use one shift less in get_pts()
[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 check_pes(uint8_t *p, uint8_t *end){
36     int pes1;
37     int pes2=      (p[3] & 0xC0) == 0x80
38                 && (p[4] & 0xC0) != 0x40
39                 &&((p[4] & 0xC0) == 0x00 || (p[4]&0xC0)>>2 == (p[6]&0xF0));
40
41     for(p+=3; p<end && *p == 0xFF; p++);
42     if((*p&0xC0) == 0x40) p+=2;
43     if((*p&0xF0) == 0x20){
44         pes1= p[0]&p[2]&p[4]&1;
45         p+=5;
46     }else if((*p&0xF0) == 0x30){
47         pes1= p[0]&p[2]&p[4]&p[5]&p[7]&p[9]&1;
48         p+=10;
49     }else
50         pes1 = *p == 0x0F;
51
52     return pes1||pes2;
53 }
54
55 static int mpegps_probe(AVProbeData *p)
56 {
57     uint32_t code= -1;
58     int sys=0, pspack=0, priv1=0, vid=0, audio=0, invalid=0;
59     int i;
60     int score=0;
61
62     for(i=0; i<p->buf_size; i++){
63         code = (code<<8) + p->buf[i];
64         if ((code & 0xffffff00) == 0x100) {
65             int pes= check_pes(p->buf+i, p->buf+p->buf_size);
66
67             if(code == SYSTEM_HEADER_START_CODE) sys++;
68             else if(code == PRIVATE_STREAM_1)    priv1++;
69             else if(code == PACK_START_CODE)     pspack++;
70             else if((code & 0xf0) == VIDEO_ID && pes) vid++;
71             else if((code & 0xe0) == AUDIO_ID && pes) audio++;
72
73             else if((code & 0xf0) == VIDEO_ID && !pes) invalid++;
74             else if((code & 0xe0) == AUDIO_ID && !pes) invalid++;
75         }
76     }
77
78     if(vid+audio > invalid)     /* invalid VDR files nd short PES streams */
79         score= AVPROBE_SCORE_MAX/4;
80
81 //av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d %d %d %d %d len:%d\n", sys, priv1, pspack,vid, audio, p->buf_size);
82     if(sys>invalid && sys*9 <= pspack*10)
83         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2; // +1 for .mpg
84     if(priv1 + vid + audio > invalid && (priv1+vid+audio)*9 <= pspack*10)
85         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2; // +1 for .mpg
86     if((!!vid ^ !!audio) && (audio+vid > 1) && !sys && !pspack && p->buf_size>2048) /* PES stream */
87         return AVPROBE_SCORE_MAX/2+2;
88
89     //02-Penguin.flac has sys:0 priv1:0 pspack:0 vid:0 audio:1
90     return score;
91 }
92
93
94 typedef struct MpegDemuxContext {
95     int32_t header_state;
96     unsigned char psm_es_type[256];
97     int sofdec;
98 } MpegDemuxContext;
99
100 static int mpegps_read_header(AVFormatContext *s,
101                               AVFormatParameters *ap)
102 {
103     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
104     const char *sofdec = "Sofdec";
105     int v, i = 0;
106
107     m->header_state = 0xff;
108     s->ctx_flags |= AVFMTCTX_NOHEADER;
109
110     m->sofdec = -1;
111     do {
112         v = get_byte(s->pb);
113         m->header_state = m->header_state << 8 | v;
114         m->sofdec++;
115     } while (v == sofdec[i] && i++ < 6);
116
117     /* no need to do more */
118     return 0;
119 }
120
121 static int64_t get_pts(ByteIOContext *pb, int c)
122 {
123     int64_t pts;
124     int val;
125
126     if (c < 0)
127         c = get_byte(pb);
