avformat/nut: add minor_version field with version>=4
[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 <stdint.h>
23
24 #include "libavutil/intreadwrite.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "libavutil/tree.h"
27 #include "libavutil/dict.h"
28 #include "libavutil/avassert.h"
29 #include "libavcodec/mpegaudiodata.h"
30 #include "nut.h"
31 #include "internal.h"
32 #include "avio_internal.h"
33 #include "riff.h"
34
35 static int find_expected_header(AVCodecContext *c, int size, int key_frame,
36                                 uint8_t out[64])
37 {
38     int sample_rate = c->sample_rate;
39
40     if (size > 4096)
41         return 0;
42
43     AV_WB24(out, 1);
44
45     if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG4) {
46         if (key_frame) {
47             return 3;
48         } else {
49             out[3] = 0xB6;
50             return 4;
51         }
52     } else if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO ||
53                c->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
54         return 3;
55     } else if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_H264) {
56         return 3;
57     } else if (c->codec_id == AV_CODEC_ID_MP3 ||
58                c->codec_id == AV_CODEC_ID_MP2) {
59         int lsf, mpeg25, sample_rate_index, bitrate_index, frame_size;
60         int layer           = c->codec_id == AV_CODEC_ID_MP3 ? 3 : 2;
61         unsigned int header = 0xFFF00000;
62
63         lsf           = sample_rate < (24000 + 32000) / 2;
64         mpeg25        = sample_rate < (12000 + 16000) / 2;
65         sample_rate <<= lsf + mpeg25;
66         if      (sample_rate < (32000 + 44100) / 2) sample_rate_index = 2;
67         else if (sample_rate < (44100 + 48000) / 2) sample_rate_index = 0;
68         else                                        sample_rate_index = 1;
69
70         sample_rate = avpriv_mpa_freq_tab[sample_rate_index] >> (lsf + mpeg25);
71
72         for (bitrate_index = 2; bitrate_index < 30; bitrate_index++) {
73             frame_size =
74                 avpriv_mpa_bitrate_tab[lsf][layer - 1][bitrate_index >> 1];
75             frame_size = (frame_size * 144000) / (sample_rate << lsf) +
76                 (bitrate_index & 1);
77
78             if (frame_size == size)
79                 break;
80         }
81
82         header |= (!lsf) << 19;
83         header |= (4 - layer) << 17;
84         header |= 1 << 16; //no crc
85         AV_WB32(out, header);
86         if (size <= 0)
87             return 2;  //we guess there is no crc, if there is one the user clearly does not care about overhead
88         if (bitrate_index == 30)
89             return -1;  //something is wrong ...
90
91         header |= (bitrate_index >> 1) << 12;
92         header |= sample_rate_index << 10;
93         header |= (bitrate_index & 1) << 9;
94
95         return 2; //FIXME actually put the needed ones in build_elision_headers()
96         //return 3; //we guess that the private bit is not set
97 //FIXME the above assumptions should be checked, if these turn out false too often something should be done
98     }
99     return 0;
100 }
101
102 static int find_header_idx(AVFormatContext *s, AVCodecContext *c, int size, int frame_type)
103 {
104     NUTContext *nut = s->priv_data;
105     uint8_t out[64];
106     int i;
107     int len = find_expected_header(c, size, frame_type, out);
108
109     for (i = 1; i < nut->header_count; i++) {
110         if (len == nut->header_len[i] && !memcmp(out, nut->header[i], len)) {
111             return i;
112         }
113     }
114
115     return 0;
116 }
117
118 static void build_elision_headers(AVFormatContext *s)
119 {
120     NUTContext *nut = s->priv_data;
121     int i;
122     //FIXME this is lame
123     //FIXME write a 2pass mode to find the maximal headers
124     static const uint8_t headers[][5] = {
125         { 3, 0x00, 0x00, 0x01 },
126         { 4, 0x00, 0x00, 0x01, 0xB6},
127         { 2, 0xFF, 0xFA }, //mp3+crc
128         { 2, 0xFF, 0xFB }, //mp3
129         { 2, 0xFF, 0xFC }, //mp2+crc
130         { 2, 0xFF, 0xFD }, //mp2
131     };
132
133     nut->header_count = 7;
134     for (i = 1; i < nut->header_count; i++) {
135         nut->header_len[i] = headers[i - 1][0];
136         nut->header[i]     = &headers[i - 1][1];
137     }
138 }
139
140 static void build_frame_code(AVFormatContext *s)
141 {
142     NUTContext *nut = s->priv_data;
143     int key_frame, index, pred, stream_id;
144     int start = 1;
145     int end   = 254;
146     int keyframe_0_esc = s->nb_streams > 2;
147     int pred_table[10];
148     FrameCode *ft;
149
150     ft            = &nut->frame_code[start];
151     ft->flags     = FLAG_CODED;
152     ft->size_mul  = 1;
153     ft->pts_delta = 1;
154     start++;
155
156     if (keyframe_0_esc) {
157         /* keyframe = 0 escape */
158         FrameCode *ft = &nut->frame_code[start];
