f24813b8ea04c2eea29f55471642a8df45d20215
[ffmpeg.git] / libavformat / nutenc.c
1 /*
2  * nut muxer
3  * Copyright (c) 2004-2007 Michael Niedermayer
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/intreadwrite.h"
23 #include "libavutil/mathematics.h"
24 #include "libavutil/tree.h"
25 #include "libavutil/dict.h"
26 #include "libavutil/avassert.h"
27 #include "libavcodec/mpegaudiodata.h"
28 #include "nut.h"
29 #include "internal.h"
30 #include "avio_internal.h"
31 #include "riff.h"
32
33 static int find_expected_header(AVCodecContext *c, int size, int key_frame,
34                                 uint8_t out[64])
35 {
36     int sample_rate = c->sample_rate;
37
38     if (size > 4096)
39         return 0;
40
41     AV_WB24(out, 1);
42
43     if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG4) {
44         if (key_frame) {
45             return 3;
46         } else {
47             out[3] = 0xB6;
48             return 4;
49         }
50     } else if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO ||
51                c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
52         return 3;
53     } else if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
54         return 3;
55     } else if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MP3 ||
56                c->codec_id == AV_CODEC_ID_MP2) {
57         int lsf, mpeg25, sample_rate_index, bitrate_index, frame_size;
58         int layer           = c->codec_id == AV_CODEC_ID_MP3 ? 3 : 2;
59         unsigned int header = 0xFFF00000;
60
61         lsf           = sample_rate < (24000 + 32000) / 2;
62         mpeg25        = sample_rate < (12000 + 16000) / 2;
63         sample_rate <<= lsf + mpeg25;
64         if      (sample_rate < (32000 + 44100) / 2) sample_rate_index = 2;
65         else if (sample_rate < (44100 + 48000) / 2) sample_rate_index = 0;
66         else                                        sample_rate_index = 1;
67
68         sample_rate = avpriv_mpa_freq_tab[sample_rate_index] >> (lsf + mpeg25);
69
70         for (bitrate_index = 2; bitrate_index < 30; bitrate_index++) {
71             frame_size =
72                 avpriv_mpa_bitrate_tab[lsf][layer - 1][bitrate_index >> 1];
73             frame_size = (frame_size * 144000) / (sample_rate << lsf) +
74                 (bitrate_index & 1);
75
76             if (frame_size == size)
77                 break;
78         }
79
80         header |= (!lsf) << 19;
81         header |= (4 - layer) << 17;
82         header |= 1 << 16; //no crc
83         AV_WB32(out, header);
84         if (size <= 0)
85             return 2;  //we guess there is no crc, if there is one the user clearly does not care about overhead
86         if (bitrate_index == 30)
87             return -1;  //something is wrong ...
88
89         header |= (bitrate_index >> 1) << 12;
90         header |= sample_rate_index << 10;
91         header |= (bitrate_index & 1) << 9;
92
93         return 2; //FIXME actually put the needed ones in build_elision_headers()
94         //return 3; //we guess that the private bit is not set
95 //FIXME the above assumptions should be checked, if these turn out false too often something should be done
96     }
97     return 0;
98 }
99
100 static int find_header_idx(AVFormatContext *s, AVCodecContext *c, int size, int frame_type)
101 {
102     NUTContext *nut = s->priv_data;
103     uint8_t out[64];
104     int i;
105     int len = find_expected_header(c, size, frame_type, out);
106
107     for (i = 1; i < nut->header_count; i++) {
108         if (len == nut->header_len[i] && !memcmp(out, nut->header[i], len)) {
109             return i;
110         }
111     }
112
113     return 0;
114 }
115
116 static void build_elision_headers(AVFormatContext *s)
117 {
118     NUTContext *nut = s->priv_data;
119     int i;
120     //FIXME this is lame
121     //FIXME write a 2pass mode to find the maximal headers
122     static const uint8_t headers[][5] = {
123         { 3, 0x00, 0x00, 0x01 },
124         { 4, 0x00, 0x00, 0x01, 0xB6},
125         { 2, 0xFF, 0xFA }, //mp3+crc
126         { 2, 0xFF, 0xFB }, //mp3
127         { 2, 0xFF, 0xFC }, //mp2+crc
128         { 2, 0xFF, 0xFD }, //mp2
129     };
130
131     nut->header_count = 7;
132     for (i = 1; i < nut->header_count; i++) {
133         nut->header_len[i] = headers[i - 1][0];
134         nut->header[i]     = &headers[i - 1][1];
135     }
136 }
137
138 static void build_frame_code(AVFormatContext *s)
139 {
140     NUTContext *nut = s->priv_data;
141     int key_frame, index, pred, stream_id;
142     int start = 1;
143     int end   = 254;
144     int keyframe_0_esc = s->nb_streams > 2;
145     int pred_table[10];
146     FrameCode *ft;
147
148     ft            = &nut->frame_code[start];
149     ft->flags     = FLAG_CODED;
150     ft->size_mul  = 1;
151     ft->pts_delta = 1;
152     start++;
153
154     if (keyframe_0_esc) {
155         /* keyframe = 0 escape */
156         FrameCode *ft = &nut->frame_code[start];
