             codec_id = CODEC_ID_MP3;
402             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
403         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AAC){
404             codec_id = CODEC_ID_AAC;
405             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
406         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4){
407             codec_id = CODEC_ID_MPEG4;
408             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
409         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_H264){
410             codec_id = CODEC_ID_H264;
411             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
412         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AC3){
413             codec_id = CODEC_ID_AC3;
414             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
415         } else {
416             goto skip;
417         }
418     } else if (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) {
419         static const unsigned char avs_seqh[4] = { 0, 0, 1, 0xb0 };
420         unsigned char buf[8];
421         get_buffer(&s->pb, buf, 8);
422         url_fseek(&s->pb, -8, SEEK_CUR);
423         if(!memcmp(buf, avs_seqh, 4) && (buf[6] != 0 || buf[7] != 1))
424             codec_id = CODEC_ID_CAVS;
425         else
426             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
427         type = CODEC_TYPE_VIDEO;
428     } else if (startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) {
429         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
430         codec_id = CODEC_ID_MP2;
431     } else if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0x87) {
432         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
433         codec_id = CODEC_ID_AC3;
434     } else if ((startcode >= 0x88 && startcode <= 0x8f)
435                ||( startcode >= 0x98 && startcode <= 0x9f)) {
436         /* 0x90 - 0x97 is reserved for SDDS in DVD specs */
437         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
438         codec_id = CODEC_ID_DTS;
439     } else if (startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) {
440         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
441         codec_id = CODEC_ID_PCM_S16BE;
442     } else if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
443         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
444         codec_id = CODEC_ID_MLP;
445     } else if (startcode >= 0xc0 && startcode <= 0xcf) {
446         /* Used for both AC-3 and E-AC-3 in EVOB files */
447         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
448         codec_id = CODEC_ID_AC3;
449     } else if (startcode >= 0x20 && startcode <= 0x3f) {
450         type = CODEC_TYPE_SUBTITLE;
451         codec_id = CODEC_ID_DVD_SUBTITLE;
452     } else if (startcode >= 0xfd55 && startcode <= 0xfd5f) {
453         type = CODEC_TYPE_VIDEO;
454         codec_id = CODEC_ID_VC1;
455     } else {
456     skip:
457         /* skip packet */
458         url_fskip(&s->pb, len);
459         goto redo;
460     }
461     /* no stream found: add a new stream */
462     st = av_new_stream(s, startcode);
463     if (!st)
464         goto skip;
465     st->codec->codec_type = type;
466     st->codec->codec_id = codec_id;
467     if (codec_id != CODEC_ID_PCM_S16BE)
468         st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
469  found:
470     if(st->discard >= AVDISCARD_ALL)
471         goto skip;
472     if (startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) {
473         int b1, freq;
474
475         /* for LPCM, we just skip the header and consider it is raw
476            audio data */
477         if (len <= 3)
478             goto skip;
479         get_byte(&s->pb); /* emphasis (1), muse(1), reserved(1), frame number(5) */
480         b1 = get_byte(&s->pb); /* quant (2), freq(2), reserved(1), channels(3) */
481         get_byte(&s->pb); /* dynamic range control (0x80 = off) */
482         len -= 3;
483         freq = (b1 >> 4) & 3;
484         st->codec->sample_rate = lpcm_freq_tab[freq];
485         st->codec->channels = 1 + (b1 & 7);
486         st->codec->bit_rate = st->codec->channels * st->codec->sample_rate * 2;
487     }
488     av_new_packet(pkt, len);
489     get_buffer(&s->pb, pkt->data, pkt->size);
490     pkt->pts = pts;
491     pkt->dts = dts;
492     pkt->stream_index = st->index;
493 #if 0
494     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "%d: pts=%0.3f dts=%0.3f size=%d\n",
495            pkt->stream_index, pkt->pts / 90000.0, pkt->dts / 90000.0, pkt->size);
496 #endif
497
498     return 0;
499 }
500
501 static int mpegps_read_close(AVFormatContext *s)
502 {
503     return 0;
504 }
505
506 static int64_t mpegps_read_dts(AVFormatContext *s, int stream_index,
507                                int64_t *ppos, int64_t pos_limit)
508 {
509     int len, startcode;
510     int64_t pos, pts, dts;
511
512     pos = *ppos;
513 #ifdef DEBUG_SEEK
514     printf("read_dts: pos=0x%"PRIx64" next=%d -> ", pos, find_next);
515 #endif
516     url_fseek(&s->pb, pos, SEEK_SET);
517     for(;;) {
518         len = mpegps_read_pes_header(s, &pos, &startcode, &pts, &dts);
519         if (len < 0) {
520 #ifdef DEBUG_SEEK
521             printf("none (ret=%d)\n", len);
522 #endif
523             return AV_NOPTS_VALUE;
524         }
525         if (startcode == s->streams[stream_index]->id &&
526             dts != AV_NOPTS_VALUE) {
527             break;
528         }
529         url_fskip(&s->pb, len);
530     }
531 #ifdef DEBUG_SEEK
532     printf("pos=0x%"PRIx64" dts=0x%"PRIx64" %0.3f\n", pos, dts, dts / 90000.0);
533 #endif
534     *ppos = pos;
535     return dts;
536 }
537
538 AVInputFormat mpegps_demuxer = {
539     "mpeg",
540     "MPEG PS format",
541     sizeof(MpegDemuxContext),
542     mpegps_probe,
543     mpegps_read_header,
544     mpegps_read_packet,
545     mpegps_read_close,
546     NULL, //mpegps_read_seek,
547     mpegps_read_dts,
548     .flags = AVFMT_SHOW_IDS,
549 };