128     pts = (int64_t)(c & 0x0e) << 29;
129     val = get_be16(pb);
130     pts |= (int64_t)(val >> 1) << 15;
131     val = get_be16(pb);
132     pts |= (int64_t)(val >> 1);
133     return pts;
134 }
135
136 static int find_next_start_code(ByteIOContext *pb, int *size_ptr,
137                                 int32_t *header_state)
138 {
139     unsigned int state, v;
140     int val, n;
141
142     state = *header_state;
143     n = *size_ptr;
144     while (n > 0) {
145         if (url_feof(pb))
146             break;
147         v = get_byte(pb);
148         n--;
149         if (state == 0x000001) {
150             state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
151             val = state;
152             goto found;
153         }
154         state = ((state << 8) | v) & 0xffffff;
155     }
156     val = -1;
157  found:
158     *header_state = state;
159     *size_ptr = n;
160     return val;
161 }
162
163 #if 0 /* unused, remove? */
164 /* XXX: optimize */
165 static int find_prev_start_code(ByteIOContext *pb, int *size_ptr)
166 {
167     int64_t pos, pos_start;
168     int max_size, start_code;
169
170     max_size = *size_ptr;
171     pos_start = url_ftell(pb);
172
173     /* in order to go faster, we fill the buffer */
174     pos = pos_start - 16386;
175     if (pos < 0)
176         pos = 0;
177     url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
178     get_byte(pb);
179
180     pos = pos_start;
181     for(;;) {
182         pos--;
183         if (pos < 0 || (pos_start - pos) >= max_size) {
184             start_code = -1;
185             goto the_end;
186         }
187         url_fseek(pb, pos, SEEK_SET);
188         start_code = get_be32(pb);
189         if ((start_code & 0xffffff00) == 0x100)
190             break;
191     }
192  the_end:
193     *size_ptr = pos_start - pos;
194     return start_code;
195 }
196 #endif
197
198 /**
199  * Extracts stream types from a program stream map
200  * According to ISO/IEC 13818-1 ('MPEG-2 Systems') table 2-35
201  *
202  * @return number of bytes occupied by PSM in the bitstream
203  */
204 static long mpegps_psm_parse(MpegDemuxContext *m, ByteIOContext *pb)
205 {
206     int psm_length, ps_info_length, es_map_length;
207
208     psm_length = get_be16(pb);
209     get_byte(pb);
210     get_byte(pb);
211     ps_info_length = get_be16(pb);
212
213     /* skip program_stream_info */
214     url_fskip(pb, ps_info_length);
215     es_map_length = get_be16(pb);
216
217     /* at least one es available? */
218     while (es_map_length >= 4){
219         unsigned char type = get_byte(pb);
220         unsigned char es_id = get_byte(pb);
221         uint16_t es_info_length = get_be16(pb);
222         /* remember mapping from stream id to stream type */
223         m->psm_es_type[es_id] = type;
224         /* skip program_stream_info */
225         url_fskip(pb, es_info_length);
226         es_map_length -= 4 + es_info_length;
227     }
228     get_be32(pb); /* crc32 */
229     return 2 + psm_length;
230 }
231
232 /* read the next PES header. Return its position in ppos
233    (if not NULL), and its start code, pts and dts.