157         ft->flags    = FLAG_STREAM_ID | FLAG_SIZE_MSB | FLAG_CODED_PTS;
158         ft->size_mul = 1;
159         start++;
160     }
161
162     for (stream_id = 0; stream_id < s->nb_streams; stream_id++) {
163         int start2 = start + (end - start) * stream_id       / s->nb_streams;
164         int end2   = start + (end - start) * (stream_id + 1) / s->nb_streams;
165         AVCodecContext *codec = s->streams[stream_id]->codec;
166         int is_audio          = codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
167         int intra_only        = /*codec->intra_only || */ is_audio;
168         int pred_count;
169         int frame_size = 0;
170
171         if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
172             frame_size = av_get_audio_frame_duration(codec, 0);
173             if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_VORBIS && !frame_size)
174                 frame_size = 64;
175         } else {
176             AVRational f = av_div_q(codec->time_base, *nut->stream[stream_id].time_base);
177             if (f.den == 1 && f.num>0)
178                 frame_size = f.num;
179         }
180         if (!frame_size)
181             frame_size = 1;
182
183         for (key_frame = 0; key_frame < 2; key_frame++) {
184             if (!intra_only || !keyframe_0_esc || key_frame != 0) {
185                 FrameCode *ft = &nut->frame_code[start2];
186                 ft->flags     = FLAG_KEY * key_frame;
187                 ft->flags    |= FLAG_SIZE_MSB | FLAG_CODED_PTS;
188                 ft->stream_id = stream_id;
189                 ft->size_mul  = 1;
190                 if (is_audio)
191                     ft->header_idx = find_header_idx(s, codec, -1, key_frame);
192                 start2++;
193             }
194         }
195
196         key_frame = intra_only;
197 #if 1
198         if (is_audio) {
199             int frame_bytes = codec->frame_size * (int64_t)codec->bit_rate /
200                               (8 * codec->sample_rate);
201             int pts;
202             for (pts = 0; pts < 2; pts++) {
203                 for (pred = 0; pred < 2; pred++) {
204                     FrameCode *ft  = &nut->frame_code[start2];
205                     ft->flags      = FLAG_KEY * key_frame;
206                     ft->stream_id  = stream_id;
207                     ft->size_mul   = frame_bytes + 2;
208                     ft->size_lsb   = frame_bytes + pred;
209                     ft->pts_delta  = pts * frame_size;
210                     ft->header_idx = find_header_idx(s, codec, frame_bytes + pred, key_frame);
211                     start2++;
212                 }
213             }
214         } else {
215             FrameCode *ft = &nut->frame_code[start2];
216             ft->flags     = FLAG_KEY | FLAG_SIZE_MSB;
217             ft->stream_id = stream_id;
218             ft->size_mul  = 1;
219             ft->pts_delta = frame_size;
220             start2++;
221         }
222 #endif
223
224         if (codec->has_b_frames) {
225             pred_count    = 5;
226             pred_table[0] = -2;
227             pred_table[1] = -1;
228             pred_table[2] = 1;
229             pred_table[3] = 3;
230             pred_table[4] = 4;
231         } else if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_VORBIS) {
232             pred_count    = 3;
233             pred_table[0] = 2;
234             pred_table[1] = 9;
235             pred_table[2] = 16;
236         } else {
237             pred_count    = 1;
238             pred_table[0] = 1;
239         }
240
241         for (pred = 0; pred < pred_count; pred++) {
242             int start3 = start2 + (end2 - start2) * pred / pred_count;
243             int end3   = start2 + (end2 - start2) * (pred + 1) / pred_count;
244
245             pred_table[pred] *= frame_size;
246
247             for (index = start3; index < end3; index++) {
248                 FrameCode *ft = &nut->frame_code[index];
249                 ft->flags     = FLAG_KEY * key_frame;
250                 ft->flags    |= FLAG_SIZE_MSB;
251                 ft->stream_id = stream_id;
252 //FIXME use single byte size and pred from last
253                 ft->size_mul  = end3 - start3;
254                 ft->size_lsb  = index - start3;
255                 ft->pts_delta = pred_table[pred];
256                 if (is_audio)
257                     ft->header_idx = find_header_idx(s, codec, -1, key_frame);
258             }
259         }
260     }
261     memmove(&nut->frame_code['N' + 1], &nut->frame_code['N'], sizeof(FrameCode) * (255 - 'N'));
262     nut->frame_code[0].flags       =
263         nut->frame_code[255].flags =
264         nut->frame_code['N'].flags = FLAG_INVALID;
265 }
266
267 static void put_tt(NUTContext *nut, AVRational *time_base, AVIOContext *bc, uint64_t val)
268 {
269     val *= nut->time_base_count;
270     val += time_base - nut->time_base;
271     ff_put_v(bc, val);
272 }
273 /**
274  * Store a string as vb.