159         ft->flags    = FLAG_STREAM_ID | FLAG_SIZE_MSB | FLAG_CODED_PTS;
160         ft->size_mul = 1;
161         start++;
162     }
163
164     for (stream_id = 0; stream_id < s->nb_streams; stream_id++) {
165         int start2 = start + (end - start) * stream_id       / s->nb_streams;
166         int end2   = start + (end - start) * (stream_id + 1) / s->nb_streams;
167         AVCodecContext *codec = s->streams[stream_id]->codec;
168         int is_audio          = codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
169         int intra_only        = /*codec->intra_only || */ is_audio;
170         int pred_count;
171         int frame_size = 0;
172
173         if (codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
174             frame_size = av_get_audio_frame_duration(codec, 0);
175             if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_VORBIS && !frame_size)
176                 frame_size = 64;
177         } else {
178             AVRational f = av_div_q(codec->time_base, *nut->stream[stream_id].time_base);
179             if (f.den == 1 && f.num>0)
180                 frame_size = f.num;
181         }
182         if (!frame_size)
183             frame_size = 1;
184
185         for (key_frame = 0; key_frame < 2; key_frame++) {
186             if (!intra_only || !keyframe_0_esc || key_frame != 0) {
187                 FrameCode *ft = &nut->frame_code[start2];
188                 ft->flags     = FLAG_KEY * key_frame;
189                 ft->flags    |= FLAG_SIZE_MSB | FLAG_CODED_PTS;
190                 ft->stream_id = stream_id;
191                 ft->size_mul  = 1;
192                 if (is_audio)
193                     ft->header_idx = find_header_idx(s, codec, -1, key_frame);
194                 start2++;
195             }
196         }
197
198         key_frame = intra_only;
199 #if 1
200         if (is_audio) {
201             int frame_bytes = codec->frame_size * (int64_t)codec->bit_rate /
202                               (8 * codec->sample_rate);
203             int pts;
204             for (pts = 0; pts < 2; pts++) {
205                 for (pred = 0; pred < 2; pred++) {
206                     FrameCode *ft  = &nut->frame_code[start2];
207                     ft->flags      = FLAG_KEY * key_frame;
208                     ft->stream_id  = stream_id;
209                     ft->size_mul   = frame_bytes + 2;
210                     ft->size_lsb   = frame_bytes + pred;
211                     ft->pts_delta  = pts * frame_size;
212                     ft->header_idx = find_header_idx(s, codec, frame_bytes + pred, key_frame);
213                     start2++;
214                 }
215             }
216         } else {
217             FrameCode *ft = &nut->frame_code[start2];
218             ft->flags     = FLAG_KEY | FLAG_SIZE_MSB;
219             ft->stream_id = stream_id;
220             ft->size_mul  = 1;
221             ft->pts_delta = frame_size;
222             start2++;
223         }
224 #endif
225
226         if (codec->has_b_frames) {
227             pred_count    = 5;
228             pred_table[0] = -2;
229             pred_table[1] = -1;
230             pred_table[2] = 1;
231             pred_table[3] = 3;
232             pred_table[4] = 4;
233         } else if (codec->codec_id == AV_CODEC_ID_VORBIS) {
234             pred_count    = 3;
235             pred_table[0] = 2;
236             pred_table[1] = 9;
237             pred_table[2] = 16;
238         } else {
239             pred_count    = 1;
240             pred_table[0] = 1;
241         }
242
243         for (pred = 0; pred < pred_count; pred++) {
244             int start3 = start2 + (end2 - start2) * pred / pred_count;
245             int end3   = start2 + (end2 - start2) * (pred + 1) / pred_count;
246
247             pred_table[pred] *= frame_size;
248
249             for (index = start3; index < end3; index++) {
250                 FrameCode *ft = &nut->frame_code[index];
251                 ft->flags     = FLAG_KEY * key_frame;
252                 ft->flags    |= FLAG_SIZE_MSB;
253                 ft->stream_id = stream_id;
254 //FIXME use single byte size and pred from last
255                 ft->size_mul  = end3 - start3;
256                 ft->size_lsb  = index - start3;
257                 ft->pts_delta = pred_table[pred];
258                 if (is_audio)
259                     ft->header_idx = find_header_idx(s, codec, -1, key_frame);
260             }
261         }
262     }
263     memmove(&nut->frame_code['N' + 1], &nut->frame_code['N'], sizeof(FrameCode) * (255 - 'N'));
264     nut->frame_code[0].flags       =
265         nut->frame_code[255].flags =
266         nut->frame_code['N'].flags = FLAG_INVALID;
267 }
268
269 static void put_tt(NUTContext *nut, AVRational *time_base, AVIOContext *bc, uint64_t val)
270 {
271     val *= nut->time_base_count;
272     val += time_base - nut->time_base;
273     ff_put_v(bc, val);
274 }
275 /**
276  * Store a string as vb.