234  */
235 static int mpegps_read_pes_header(AVFormatContext *s,
236                                   int64_t *ppos, int *pstart_code,
237                                   int64_t *ppts, int64_t *pdts)
238 {
239     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
240     int len, size, startcode, c, flags, header_len;
241     int pes_ext, ext2_len, id_ext, skip;
242     int64_t pts, dts;
243     int64_t last_sync= url_ftell(s->pb);
244
245  error_redo:
246         url_fseek(s->pb, last_sync, SEEK_SET);
247  redo:
248         /* next start code (should be immediately after) */
249         m->header_state = 0xff;
250         size = MAX_SYNC_SIZE;
251         startcode = find_next_start_code(s->pb, &size, &m->header_state);
252         last_sync = url_ftell(s->pb);
253     //printf("startcode=%x pos=0x%"PRIx64"\n", startcode, url_ftell(s->pb));
254     if (startcode < 0)
255         return AVERROR(EIO);
256     if (startcode == PACK_START_CODE)
257         goto redo;
258     if (startcode == SYSTEM_HEADER_START_CODE)
259         goto redo;
260     if (startcode == PADDING_STREAM) {
261         url_fskip(s->pb, get_be16(s->pb));
262         goto redo;
263     }
264     if (startcode == PRIVATE_STREAM_2) {
265         len = get_be16(s->pb);
266         if (!m->sofdec) {
267             while (len-- >= 6) {
268                 if (get_byte(s->pb) == 'S') {
269                     uint8_t buf[5];
270                     get_buffer(s->pb, buf, sizeof(buf));
271                     m->sofdec = !memcmp(buf, "ofdec", 5);
272                     len -= sizeof(buf);
273                     break;
274                 }
275             }
276             m->sofdec -= !m->sofdec;
277         }
278         url_fskip(s->pb, len);
279         goto redo;
280     }
281     if (startcode == PROGRAM_STREAM_MAP) {
282         mpegps_psm_parse(m, s->pb);
283         goto redo;
284     }
285
286     /* find matching stream */
287     if (!((startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) ||
288           (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) ||
289           (startcode == 0x1bd) || (startcode == 0x1fd)))
290         goto redo;
291     if (ppos) {
292         *ppos = url_ftell(s->pb) - 4;
293     }
294     len = get_be16(s->pb);
295     pts =
296     dts = AV_NOPTS_VALUE;
297     /* stuffing */
298     for(;;) {
299         if (len < 1)
300             goto error_redo;
301         c = get_byte(s->pb);
302         len--;
303         /* XXX: for mpeg1, should test only bit 7 */
304         if (c != 0xff)
305             break;
306     }
307     if ((c & 0xc0) == 0x40) {
308         /* buffer scale & size */
309         get_byte(s->pb);
310         c = get_byte(s->pb);
311         len -= 2;
312     }
313     if ((c & 0xe0) == 0x20) {
314         dts = pts = get_pts(s->pb, c);
315         len -= 4;
316         if (c & 0x10){
317             dts = get_pts(s->pb, -1);
318             len -= 5;
319         }
320     } else if ((c & 0xc0) == 0x80) {
321         /* mpeg 2 PES */
322 #if 0 /* some streams have this field set for no apparent reason */
323         if ((c & 0x30) != 0) {
324             /* Encrypted multiplex not handled */
325             goto redo;
326         }
327 #endif
328         flags = get_byte(s->pb);
329         header_len = get_byte(s->pb);
330         len -= 2;
331         if (header_len > len)
332             goto error_redo;
333         len -= header_len;
334         if (flags & 0x80) {
335             dts = pts = get_pts(s->pb, -1);
336             header_len -= 5;
337             if (flags & 0x40) {
338                 dts = get_pts(s->pb, -1);
339                 header_len -= 5;
340             }
341         }
342         if (flags & 0x01) { /* PES extension */
343             pes_ext = get_byte(s->pb);
344             header_len--;
345             if (pes_ext & 0x40) { /* pack header - should be zero in PS */
346                 goto error_redo;
347             }
348             /* Skip PES private data, program packet sequence counter and P-STD buffer */
349             skip = (pes_ext >> 4) & 0xb;
350             skip += skip & 0x9;
351             url_fskip(s->pb, skip);
352             header_len -= skip;
353
354             if (pes_ext & 0x01) { /* PES extension 2 */