275  */
276 static void put_str(AVIOContext *bc, const char *string)
277 {
278     int len = strlen(string);
279
280     ff_put_v(bc, len);
281     avio_write(bc, string, len);
282 }
283
284 static void put_s(AVIOContext *bc, int64_t val)
285 {
286     ff_put_v(bc, 2 * FFABS(val) - (val > 0));
287 }
288
289 #ifdef TRACE
290 static inline void ff_put_v_trace(AVIOContext *bc, uint64_t v, const char *file,
291                                   const char *func, int line)
292 {
293     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "ff_put_v %5"PRId64" / %"PRIX64" in %s %s:%d\n", v, v, file, func, line);
294
295     ff_put_v(bc, v);
296 }
297
298 static inline void put_s_trace(AVIOContext *bc, int64_t v, const char *file, const char *func, int line)
299 {
300     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "put_s %5"PRId64" / %"PRIX64" in %s %s:%d\n", v, v, file, func, line);
301
302     put_s(bc, v);
303 }
304 #define ff_put_v(bc, v)  ff_put_v_trace(bc, v, __FILE__, __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__)
305 #define put_s(bc, v)  put_s_trace(bc, v, __FILE__, __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__)
306 #endif
307
308 //FIXME remove calculate_checksum
309 static void put_packet(NUTContext *nut, AVIOContext *bc, AVIOContext *dyn_bc,
310                        int calculate_checksum, uint64_t startcode)
311 {
312     uint8_t *dyn_buf = NULL;
313     int dyn_size     = avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &dyn_buf);
314     int forw_ptr     = dyn_size + 4 * calculate_checksum;
315
316     if (forw_ptr > 4096)
317         ffio_init_checksum(bc, ff_crc04C11DB7_update, 0);
318     avio_wb64(bc, startcode);
319     ff_put_v(bc, forw_ptr);
320     if (forw_ptr > 4096)
321         avio_wl32(bc, ffio_get_checksum(bc));
322
323     if (calculate_checksum)
324         ffio_init_checksum(bc, ff_crc04C11DB7_update, 0);
325     avio_write(bc, dyn_buf, dyn_size);
326     if (calculate_checksum)
327         avio_wl32(bc, ffio_get_checksum(bc));
328
329     av_free(dyn_buf);
330 }
331
332 static void write_mainheader(NUTContext *nut, AVIOContext *bc)
333 {
334     int i, j, tmp_pts, tmp_flags, tmp_stream, tmp_mul, tmp_size, tmp_fields,
335         tmp_head_idx;
336     int64_t tmp_match;
337
338     ff_put_v(bc, NUT_VERSION);
339     ff_put_v(bc, nut->avf->nb_streams);
340     ff_put_v(bc, nut->max_distance);
341     ff_put_v(bc, nut->time_base_count);
342
343     for (i = 0; i < nut->time_base_count; i++) {
344         ff_put_v(bc, nut->time_base[i].num);
345         ff_put_v(bc, nut->time_base[i].den);
346     }
347
348     tmp_pts      = 0;
349     tmp_mul      = 1;
350     tmp_stream   = 0;
351     tmp_match    = 1 - (1LL << 62);
352     tmp_head_idx = 0;
353     for (i = 0; i < 256; ) {
354         tmp_fields = 0;
355         tmp_size   = 0;
356 //        tmp_res=0;
357         if (tmp_pts      != nut->frame_code[i].pts_delta ) tmp_fields = 1;
358         if (tmp_mul      != nut->frame_code[i].size_mul  ) tmp_fields = 2;
359         if (tmp_stream   != nut->frame_code[i].stream_id ) tmp_fields = 3;
360         if (tmp_size     != nut->frame_code[i].size_lsb  ) tmp_fields = 4;
361 //        if (tmp_res    != nut->frame_code[i].res            ) tmp_fields=5;
362         if (tmp_head_idx != nut->frame_code[i].header_idx) tmp_fields = 8;
363
364         tmp_pts    = nut->frame_code[i].pts_delta;
365         tmp_flags  = nut->frame_code[i].flags;
366         tmp_stream = nut->frame_code[i].stream_id;
367         tmp_mul    = nut->frame_code[i].size_mul;
368         tmp_size   = nut->frame_code[i].size_lsb;
369 //        tmp_res   = nut->frame_code[i].res;
370         tmp_head_idx = nut->frame_code[i].header_idx;
371
372         for (j = 0; i < 256; j++, i++) {
373             if (i == 'N') {
374                 j--;
375                 continue;
376             }
377             if (nut->frame_code[i].pts_delta  != tmp_pts      ||
378                 nut->frame_code[i].flags      != tmp_flags    ||
379                 nut->frame_code[i].stream_id  != tmp_stream   ||
380                 nut->frame_code[i].size_mul   != tmp_mul      ||
381                 nut->frame_code[i].size_lsb   != tmp_size + j ||
382 //              nut->frame_code[i].res        != tmp_res      ||
383                 nut->frame_code[i].header_idx != tmp_head_idx)
384                 break;
385         }
386         if (j != tmp_mul - tmp_size)
387             tmp_fields = 6;
388
389         ff_put_v(bc, tmp_flags);
390         ff_put_v(bc, tmp_fields);
391         if (tmp_fields > 0) put_s(bc, tmp_pts);
392         if (tmp_fields > 1) ff_put_v(bc, tmp_mul);
393         if (tmp_fields > 2) ff_put_v(bc, tmp_stream);