277  */
278 static void put_str(AVIOContext *bc, const char *string)
279 {
280     int len = strlen(string);
281
282     ff_put_v(bc, len);
283     avio_write(bc, string, len);
284 }
285
286 static void put_s(AVIOContext *bc, int64_t val)
287 {
288     ff_put_v(bc, 2 * FFABS(val) - (val > 0));
289 }
290
291 #ifdef TRACE
292 static inline void ff_put_v_trace(AVIOContext *bc, uint64_t v, const char *file,
293                                   const char *func, int line)
294 {
295     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "ff_put_v %5"PRId64" / %"PRIX64" in %s %s:%d\n", v, v, file, func, line);
296
297     ff_put_v(bc, v);
298 }
299
300 static inline void put_s_trace(AVIOContext *bc, int64_t v, const char *file, const char *func, int line)
301 {
302     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "put_s %5"PRId64" / %"PRIX64" in %s %s:%d\n", v, v, file, func, line);
303
304     put_s(bc, v);
305 }
306 #define ff_put_v(bc, v)  ff_put_v_trace(bc, v, __FILE__, __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__)
307 #define put_s(bc, v)  put_s_trace(bc, v, __FILE__, __PRETTY_FUNCTION__, __LINE__)
308 #endif
309
310 //FIXME remove calculate_checksum
311 static void put_packet(NUTContext *nut, AVIOContext *bc, AVIOContext *dyn_bc,
312                        int calculate_checksum, uint64_t startcode)
313 {
314     uint8_t *dyn_buf = NULL;
315     int dyn_size     = avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &dyn_buf);
316     int forw_ptr     = dyn_size + 4 * calculate_checksum;
317
318     if (forw_ptr > 4096)
319         ffio_init_checksum(bc, ff_crc04C11DB7_update, 0);
320     avio_wb64(bc, startcode);
321     ff_put_v(bc, forw_ptr);
322     if (forw_ptr > 4096)
323         avio_wl32(bc, ffio_get_checksum(bc));
324
325     if (calculate_checksum)
326         ffio_init_checksum(bc, ff_crc04C11DB7_update, 0);
327     avio_write(bc, dyn_buf, dyn_size);
328     if (calculate_checksum)
329         avio_wl32(bc, ffio_get_checksum(bc));
330
331     av_free(dyn_buf);
332 }
333
334 static void write_mainheader(NUTContext *nut, AVIOContext *bc)
335 {
336     int i, j, tmp_pts, tmp_flags, tmp_stream, tmp_mul, tmp_size, tmp_fields,
337         tmp_head_idx;
338     int64_t tmp_match;
339
340     ff_put_v(bc, nut->version = NUT_VERSION);
341     if (nut->version > 3)
342         ff_put_v(bc, nut->minor_version);
343     ff_put_v(bc, nut->avf->nb_streams);
344     ff_put_v(bc, nut->max_distance);
345     ff_put_v(bc, nut->time_base_count);
346
347     for (i = 0; i < nut->time_base_count; i++) {
348         ff_put_v(bc, nut->time_base[i].num);
349         ff_put_v(bc, nut->time_base[i].den);
350     }
351
352     tmp_pts      = 0;
353     tmp_mul      = 1;
354     tmp_stream   = 0;
355     tmp_match    = 1 - (1LL << 62);
356     tmp_head_idx = 0;
357     for (i = 0; i < 256; ) {
358         tmp_fields = 0;
359         tmp_size   = 0;
360 //        tmp_res=0;
361         if (tmp_pts      != nut->frame_code[i].pts_delta ) tmp_fields = 1;
362         if (tmp_mul      != nut->frame_code[i].size_mul  ) tmp_fields = 2;
363         if (tmp_stream   != nut->frame_code[i].stream_id ) tmp_fields = 3;
364         if (tmp_size     != nut->frame_code[i].size_lsb  ) tmp_fields = 4;
365 //        if (tmp_res    != nut->frame_code[i].res            ) tmp_fields=5;
366         if (tmp_head_idx != nut->frame_code[i].header_idx) tmp_fields = 8;
367
368         tmp_pts    = nut->frame_code[i].pts_delta;
369         tmp_flags  = nut->frame_code[i].flags;
370         tmp_stream = nut->frame_code[i].stream_id;
371         tmp_mul    = nut->frame_code[i].size_mul;
372         tmp_size   = nut->frame_code[i].size_lsb;
373 //        tmp_res   = nut->frame_code[i].res;
374         tmp_head_idx = nut->frame_code[i].header_idx;
375
376         for (j = 0; i < 256; j++, i++) {
377             if (i == 'N') {
378                 j--;
379                 continue;
380             }
381             if (nut->frame_code[i].pts_delta  != tmp_pts      ||
382                 nut->frame_code[i].flags      != tmp_flags    ||
383                 nut->frame_code[i].stream_id  != tmp_stream   ||
384                 nut->frame_code[i].size_mul   != tmp_mul      ||
385                 nut->frame_code[i].size_lsb   != tmp_size + j ||
386 //              nut->frame_code[i].res        != tmp_res      ||
387                 nut->frame_code[i].header_idx != tmp_head_idx)
388                 break;
389         }
390         if (j != tmp_mul - tmp_size)
391             tmp_fields = 6;
392
393         ff_put_v(bc, tmp_flags);
394         ff_put_v(bc, tmp_fields);
395         if (tmp_fields > 0) put_s(bc, tmp_pts);
396         if (tmp_fields > 1) ff_put_v(bc, tmp_mul);