355                 ext2_len = get_byte(s->pb);
356                 header_len--;
357                 if ((ext2_len & 0x7f) > 0) {
358                     id_ext = get_byte(s->pb);
359                     if ((id_ext & 0x80) == 0)
360                         startcode = ((startcode & 0xff) << 8) | id_ext;
361                     header_len--;
362                 }
363             }
364         }
365         if(header_len < 0)
366             goto error_redo;
367         url_fskip(s->pb, header_len);
368     }
369     else if( c!= 0xf )
370         goto redo;
371
372     if (startcode == PRIVATE_STREAM_1 && !m->psm_es_type[startcode & 0xff]) {
373         startcode = get_byte(s->pb);
374         len--;
375         if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0xcf) {
376             /* audio: skip header */
377             get_byte(s->pb);
378             get_byte(s->pb);
379             get_byte(s->pb);
380             len -= 3;
381             if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
382                 /* MLP/TrueHD audio has a 4-byte header */
383                 get_byte(s->pb);
384                 len--;
385             }
386         }
387     }
388     if(len<0)
389         goto error_redo;
390     if(dts != AV_NOPTS_VALUE && ppos){
391         int i;
392         for(i=0; i<s->nb_streams; i++){
393             if(startcode == s->streams[i]->id) {
394                 av_add_index_entry(s->streams[i], *ppos, dts, 0, 0, AVINDEX_KEYFRAME /* FIXME keyframe? */);
395             }
396         }
397     }
398
399     *pstart_code = startcode;
400     *ppts = pts;
401     *pdts = dts;
402     return len;
403 }
404
405 static int mpegps_read_packet(AVFormatContext *s,
406                               AVPacket *pkt)
407 {
408     MpegDemuxContext *m = s->priv_data;
409     AVStream *st;
410     int len, startcode, i, type, codec_id = 0, es_type;
411     int64_t pts, dts, dummy_pos; //dummy_pos is needed for the index building to work
412
413  redo:
414     len = mpegps_read_pes_header(s, &dummy_pos, &startcode, &pts, &dts);
415     if (len < 0)
416         return len;
417
418     /* now find stream */
419     for(i=0;i<s->nb_streams;i++) {
420         st = s->streams[i];
421         if (st->id == startcode)
422             goto found;
423     }
424
425     es_type = m->psm_es_type[startcode & 0xff];
426     if(es_type > 0){
427         if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG1){
428             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
429             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
430         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG2){
431             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
432             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
433         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG1 ||
434                   es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_MPEG2){
435             codec_id = CODEC_ID_MP3;
436             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
437         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AAC){
438             codec_id = CODEC_ID_AAC;
439             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
440         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_MPEG4){
441             codec_id = CODEC_ID_MPEG4;
442             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
443         } else if(es_type == STREAM_TYPE_VIDEO_H264){
444             codec_id = CODEC_ID_H264;
445             type = CODEC_TYPE_VIDEO;
446         } else if(es_type == STREAM_TYPE_AUDIO_AC3){
447             codec_id = CODEC_ID_AC3;
448             type = CODEC_TYPE_AUDIO;
449         } else {
450             goto skip;
451         }
452     } else if (startcode >= 0x1e0 && startcode <= 0x1ef) {
453         static const unsigned char avs_seqh[4] = { 0, 0, 1, 0xb0 };
454         unsigned char buf[8];
455         get_buffer(s->pb, buf, 8);
456         url_fseek(s->pb, -8, SEEK_CUR);
457         if(!memcmp(buf, avs_seqh, 4) && (buf[6] != 0 || buf[7] != 1))
458             codec_id = CODEC_ID_CAVS;
459         else
460             codec_id = CODEC_ID_MPEG2VIDEO;
461         type = CODEC_TYPE_VIDEO;