394         if (tmp_fields > 3) ff_put_v(bc, tmp_size);
395         if (tmp_fields > 4) ff_put_v(bc, 0 /*tmp_res*/);
396         if (tmp_fields > 5) ff_put_v(bc, j);
397         if (tmp_fields > 6) ff_put_v(bc, tmp_match);
398         if (tmp_fields > 7) ff_put_v(bc, tmp_head_idx);
399     }
400     ff_put_v(bc, nut->header_count - 1);
401     for (i = 1; i < nut->header_count; i++) {
402         ff_put_v(bc, nut->header_len[i]);
403         avio_write(bc, nut->header[i], nut->header_len[i]);
404     }
405 }
406
407 static int write_streamheader(AVFormatContext *avctx, AVIOContext *bc,
408                               AVStream *st, int i)
409 {
410     NUTContext *nut       = avctx->priv_data;
411     AVCodecContext *codec = st->codec;
412
413     ff_put_v(bc, i);
414     switch (codec->codec_type) {
415     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:    ff_put_v(bc, 0); break;
416     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:    ff_put_v(bc, 1); break;
417     case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE: ff_put_v(bc, 2); break;
418     default:                    ff_put_v(bc, 3); break;
419     }
420     ff_put_v(bc, 4);
421     if (codec->codec_tag) {
422         avio_wl32(bc, codec->codec_tag);
423     } else {
424         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No codec tag defined for stream %d\n", i);
425         return AVERROR(EINVAL);
426     }
427
428     ff_put_v(bc, nut->stream[i].time_base - nut->time_base);
429     ff_put_v(bc, nut->stream[i].msb_pts_shift);
430     ff_put_v(bc, nut->stream[i].max_pts_distance);
431     ff_put_v(bc, codec->has_b_frames);
432     avio_w8(bc, 0); /* flags: 0x1 - fixed_fps, 0x2 - index_present */
433
434     ff_put_v(bc, codec->extradata_size);
435     avio_write(bc, codec->extradata, codec->extradata_size);
436
437     switch (codec->codec_type) {
438     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
439         ff_put_v(bc, codec->sample_rate);
440         ff_put_v(bc, 1);
441         ff_put_v(bc, codec->channels);
442         break;
443     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
444         ff_put_v(bc, codec->width);
445         ff_put_v(bc, codec->height);
446
447         if (st->sample_aspect_ratio.num <= 0 ||
448             st->sample_aspect_ratio.den <= 0) {
449             ff_put_v(bc, 0);
450             ff_put_v(bc, 0);
451         } else {
452             ff_put_v(bc, st->sample_aspect_ratio.num);
453             ff_put_v(bc, st->sample_aspect_ratio.den);
454         }
455         ff_put_v(bc, 0); /* csp type -- unknown */
456         break;
457     default:
458         break;
459     }
460     return 0;
461 }
462
463 static int add_info(AVIOContext *bc, const char *type, const char *value)
464 {
465     put_str(bc, type);
466     put_s(bc, -1);
467     put_str(bc, value);
468     return 1;
469 }
470
471 static int write_globalinfo(NUTContext *nut, AVIOContext *bc)
472 {
473     AVFormatContext *s   = nut->avf;
474     AVDictionaryEntry *t = NULL;
475     AVIOContext *dyn_bc;
476     uint8_t *dyn_buf = NULL;
477     int count        = 0, dyn_size;
478     int ret          = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
479     if (ret < 0)
480         return ret;
481
482     while ((t = av_dict_get(s->metadata, "", t, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
483         count += add_info(dyn_bc, t->key, t->value);
484
485     ff_put_v(bc, 0); //stream_if_plus1
486     ff_put_v(bc, 0); //chapter_id
487     ff_put_v(bc, 0); //timestamp_start
488     ff_put_v(bc, 0); //length
489
490     ff_put_v(bc, count);
491
492     dyn_size = avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &dyn_buf);
493     avio_write(bc, dyn_buf, dyn_size);
494     av_free(dyn_buf);
495     return 0;
496 }
497
498 static int write_streaminfo(NUTContext *nut, AVIOContext *bc, int stream_id) {
499     AVFormatContext *s= nut->avf;
500     AVStream* st = s->streams[stream_id];
501     AVDictionaryEntry *t = NULL;
502     AVIOContext *dyn_bc;
503     uint8_t *dyn_buf=NULL;
504     int count=0, dyn_size, i;
505     int ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
506     if (ret < 0)
507         return ret;
508
509     while ((t = av_dict_get(st->metadata, "", t, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
510         count += add_info(dyn_bc, t->key, t->value);
511     for (i=0; ff_nut_dispositions[i].flag; ++i) {
512         if (st->disposition & ff_nut_dispositions[i].flag)
513             count += add_info(dyn_bc, "Disposition", ff_nut_dispositions[i].str);
514     }
515     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