397         if (tmp_fields > 2) ff_put_v(bc, tmp_stream);
398         if (tmp_fields > 3) ff_put_v(bc, tmp_size);
399         if (tmp_fields > 4) ff_put_v(bc, 0 /*tmp_res*/);
400         if (tmp_fields > 5) ff_put_v(bc, j);
401         if (tmp_fields > 6) ff_put_v(bc, tmp_match);
402         if (tmp_fields > 7) ff_put_v(bc, tmp_head_idx);
403     }
404     ff_put_v(bc, nut->header_count - 1);
405     for (i = 1; i < nut->header_count; i++) {
406         ff_put_v(bc, nut->header_len[i]);
407         avio_write(bc, nut->header[i], nut->header_len[i]);
408     }
409 }
410
411 static int write_streamheader(AVFormatContext *avctx, AVIOContext *bc,
412                               AVStream *st, int i)
413 {
414     NUTContext *nut       = avctx->priv_data;
415     AVCodecContext *codec = st->codec;
416
417     ff_put_v(bc, i);
418     switch (codec->codec_type) {
419     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:    ff_put_v(bc, 0); break;
420     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:    ff_put_v(bc, 1); break;
421     case AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE: ff_put_v(bc, 2); break;
422     default:                    ff_put_v(bc, 3); break;
423     }
424     ff_put_v(bc, 4);
425     if (codec->codec_tag) {
426         avio_wl32(bc, codec->codec_tag);
427     } else {
428         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "No codec tag defined for stream %d\n", i);
429         return AVERROR(EINVAL);
430     }
431
432     ff_put_v(bc, nut->stream[i].time_base - nut->time_base);
433     ff_put_v(bc, nut->stream[i].msb_pts_shift);
434     ff_put_v(bc, nut->stream[i].max_pts_distance);
435     ff_put_v(bc, codec->has_b_frames);
436     avio_w8(bc, 0); /* flags: 0x1 - fixed_fps, 0x2 - index_present */
437
438     ff_put_v(bc, codec->extradata_size);
439     avio_write(bc, codec->extradata, codec->extradata_size);
440
441     switch (codec->codec_type) {
442     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
443         ff_put_v(bc, codec->sample_rate);
444         ff_put_v(bc, 1);
445         ff_put_v(bc, codec->channels);
446         break;
447     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
448         ff_put_v(bc, codec->width);
449         ff_put_v(bc, codec->height);
450
451         if (st->sample_aspect_ratio.num <= 0 ||
452             st->sample_aspect_ratio.den <= 0) {
453             ff_put_v(bc, 0);
454             ff_put_v(bc, 0);
455         } else {
456             ff_put_v(bc, st->sample_aspect_ratio.num);
457             ff_put_v(bc, st->sample_aspect_ratio.den);
458         }
459         ff_put_v(bc, 0); /* csp type -- unknown */
460         break;
461     default:
462         break;
463     }
464     return 0;
465 }
466
467 static int add_info(AVIOContext *bc, const char *type, const char *value)
468 {
469     put_str(bc, type);
470     put_s(bc, -1);
471     put_str(bc, value);
472     return 1;
473 }
474
475 static int write_globalinfo(NUTContext *nut, AVIOContext *bc)
476 {
477     AVFormatContext *s   = nut->avf;
478     AVDictionaryEntry *t = NULL;
479     AVIOContext *dyn_bc;
480     uint8_t *dyn_buf = NULL;
481     int count        = 0, dyn_size;
482     int ret          = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
483     if (ret < 0)
484         return ret;
485
486     while ((t = av_dict_get(s->metadata, "", t, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
487         count += add_info(dyn_bc, t->key, t->value);
488
489     ff_put_v(bc, 0); //stream_if_plus1
490     ff_put_v(bc, 0); //chapter_id
491     ff_put_v(bc, 0); //timestamp_start
492     ff_put_v(bc, 0); //length
493
494     ff_put_v(bc, count);
495
496     dyn_size = avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &dyn_buf);
497     avio_write(bc, dyn_buf, dyn_size);
498     av_free(dyn_buf);
499     return 0;
500 }
501
502 static int write_streaminfo(NUTContext *nut, AVIOContext *bc, int stream_id) {
503     AVFormatContext *s= nut->avf;
504     AVStream* st = s->streams[stream_id];
505     AVDictionaryEntry *t = NULL;
506     AVIOContext *dyn_bc;
507     uint8_t *dyn_buf=NULL;
508     int count=0, dyn_size, i;
509     int ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
510     if (ret < 0)
511         return ret;
512
513     while ((t = av_dict_get(st->metadata, "", t, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
514         count += add_info(dyn_bc, t->key, t->value);
515     for (i=0; ff_nut_dispositions[i].flag; ++i) {
516         if (st->disposition & ff_nut_dispositions[i].flag)
517             count += add_info(dyn_bc, "Disposition", ff_nut_dispositions[i].str);
518     }
519     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
520         uint8_t buf[256];