462     } else if (startcode >= 0x1c0 && startcode <= 0x1df) {
463         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
464         codec_id = m->sofdec > 0 ? CODEC_ID_ADPCM_ADX : CODEC_ID_MP2;
465     } else if (startcode >= 0x80 && startcode <= 0x87) {
466         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
467         codec_id = CODEC_ID_AC3;
468     } else if ((startcode >= 0x88 && startcode <= 0x8f)
469                ||( startcode >= 0x98 && startcode <= 0x9f)) {
470         /* 0x90 - 0x97 is reserved for SDDS in DVD specs */
471         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
472         codec_id = CODEC_ID_DTS;
473     } else if (startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) {
474         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
475         codec_id = CODEC_ID_PCM_S16BE;
476     } else if (startcode >= 0xb0 && startcode <= 0xbf) {
477         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
478         codec_id = CODEC_ID_MLP;
479     } else if (startcode >= 0xc0 && startcode <= 0xcf) {
480         /* Used for both AC-3 and E-AC-3 in EVOB files */
481         type = CODEC_TYPE_AUDIO;
482         codec_id = CODEC_ID_AC3;
483     } else if (startcode >= 0x20 && startcode <= 0x3f) {
484         type = CODEC_TYPE_SUBTITLE;
485         codec_id = CODEC_ID_DVD_SUBTITLE;
486     } else if (startcode >= 0xfd55 && startcode <= 0xfd5f) {
487         type = CODEC_TYPE_VIDEO;
488         codec_id = CODEC_ID_VC1;
489     } else {
490     skip:
491         /* skip packet */
492         url_fskip(s->pb, len);
493         goto redo;
494     }
495     /* no stream found: add a new stream */
496     st = av_new_stream(s, startcode);
497     if (!st)
498         goto skip;
499     st->codec->codec_type = type;
500     st->codec->codec_id = codec_id;
501     if (codec_id != CODEC_ID_PCM_S16BE)
502         st->need_parsing = AVSTREAM_PARSE_FULL;
503  found:
504     if(st->discard >= AVDISCARD_ALL)
505         goto skip;
506     if (startcode >= 0xa0 && startcode <= 0xaf) {
507         int b1, freq;
508
509         /* for LPCM, we just skip the header and consider it is raw
510            audio data */
511         if (len <= 3)
512             goto skip;
513         get_byte(s->pb); /* emphasis (1), muse(1), reserved(1), frame number(5) */
514         b1 = get_byte(s->pb); /* quant (2), freq(2), reserved(1), channels(3) */
515         get_byte(s->pb); /* dynamic range control (0x80 = off) */
516         len -= 3;
517         freq = (b1 >> 4) & 3;
518         st->codec->sample_rate = lpcm_freq_tab[freq];
519         st->codec->channels = 1 + (b1 & 7);
520         st->codec->bit_rate = st->codec->channels * st->codec->sample_rate * 2;
521     }
522     av_new_packet(pkt, len);
523     get_buffer(s->pb, pkt->data, pkt->size);
524     pkt->pts = pts;
525     pkt->dts = dts;
526     pkt->stream_index = st->index;
527 #if 0
528     av_log(s, AV_LOG_DEBUG, "%d: pts=%0.3f dts=%0.3f size=%d\n",
529            pkt->stream_index, pkt->pts / 90000.0, pkt->dts / 90000.0, pkt->size);
530 #endif
531
532     return 0;
533 }
534
535 static int mpegps_read_close(AVFormatContext *s)
536 {
537     return 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 #ifdef DEBUG_SEEK
548     printf("read_dts: pos=0x%"PRIx64" next=%d -> ", pos, find_next);
549 #endif
550     url_fseek(s->pb, pos, SEEK_SET);
551     for(;;) {
552         len = mpegps_read_pes_header(s, &pos, &startcode, &pts, &dts);
553         if (len < 0) {
554 #ifdef DEBUG_SEEK
555             printf("none (ret=%d)\n", len);
556 #endif
557             return AV_NOPTS_VALUE;
558         }
559         if (startcode == s->streams[stream_index]->id &&
560             dts != AV_NOPTS_VALUE) {
561             break;
562         }
563         url_fskip(s->pb, len);
564     }
565 #ifdef DEBUG_SEEK
566     printf("pos=0x%"PRIx64" dts=0x%"PRIx64" %0.3f\n", pos, dts, dts / 90000.0);
567 #endif
568     *ppos = pos;
569     return dts;
570 }
571
572 AVInputFormat mpegps_demuxer = {
573     "mpeg",
574     "MPEG PS format",
575     sizeof(MpegDemuxContext),
576     mpegps_probe,
577     mpegps_read_header,
578     mpegps_read_packet,
579     mpegps_read_close,
580     NULL, //mpegps_read_seek,
581     mpegps_read_dts,
582     .flags = AVFMT_SHOW_IDS,
583 };