516         uint8_t buf[256];
517         snprintf(buf, sizeof(buf), "%d/%d", st->codec->time_base.den, st->codec->time_base.num);
518         count += add_info(dyn_bc, "r_frame_rate", buf);
519     }
520     dyn_size = avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &dyn_buf);
521
522     if (count) {
523         ff_put_v(bc, stream_id + 1); //stream_id_plus1
524         ff_put_v(bc, 0); //chapter_id
525         ff_put_v(bc, 0); //timestamp_start
526         ff_put_v(bc, 0); //length
527
528         ff_put_v(bc, count);
529
530         avio_write(bc, dyn_buf, dyn_size);
531     }
532
533     av_free(dyn_buf);
534     return count;
535 }
536
537 static int write_chapter(NUTContext *nut, AVIOContext *bc, int id)
538 {
539     AVIOContext *dyn_bc;
540     uint8_t *dyn_buf     = NULL;
541     AVDictionaryEntry *t = NULL;
542     AVChapter *ch        = nut->avf->chapters[id];
543     int ret, dyn_size, count = 0;
544
545     ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
546     if (ret < 0)
547         return ret;
548
549     ff_put_v(bc, 0);                                        // stream_id_plus1
550     put_s(bc, id + 1);                                      // chapter_id
551     put_tt(nut, nut->chapter[id].time_base, bc, ch->start); // chapter_start
552     ff_put_v(bc, ch->end - ch->start);                      // chapter_len
553
554     while ((t = av_dict_get(ch->metadata, "", t, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
555         count += add_info(dyn_bc, t->key, t->value);
556
557     ff_put_v(bc, count);
558
559     dyn_size = avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &dyn_buf);
560     avio_write(bc, dyn_buf, dyn_size);
561     av_freep(&dyn_buf);
562     return 0;
563 }
564
565 static int write_index(NUTContext *nut, AVIOContext *bc) {
566     int i;
567     Syncpoint dummy= { .pos= 0 };
568     Syncpoint *next_node[2] = { NULL };
569     int64_t startpos = avio_tell(bc);
570     int64_t payload_size;
571
572     put_tt(nut, nut->max_pts_tb, bc, nut->max_pts);
573
574     ff_put_v(bc, nut->sp_count);
575
576     for (i=0; i<nut->sp_count; i++) {
577         av_tree_find(nut->syncpoints, &dummy, (void *) ff_nut_sp_pos_cmp, (void**)next_node);
578         ff_put_v(bc, (next_node[1]->pos >> 4) - (dummy.pos>>4));
579         dummy.pos = next_node[1]->pos;
580     }
581
582     for (i=0; i<nut->avf->nb_streams; i++) {
583         StreamContext *nus= &nut->stream[i];
584         int64_t last_pts= -1;
585         int j, k;
586         for (j=0; j<nut->sp_count; j++) {
587             int flag = (nus->keyframe_pts[j] != AV_NOPTS_VALUE) ^ (j+1 == nut->sp_count);
588             int n = 0;
589             for (; j<nut->sp_count && (nus->keyframe_pts[j] != AV_NOPTS_VALUE) == flag; j++)
590                 n++;
591
592             ff_put_v(bc, 1 + 2*flag + 4*n);
593             for (k= j - n; k<=j && k<nut->sp_count; k++) {
594                 if (nus->keyframe_pts[k] == AV_NOPTS_VALUE)
595                     continue;
596                 av_assert0(nus->keyframe_pts[k] > last_pts);
597                 ff_put_v(bc, nus->keyframe_pts[k] - last_pts);
598                 last_pts = nus->keyframe_pts[k];
599             }
600         }
601     }
602
603     payload_size = avio_tell(bc) - startpos + 8 + 4;
604
605     avio_wb64(bc, 8 + payload_size + av_log2(payload_size) / 7 + 1 + 4*(payload_size > 4096));
606
607     return 0;
608 }
609
610 static int write_headers(AVFormatContext *avctx, AVIOContext *bc)
611 {
612     NUTContext *nut = avctx->priv_data;
613     AVIOContext *dyn_bc;
614     int i, ret;
615
616     ff_metadata_conv_ctx(avctx, ff_nut_metadata_conv, NULL);
617
618     ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
619     if (ret < 0)
620         return ret;
621     write_mainheader(nut, dyn_bc);
622     put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, MAIN_STARTCODE);
623
624     for (i = 0; i < nut->avf->nb_streams; i++) {
625         ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
626         if (ret < 0)
627             return ret;
628         ret = write_streamheader(avctx, dyn_bc, nut->avf->streams[i], i);
629         if (ret < 0)
630             return ret;
631         put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, STREAM_STARTCODE);
632     }
633
634     ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
635     if (ret < 0)
636         return ret;
637     write_globalinfo(nut, dyn_bc);
638     put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, INFO_STARTCODE);
639
640     for (i = 0; i < nut->avf->nb_streams; i++) {
641         ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
642         if (ret < 0)