521         snprintf(buf, sizeof(buf), "%d/%d", st->codec->time_base.den, st->codec->time_base.num);
522         count += add_info(dyn_bc, "r_frame_rate", buf);
523     }
524     dyn_size = avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &dyn_buf);
525
526     if (count) {
527         ff_put_v(bc, stream_id + 1); //stream_id_plus1
528         ff_put_v(bc, 0); //chapter_id
529         ff_put_v(bc, 0); //timestamp_start
530         ff_put_v(bc, 0); //length
531
532         ff_put_v(bc, count);
533
534         avio_write(bc, dyn_buf, dyn_size);
535     }
536
537     av_free(dyn_buf);
538     return count;
539 }
540
541 static int write_chapter(NUTContext *nut, AVIOContext *bc, int id)
542 {
543     AVIOContext *dyn_bc;
544     uint8_t *dyn_buf     = NULL;
545     AVDictionaryEntry *t = NULL;
546     AVChapter *ch        = nut->avf->chapters[id];
547     int ret, dyn_size, count = 0;
548
549     ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
550     if (ret < 0)
551         return ret;
552
553     ff_put_v(bc, 0);                                        // stream_id_plus1
554     put_s(bc, id + 1);                                      // chapter_id
555     put_tt(nut, nut->chapter[id].time_base, bc, ch->start); // chapter_start
556     ff_put_v(bc, ch->end - ch->start);                      // chapter_len
557
558     while ((t = av_dict_get(ch->metadata, "", t, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
559         count += add_info(dyn_bc, t->key, t->value);
560
561     ff_put_v(bc, count);
562
563     dyn_size = avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &dyn_buf);
564     avio_write(bc, dyn_buf, dyn_size);
565     av_freep(&dyn_buf);
566     return 0;
567 }
568
569 static int write_index(NUTContext *nut, AVIOContext *bc) {
570     int i;
571     Syncpoint dummy= { .pos= 0 };
572     Syncpoint *next_node[2] = { NULL };
573     int64_t startpos = avio_tell(bc);
574     int64_t payload_size;
575
576     put_tt(nut, nut->max_pts_tb, bc, nut->max_pts);
577
578     ff_put_v(bc, nut->sp_count);
579
580     for (i=0; i<nut->sp_count; i++) {
581         av_tree_find(nut->syncpoints, &dummy, (void *) ff_nut_sp_pos_cmp, (void**)next_node);
582         ff_put_v(bc, (next_node[1]->pos >> 4) - (dummy.pos>>4));
583         dummy.pos = next_node[1]->pos;
584     }
585
586     for (i=0; i<nut->avf->nb_streams; i++) {
587         StreamContext *nus= &nut->stream[i];
588         int64_t last_pts= -1;
589         int j, k;
590         for (j=0; j<nut->sp_count; j++) {
591             int flag;
592             int n = 0;
593
594             if (j && nus->keyframe_pts[j] == nus->keyframe_pts[j-1]) {
595                 av_log(nut->avf, AV_LOG_WARNING, "Multiple keyframes with same PTS\n");
596                 nus->keyframe_pts[j] = AV_NOPTS_VALUE;
597             }
598
599             flag = (nus->keyframe_pts[j] != AV_NOPTS_VALUE) ^ (j+1 == nut->sp_count);
600             for (; j<nut->sp_count && (nus->keyframe_pts[j] != AV_NOPTS_VALUE) == flag; j++)
601                 n++;
602
603             ff_put_v(bc, 1 + 2*flag + 4*n);
604             for (k= j - n; k<=j && k<nut->sp_count; k++) {
605                 if (nus->keyframe_pts[k] == AV_NOPTS_VALUE)
606                     continue;
607                 av_assert0(nus->keyframe_pts[k] > last_pts);
608                 ff_put_v(bc, nus->keyframe_pts[k] - last_pts);
609                 last_pts = nus->keyframe_pts[k];
610             }
611         }
612     }
613
614     payload_size = avio_tell(bc) - startpos + 8 + 4;
615
616     avio_wb64(bc, 8 + payload_size + av_log2(payload_size) / 7 + 1 + 4*(payload_size > 4096));
617
618     return 0;
619 }
620
621 static int write_headers(AVFormatContext *avctx, AVIOContext *bc)
622 {
623     NUTContext *nut = avctx->priv_data;
624     AVIOContext *dyn_bc;
625     int i, ret;
626
627     ff_metadata_conv_ctx(avctx, ff_nut_metadata_conv, NULL);
628
629     ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
630     if (ret < 0)
631         return ret;
632     write_mainheader(nut, dyn_bc);
633     put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, MAIN_STARTCODE);
634
635     for (i = 0; i < nut->avf->nb_streams; i++) {
636         ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
637         if (ret < 0)
638             return ret;
639         ret = write_streamheader(avctx, dyn_bc, nut->avf->streams[i], i);
640         if (ret < 0)
641             return ret;
642         put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, STREAM_STARTCODE);
643     }
644
645     ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
646     if (ret < 0)
647         return ret;
648     write_globalinfo(nut, dyn_bc);
