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