643             return ret;
644         ret = write_streaminfo(nut, dyn_bc, i);
645         if (ret < 0)
646             return ret;
647         if (ret > 0)
648             put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, INFO_STARTCODE);
649         else {
650             uint8_t *buf;
651             avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &buf);
652             av_free(buf);
653         }
654     }
655
656     for (i = 0; i < nut->avf->nb_chapters; i++) {
657         ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
658         if (ret < 0)
659             return ret;
660         ret = write_chapter(nut, dyn_bc, i);
661         if (ret < 0) {
662             uint8_t *buf;
663             avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &buf);
664             av_freep(&buf);
665             return ret;
666         }
667         put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, INFO_STARTCODE);
668     }
669
670     nut->last_syncpoint_pos = INT_MIN;
671     nut->header_count++;
672     return 0;
673 }
674
675 static int nut_write_header(AVFormatContext *s)
676 {
677     NUTContext *nut = s->priv_data;
678     AVIOContext *bc = s->pb;
679     int i, j, ret;
680
681     nut->avf = s;
682
683     nut->stream   = av_calloc(s->nb_streams,  sizeof(*nut->stream ));
684     nut->chapter  = av_calloc(s->nb_chapters, sizeof(*nut->chapter));
685     nut->time_base= av_calloc(s->nb_streams +
686                               s->nb_chapters, sizeof(*nut->time_base));
687     if (!nut->stream || !nut->chapter || !nut->time_base) {
688         av_freep(&nut->stream);
689         av_freep(&nut->chapter);
690         av_freep(&nut->time_base);
691         return AVERROR(ENOMEM);
692     }
693
694     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
695         AVStream *st = s->streams[i];
696         int ssize;
697         AVRational time_base;
698         ff_parse_specific_params(st->codec, &time_base.den, &ssize, &time_base.num);
699
700         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO && st->codec->sample_rate) {
701             time_base = (AVRational) {1, st->codec->sample_rate};
702         } else {
703             time_base = ff_choose_timebase(s, st, 48000);
704         }
705
706         avpriv_set_pts_info(st, 64, time_base.num, time_base.den);
707
708         for (j = 0; j < nut->time_base_count; j++)
709             if (!memcmp(&time_base, &nut->time_base[j], sizeof(AVRational))) {
710                 break;
711             }
712         nut->time_base[j]        = time_base;
713         nut->stream[i].time_base = &nut->time_base[j];
714         if (j == nut->time_base_count)
715             nut->time_base_count++;
716
717         if (INT64_C(1000) * time_base.num >= time_base.den)
718             nut->stream[i].msb_pts_shift = 7;
719         else
720             nut->stream[i].msb_pts_shift = 14;
721         nut->stream[i].max_pts_distance =
722             FFMAX(time_base.den, time_base.num) / time_base.num;
723     }
724
725     for (i = 0; i < s->nb_chapters; i++) {
726         AVChapter *ch = s->chapters[i];
727
728         for (j = 0; j < nut->time_base_count; j++)
729             if (!memcmp(&ch->time_base, &nut->time_base[j], sizeof(AVRational)))
730                 break;
731
732         nut->time_base[j]         = ch->time_base;
733         nut->chapter[i].time_base = &nut->time_base[j];
734         if (j == nut->time_base_count)
735             nut->time_base_count++;
736     }
737
738     nut->max_distance = MAX_DISTANCE;
739     build_elision_headers(s);
740     build_frame_code(s);
741     av_assert0(nut->frame_code['N'].flags == FLAG_INVALID);
742
743     avio_write(bc, ID_STRING, strlen(ID_STRING));
744     avio_w8(bc, 0);
745
746     if ((ret = write_headers(s, bc)) < 0)
747         return ret;
748
749     if (s->avoid_negative_ts < 0)
750         s->avoid_negative_ts = 1;
751
752     avio_flush(bc);
753
754     return 0;
755 }
756
757 static int get_needed_flags(NUTContext *nut, StreamContext *nus, FrameCode *fc,
758                             AVPacket *pkt)
759 {
760     int flags = 0;
761
762     if (pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY)
763         flags |= FLAG_KEY;
764     if (pkt->stream_index != fc->stream_id)
765         flags |= FLAG_STREAM_ID;
766     if (pkt->size / fc->size_mul)
767         flags |= FLAG_SIZE_MSB;
768     if (pkt->pts - nus->last_pts != fc->pts_delta)
769         flags |= FLAG_CODED_PTS;
770     if (pkt->size > 2 * nut->max_distance)
771         flags |= FLAG_CHECKSUM;
772     if (FFABS(pkt->pts - nus->last_pts) > nus->max_pts_distance)
773         flags |= FLAG_CHECKSUM;