649     put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, INFO_STARTCODE);
650
651     for (i = 0; i < nut->avf->nb_streams; i++) {
652         ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
653         if (ret < 0)
654             return ret;
655         ret = write_streaminfo(nut, dyn_bc, i);
656         if (ret < 0)
657             return ret;
658         if (ret > 0)
659             put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, INFO_STARTCODE);
660         else {
661             uint8_t *buf;
662             avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &buf);
663             av_free(buf);
664         }
665     }
666
667     for (i = 0; i < nut->avf->nb_chapters; i++) {
668         ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
669         if (ret < 0)
670             return ret;
671         ret = write_chapter(nut, dyn_bc, i);
672         if (ret < 0) {
673             uint8_t *buf;
674             avio_close_dyn_buf(dyn_bc, &buf);
675             av_freep(&buf);
676             return ret;
677         }
678         put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, INFO_STARTCODE);
679     }
680
681     nut->last_syncpoint_pos = INT_MIN;
682     nut->header_count++;
683     return 0;
684 }
685
686 static int nut_write_header(AVFormatContext *s)
687 {
688     NUTContext *nut = s->priv_data;
689     AVIOContext *bc = s->pb;
690     int i, j, ret;
691
692     nut->avf = s;
693
694     nut->stream   = av_calloc(s->nb_streams,  sizeof(*nut->stream ));
695     nut->chapter  = av_calloc(s->nb_chapters, sizeof(*nut->chapter));
696     nut->time_base= av_calloc(s->nb_streams +
697                               s->nb_chapters, sizeof(*nut->time_base));
698     if (!nut->stream || !nut->chapter || !nut->time_base) {
699         av_freep(&nut->stream);
700         av_freep(&nut->chapter);
701         av_freep(&nut->time_base);
702         return AVERROR(ENOMEM);
703     }
704
705     for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
706         AVStream *st = s->streams[i];
707         int ssize;
708         AVRational time_base;
709         ff_parse_specific_params(st->codec, &time_base.den, &ssize, &time_base.num);
710
711         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO && st->codec->sample_rate) {
712             time_base = (AVRational) {1, st->codec->sample_rate};
713         } else {
714             time_base = ff_choose_timebase(s, st, 48000);
715         }
716
717         avpriv_set_pts_info(st, 64, time_base.num, time_base.den);
718
719         for (j = 0; j < nut->time_base_count; j++)
720             if (!memcmp(&time_base, &nut->time_base[j], sizeof(AVRational))) {
721                 break;
722             }
723         nut->time_base[j]        = time_base;
724         nut->stream[i].time_base = &nut->time_base[j];
725         if (j == nut->time_base_count)
726             nut->time_base_count++;
727
728         if (INT64_C(1000) * time_base.num >= time_base.den)
729             nut->stream[i].msb_pts_shift = 7;
730         else
731             nut->stream[i].msb_pts_shift = 14;
732         nut->stream[i].max_pts_distance =
733             FFMAX(time_base.den, time_base.num) / time_base.num;
734     }
735
736     for (i = 0; i < s->nb_chapters; i++) {
737         AVChapter *ch = s->chapters[i];
738
739         for (j = 0; j < nut->time_base_count; j++)
740             if (!memcmp(&ch->time_base, &nut->time_base[j], sizeof(AVRational)))
741                 break;
742
743         nut->time_base[j]         = ch->time_base;
744         nut->chapter[i].time_base = &nut->time_base[j];
745         if (j == nut->time_base_count)
746             nut->time_base_count++;
747     }
748
749     nut->max_distance = MAX_DISTANCE;
750     build_elision_headers(s);
751     build_frame_code(s);
752     av_assert0(nut->frame_code['N'].flags == FLAG_INVALID);
753
754     avio_write(bc, ID_STRING, strlen(ID_STRING));
755     avio_w8(bc, 0);
756
757     if ((ret = write_headers(s, bc)) < 0)
758         return ret;
759
760     if (s->avoid_negative_ts < 0)
761         s->avoid_negative_ts = 1;
762
763     avio_flush(bc);
764
765     return 0;
766 }
767
768 static int get_needed_flags(NUTContext *nut, StreamContext *nus, FrameCode *fc,
769                             AVPacket *pkt)
770 {
771     int flags = 0;
772
773     if (pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY)
774         flags |= FLAG_KEY;
775     if (pkt->stream_index != fc->stream_id)
776         flags |= FLAG_STREAM_ID;
777     if (pkt->size / fc->size_mul)
778         flags |= FLAG_SIZE_MSB;
779     if (pkt->pts - nus->last_pts != fc->pts_delta)
780         flags |= FLAG_CODED_PTS;
781     if (pkt->size > 2 * nut->max_distance)
782         flags |= FLAG_CHECKSUM;
783     if (FFABS(pkt->pts - nus->last_pts) > nus->max_pts_distance)
784         flags |= FLAG_CHECKSUM;
785     if (pkt->size < nut->header_len[fc->header_idx] ||
786         (pkt->size > 4096 && fc->header_idx)        ||
787         memcmp(pkt->data, nut->header[fc->header_idx],
788                nut->header_len[fc->header_idx]))
789         flags |= FLAG_HEADER_IDX;
790
791     return flags | (fc->flags & FLAG_CODED);
792 }
793
794 static int find_best_header_idx(NUTContext *nut, AVPacket *pkt)
795 {
796     int i;
797     int best_i   = 0;
798     int best_len = 0;
799
800     if (pkt->size > 4096)
801         return 0;
802
803     for (i = 1; i < nut->header_count; i++)
804         if (pkt->size >= nut->header_len[i]
805             && nut->header_len[i] > best_len
806             && !memcmp(pkt->data, nut->header[i], nut->header_len[i])) {
807             best_i   = i;
808             best_len = nut->header_len[i];
809         }
810     return best_i;
811 }
812
813 static int nut_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
814 {
815     NUTContext *nut    = s->priv_data;
816     StreamContext *nus = &nut->stream[pkt->stream_index];
817     AVIOContext *bc    = s->pb, *dyn_bc;
818     FrameCode *fc;
819     int64_t coded_pts;
820     int best_length, frame_code, flags, needed_flags, i, header_idx;
821     int best_header_idx;
822     int key_frame = !!(pkt->flags & AV_PKT_FLAG_KEY);
823     int store_sp  = 0;
824     int ret;
825
826     if (pkt->pts < 0) {
827         av_log(s, AV_LOG_ERROR,
828                "Negative pts not supported stream %d, pts %"PRId64"\n",
829                pkt->stream_index, pkt->pts);
830         return AVERROR(EINVAL);
831     }
832
833     if (1LL << (20 + 3 * nut->header_count) <= avio_tell(bc))
834         write_headers(s, bc);
835
836     if (key_frame && !(nus->last_flags & FLAG_KEY))
837         store_sp = 1;
838
839     if (pkt->size + 30 /*FIXME check*/ + avio_tell(bc) >= nut->last_syncpoint_pos + nut->max_distance)
840         store_sp = 1;
841
842 //FIXME: Ensure store_sp is 1 in the first place.
843
844     if (store_sp) {
845         Syncpoint *sp, dummy = { .pos = INT64_MAX };
846
847         ff_nut_reset_ts(nut, *nus->time_base, pkt->dts);
848         for (i = 0; i < s->nb_streams; i++) {
849             AVStream *st   = s->streams[i];
850             int64_t dts_tb = av_rescale_rnd(pkt->dts,
851                 nus->time_base->num * (int64_t)nut->stream[i].time_base->den,
852                 nus->time_base->den * (int64_t)nut->stream[i].time_base->num,
853                 AV_ROUND_DOWN);
854             int index = av_index_search_timestamp(st, dts_tb,
855                                                   AVSEEK_FLAG_BACKWARD);
856             if (index >= 0)
857                 dummy.pos = FFMIN(dummy.pos, st->index_entries[index].pos);
858         }
859         if (dummy.pos == INT64_MAX)
860             dummy.pos = 0;
861         sp = av_tree_find(nut->syncpoints, &dummy, (void *)ff_nut_sp_pos_cmp,
862                           NULL);
863
864         nut->last_syncpoint_pos = avio_tell(bc);
865         ret                     = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
866         if (ret < 0)
867             return ret;
868         put_tt(nut, nus->time_base, dyn_bc, pkt->dts);
869         ff_put_v(dyn_bc, sp ? (nut->last_syncpoint_pos - sp->pos) >> 4 : 0);
870         put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, SYNCPOINT_STARTCODE);
871
872         if ((ret = ff_nut_add_sp(nut, nut->last_syncpoint_pos, 0 /*unused*/, pkt->dts)) < 0)
873             return ret;
874
875         if ((1ll<<60) % nut->sp_count == 0)
876             for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
877                 int j;
878                 StreamContext *nus = &nut->stream[i];
879                 av_reallocp_array(&nus->keyframe_pts, 2*nut->sp_count, sizeof(*nus->keyframe_pts));
880                 if (!nus->keyframe_pts)
881                     return AVERROR(ENOMEM);
882                 for (j=nut->sp_count == 1 ? 0 : nut->sp_count; j<2*nut->sp_count; j++)
883                     nus->keyframe_pts[j] = AV_NOPTS_VALUE;
884         }
885     }
886     av_assert0(nus->last_pts != AV_NOPTS_VALUE);
887
888     coded_pts = pkt->pts & ((1 << nus->msb_pts_shift) - 1);
889     if (ff_lsb2full(nus, coded_pts) != pkt->pts)
890         coded_pts = pkt->pts + (1 << nus->msb_pts_shift);
891
892     best_header_idx = find_best_header_idx(nut, pkt);
893
894     best_length = INT_MAX;
895     frame_code  = -1;
896     for (i = 0; i < 256; i++) {
897         int length    = 0;
898         FrameCode *fc = &nut->frame_code[i];
899         int flags     = fc->flags;
900