774     if (pkt->size < nut->header_len[fc->header_idx] ||
775         (pkt->size > 4096 && fc->header_idx)        ||
776         memcmp(pkt->data, nut->header[fc->header_idx],
777                nut->header_len[fc->header_idx]))
778         flags |= FLAG_HEADER_IDX;
779
780     return flags | (fc->flags & FLAG_CODED);
781 }
782
783 static int find_best_header_idx(NUTContext *nut, AVPacket *pkt)
784 {
785     int i;
786     int best_i   = 0;
787     int best_len = 0;
788
789     if (pkt->size > 4096)
790         return 0;
791
792     for (i = 1; i < nut->header_count; i++)
793         if (pkt->size >= nut->header_len[i]
794             && nut->header_len[i] > best_len
795             && !memcmp(pkt->data, nut->header[i], nut->header_len[i])) {
796             best_i   = i;
797             best_len = nut->header_len[i];
798         }
799     return best_i;
800 }
801
802 static int nut_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
803 {
804     NUTContext *nut    = s->priv_data;
805     StreamContext *nus = &nut->stream[pkt->stream_index];
806     AVIOContext *bc    = s->pb, *dyn_bc;
807     FrameCode *fc;
808     int64_t coded_pts;
809     int best_length, frame_code, flags, needed_flags, i, header_idx;
810     int best_header_idx;
811     int key_frame = !!(pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
812     int store_sp  = 0;
813     int ret;
814
815     if (pkt->pts < 0) {
816         av_log(s, AV_LOG_ERROR,
817                "Negative pts not supported stream %d, pts %"PRId64"\n",
818                pkt->stream_index, pkt->pts);
819         return AVERROR(EINVAL);
820     }
821
822     if (1LL << (20 + 3 * nut->header_count) <= avio_tell(bc))
823         write_headers(s, bc);
824
825     if (key_frame && !(nus->last_flags & FLAG_KEY))
826         store_sp = 1;
827
828     if (pkt->size + 30 /*FIXME check*/ + avio_tell(bc) >= nut->last_syncpoint_pos + nut->max_distance)
829         store_sp = 1;
830
831 //FIXME: Ensure store_sp is 1 in the first place.
832
833     if (store_sp) {
834         Syncpoint *sp, dummy = { .pos = INT64_MAX };
835
836         ff_nut_reset_ts(nut, *nus->time_base, pkt->dts);
837         for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
838             AVStream *st   = s->streams[i];
839             int64_t dts_tb = av_rescale_rnd(pkt->dts,
840                 nus->time_base->num * (int64_t)nut->stream[i].time_base->den,
841                 nus->time_base->den * (int64_t)nut->stream[i].time_base->num,
842                 AV_ROUND_DOWN);
843             int index = av_index_search_timestamp(st, dts_tb,
844                                                   AVSEEK_FLAG_BACKWARD);
845             if (index >= 0)
846                 dummy.pos = FFMIN(dummy.pos, st->index_entries[index].pos);
847         }
848         if (dummy.pos == INT64_MAX)
849             dummy.pos = 0;
850         sp = av_tree_find(nut->syncpoints, &dummy, (void *)ff_nut_sp_pos_cmp,
851                           NULL);
852
853         nut->last_syncpoint_pos = avio_tell(bc);
854         ret                     = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
855         if (ret < 0)
856             return ret;
857         put_tt(nut, nus->time_base, dyn_bc, pkt->dts);
858         ff_put_v(dyn_bc, sp ? (nut->last_syncpoint_pos - sp->pos) >> 4 : 0);
859         put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, SYNCPOINT_STARTCODE);
860
861         ff_nut_add_sp(nut, nut->last_syncpoint_pos, 0 /*unused*/, pkt->dts);
862
863         if ((1ll<<60) % nut->sp_count == 0)
864             for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
865                 int j;
866                 StreamContext *nus = &nut->stream[i];
867                 av_reallocp_array(&nus->keyframe_pts, 2*nut->sp_count, sizeof(*nus->keyframe_pts));
868                 if (!nus->keyframe_pts)
869                     return AVERROR(ENOMEM);
870                 for (j=nut->sp_count == 1 ? 0 : nut->sp_count; j<2*nut->sp_count; j++)
871                     nus->keyframe_pts[j] = AV_NOPTS_VALUE;
872         }
873     }
874     av_assert0(nus->last_pts != AV_NOPTS_VALUE);
875
876     coded_pts = pkt->pts & ((1 << nus->msb_pts_shift) - 1);
877     if (ff_lsb2full(nus, coded_pts) != pkt->pts)
878         coded_pts = pkt->pts + (1 << nus->msb_pts_shift);
879
880     best_header_idx = find_best_header_idx(nut, pkt);
881
882     best_length = INT_MAX;
883     frame_code  = -1;
884     for (i = 0; i < 256; i++) {
885         int length    = 0;
886         FrameCode *fc = &nut->frame_code[i];
887         int flags     = fc->flags;
888
889         if (flags & FLAG_INVALID)
890             continue;
891         needed_flags = get_needed_flags(nut, nus, fc, pkt);