901         if (flags & FLAG_INVALID)
902             continue;
903         needed_flags = get_needed_flags(nut, nus, fc, pkt);
904
905         if (flags & FLAG_CODED) {
906             length++;
907             flags = needed_flags;
908         }
909
910         if ((flags & needed_flags) != needed_flags)
911             continue;
912
913         if ((flags ^ needed_flags) & FLAG_KEY)
914             continue;
915
916         if (flags & FLAG_STREAM_ID)
917             length += ff_get_v_length(pkt->stream_index);
918
919         if (pkt->size % fc->size_mul != fc->size_lsb)
920             continue;
921         if (flags & FLAG_SIZE_MSB)
922             length += ff_get_v_length(pkt->size / fc->size_mul);
923
924         if (flags & FLAG_CHECKSUM)
925             length += 4;
926
927         if (flags & FLAG_CODED_PTS)
928             length += ff_get_v_length(coded_pts);
929
930         if (   (flags & FLAG_CODED)
931             && nut->header_len[best_header_idx] > nut->header_len[fc->header_idx] + 1) {
932             flags |= FLAG_HEADER_IDX;
933         }
934
935         if (flags & FLAG_HEADER_IDX) {
936             length += 1 - nut->header_len[best_header_idx];
937         } else {
938             length -= nut->header_len[fc->header_idx];
939         }
940
941         length *= 4;
942         length += !(flags & FLAG_CODED_PTS);
943         length += !(flags & FLAG_CHECKSUM);
944
945         if (length < best_length) {
946             best_length = length;
947             frame_code  = i;
948         }
949     }
950     av_assert0(frame_code != -1);
951     fc           = &nut->frame_code[frame_code];
952     flags        = fc->flags;
953     needed_flags = get_needed_flags(nut, nus, fc, pkt);
954     header_idx   = fc->header_idx;
955
956     ffio_init_checksum(bc, ff_crc04C11DB7_update, 0);
957     avio_w8(bc, frame_code);
958     if (flags & FLAG_CODED) {
959         ff_put_v(bc, (flags ^ needed_flags) & ~(FLAG_CODED));
960         flags = needed_flags;
961     }
962     if (flags & FLAG_STREAM_ID)  ff_put_v(bc, pkt->stream_index);
963     if (flags & FLAG_CODED_PTS)  ff_put_v(bc, coded_pts);
964     if (flags & FLAG_SIZE_MSB )  ff_put_v(bc, pkt->size / fc->size_mul);
965     if (flags & FLAG_HEADER_IDX) ff_put_v(bc, header_idx = best_header_idx);
966
967     if (flags & FLAG_CHECKSUM)   avio_wl32(bc, ffio_get_checksum(bc));
968     else                         ffio_get_checksum(bc);
969
970     avio_write(bc, pkt->data + nut->header_len[header_idx], pkt->size - nut->header_len[header_idx]);
971     nus->last_flags = flags;
972     nus->last_pts   = pkt->pts;
973
974     //FIXME just store one per syncpoint
975     if (flags & FLAG_KEY) {
976         av_add_index_entry(
977             s->streams[pkt->stream_index],
978             nut->last_syncpoint_pos,
979             pkt->pts,
980             0,
981             0,
982             AVINDEX_KEYFRAME);
983         if (nus->keyframe_pts && nus->keyframe_pts[nut->sp_count] == AV_NOPTS_VALUE)
984             nus->keyframe_pts[nut->sp_count] = pkt->pts;
985     }
986
987     if (!nut->max_pts_tb || av_compare_ts(nut->max_pts, *nut->max_pts_tb, pkt->pts, *nus->time_base) < 0) {
988         nut->max_pts = pkt->pts;
989         nut->max_pts_tb = nus->time_base;
990     }
991
992     return 0;
993 }
994
995 static int nut_write_trailer(AVFormatContext *s)
996 {
997     NUTContext *nut = s->priv_data;
998     AVIOContext *bc = s->pb, *dyn_bc;
999     int i, ret;
1000
1001     while (nut->header_count < 3)
1002         write_headers(s, bc);
1003
1004     ret = avio_open_dyn_buf(&dyn_bc);
1005     if (ret >= 0 && nut->sp_count) {
1006         write_index(nut, dyn_bc);
1007         put_packet(nut, bc, dyn_bc, 1, INDEX_STARTCODE);
1008     }
1009
1010     ff_nut_free_sp(nut);
1011     for (i=0; i<s->nb_streams; i++)
1012         av_freep(&nut->stream[i].keyframe_pts);
1013
1014     av_freep(&nut->stream);
1015     av_freep(&nut->chapter);
1016     av_freep(&nut->time_base);
1017
1018     return 0;
1019 }
1020
1021 AVOutputFormat ff_nut_muxer = {
1022     .name           = "nut",
1023     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("NUT"),
1024     .mime_type      = "video/x-nut",
1025     .extensions     = "nut",
1026     .priv_data_size = sizeof(NUTContext),
1027     .audio_codec    = CONFIG_LIBVORBIS ? AV_CODEC_ID_VORBIS :
1028                       CONFIG_LIBMP3LAME ? AV_CODEC_ID_MP3 : AV_CODEC_ID_MP2,
1029     .video_codec    = AV_CODEC_ID_MPEG4,
1030     .write_header   = nut_write_header,
1031     .write_packet   = nut_write_packet,
1032     .write_trailer  = nut_write_trailer,
1033     .flags          = AVFMT_GLOBALHEADER | AVFMT_VARIABLE_FPS,
1034     .codec_tag      = ff_nut_codec_tags,
1035 };