892
893         if (flags & FLAG_CODED) {
894             length++;
895             flags = needed_flags;
896         }
897
898         if ((flags & needed_flags) != needed_flags)
899             continue;
900
901         if ((flags ^ needed_flags) & FLAG_KEY)
902             continue;
903
904         if (flags & FLAG_STREAM_ID)
905             length += ff_get_v_length(pkt->stream_index);
906
907         if (pkt->size % fc->size_mul != fc->size_lsb)
908             continue;
909         if (flags & FLAG_SIZE_MSB)
910             length += ff_get_v_length(pkt->size / fc->size_mul);
911
912         if (flags & FLAG_CHECKSUM)
913             length += 4;
914
915         if (flags & FLAG_CODED_PTS)
916             length += ff_get_v_length(coded_pts);
917
918         if (   (flags & FLAG_CODED)
919             && nut->header_len[best_header_idx] > nut->header_len[fc->header_idx] + 1) {
920             flags |= FLAG_HEADER_IDX;
921         }
922
923         if (flags & FLAG_HEADER_IDX) {
924             length += 1 - nut->header_len[best_header_idx];
925         } else {
926             length -= nut->header_len[fc->header_idx];
927         }
928
929         length *= 4;
930         length += !(flags & FLAG_CODED_PTS);
931         length += !(flags & FLAG_CHECKSUM);
932
933         if (length < best_length) {
934             best_length = length;
935             frame_code  = i;
936         }
937     }
938     av_assert0(frame_code != -1);
939     fc           = &nut->frame_code[frame_code];
940     flags        = fc->flags;
941     needed_flags = get_needed_flags(nut, nus, fc, pkt);
942     header_idx   = fc->header_idx;
943
944     ffio_init_checksum(bc, ff_crc04C11DB7_update, 0);
945     avio_w8(bc, frame_code);
946     if (flags & FLAG_CODED) {
947         ff_put_v(bc, (flags ^ needed_flags) & ~(FLAG_CODED));
948         flags = needed_flags;
949     }
950     if (flags & FLAG_STREAM_ID)  ff_put_v(bc, pkt->stream_index);
951     if (flags & FLAG_CODED_PTS)  ff_put_v(bc, coded_pts);
952     if (flags & FLAG_SIZE_MSB )  ff_put_v(bc, pkt->size / fc->size_mul);
953     if (flags & FLAG_HEADER_IDX) ff_put_v(bc, header_idx = best_header_idx);
954
955     if (flags & FLAG_CHECKSUM)   avio_wl32(bc, ffio_get_checksum(bc));
956     else                         ffio_get_checksum(bc);
957
958     avio_write(bc, pkt->data + nut->header_len[header_idx], pkt->size - nut->header_len[header_idx]);
959     nus->last_flags = flags;
960     nus->last_pts   = pkt->pts;
961
962     //FIXME just store one per syncpoint
963     if (flags & FLAG_KEY) {
964         av_add_index_entry(
965             s->streams[pkt->stream_index],
966             nut->last_syncpoint_pos,
967             pkt->pts,
968             0,
969             0,
970             AVINDEX_KEYFRAME);
971         if (nus->keyframe_pts && nus->keyframe_pts[nut->sp_count] == AV_NOPTS_VALUE)
972             nus->keyframe_pts[nut->sp_count] = pkt->pts;
973     }
974
975     if (!nut->max_pts_tb || av_compare_ts(nut->max_pts, *nut->max_pts_tb, pkt->pts, *nus->time_base) < 0) {
976         nut->max_pts = pkt->pts;
977         nut->max_pts_tb = nus->time_base;
978     }
979
980     return 0;
981 }
982
983 static int nut_write_trailer(AVFormatContext *s)
984 {
985     NUTContext *nut = s->priv_data;
986     AVIOContext *bc = s->pb, *dyn_bc;
987     int i, ret;
988
989     while (nut->header_count < 3)
990         write_headers(s, bc);
991
992     ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
993     if (ret >= 0 && nut->sp_count) {
994         write_index(nut, dyn_bc);
995         put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, INDEX_STARTCODE);
996     }
997
998     ff_nut_free_sp(nut);
999     for (i=0; i<s->nb_streams; i++)
1000         av_freep(&nut->stream[i].keyframe_pts);
1001
1002     av_freep(&nut->stream);
1003     av_freep(&nut->chapter);
1004     av_freep(&nut->time_base);
1005
1006     return 0;
1007 }
1008
1009 AVOutputFormat ff_nut_muxer = {
1010     .name           = "nut",
1011     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NUT"),
1012     .mime_type      = "video/x-nut",
1013     .extensions     = "nut",
1014     .priv_data_size = sizeof(NUTContext),
1015     .audio_codec    = CONFIG_LIBVORBIS ? AV_CODEC_ID_VORBIS :
1016                       CONFIG_LIBMP3LAME ? AV_CODEC_ID_MP3 : AV_CODEC_ID_MP2,
1017     .video_codec    = AV_CODEC_ID_MPEG4,
1018     .write_header   = nut_write_header,
1019     .write_packet   = nut_write_packet,
1020     .write_trailer  = nut_write_trailer,
1021     .flags          = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
1022     .codec_tag      = ff_nut_codec_tags,
1023 };