Merge remote-tracking branch 'cehoyos/master'
[ffmpeg.git] / libavformat / gxfenc.c
1 /*
2  * GXF muxer.
3  * Copyright (c) 2006 SmartJog S.A., Baptiste Coudurier <baptiste dot coudurier at smartjog dot com>
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/avassert.h"
23 #include "libavutil/intfloat.h"
24 #include "libavutil/opt.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "libavutil/timecode.h"
27 #include "avformat.h"
28 #include "internal.h"
29 #include "gxf.h"
30 #include "audiointerleave.h"
31
32 #define GXF_AUDIO_PACKET_SIZE 65536
33
34 #define GXF_TIMECODE(c, d, h, m, s, f) \
35     ((c) << 30 | (d) << 29 | (h) << 24 | (m) << 16 | (s) << 8 | (f))
36
37 typedef struct GXFTimecode{
38     int hh;
39     int mm;
40     int ss;
41     int ff;
42     int color;
43     int drop;
44 } GXFTimecode;
45
46 typedef struct GXFStreamContext {
47     AudioInterleaveContext aic;
48     uint32_t track_type;
49     uint32_t sample_size;
50     uint32_t sample_rate;
51     uint16_t media_type;
52     uint16_t media_info;
53     int frame_rate_index;
54     int lines_index;
55     int fields;
56     int iframes;
57     int pframes;
58     int bframes;
59     int p_per_gop;
60     int b_per_i_or_p; ///< number of B frames per I frame or P frame
61     int first_gop_closed;
62     unsigned order;   ///< interleaving order
63 } GXFStreamContext;
64
65 typedef struct GXFContext {
66     AVClass *av_class;
67     uint32_t nb_fields;
68     uint16_t audio_tracks;
69     uint16_t mpeg_tracks;
70     int64_t creation_time;
71     uint32_t umf_start_offset;
72     uint32_t umf_track_offset;
73     uint32_t umf_media_offset;
74     uint32_t umf_length;
75     uint16_t umf_track_size;
76     uint16_t umf_media_size;
77     AVRational time_base;
78     int flags;
79     GXFStreamContext timecode_track;
80     unsigned *flt_entries;    ///< offsets of packets /1024, starts after 2nd video field
81     unsigned flt_entries_nb;
82     uint64_t *map_offsets;    ///< offset of map packets
83     unsigned map_offsets_nb;
84     unsigned packet_count;
85     GXFTimecode tc;
86 } GXFContext;
87
88 static const struct {
89     int height, index;
90 } gxf_lines_tab[] = {
91     { 480,  1 }, /* NTSC */
92     { 512,  1 }, /* NTSC + VBI */
93     { 576,  2 }, /* PAL */
94     { 608,  2 }, /* PAL + VBI */
95     { 1080, 4 },
96     { 720,  6 },
97 };
98
99 static const AVCodecTag gxf_media_types[] = {
100     { AV_CODEC_ID_MJPEG     ,   3 }, /* NTSC */
101     { AV_CODEC_ID_MJPEG     ,   4 }, /* PAL */
102     { AV_CODEC_ID_PCM_S24LE ,   9 },
103     { AV_CODEC_ID_PCM_S16LE ,  10 },
104     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  11 }, /* NTSC */
105     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  12 }, /* PAL */
106     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  13 }, /* NTSC */
107     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  14 }, /* PAL */
108     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  15 }, /* 50M NTSC */
109     { AV_CODEC_ID_DVVIDEO   ,  16 }, /* 50M PAL */
110     { AV_CODEC_ID_AC3       ,  17 },
111     //{ AV_CODEC_ID_NONE,  ,   18 }, /* Non compressed 24 bit audio */
112     { AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,  20 }, /* MPEG HD */
113     { AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  22 }, /* NTSC */
114     { AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO,  23 }, /* PAL */
115     { AV_CODEC_ID_NONE,         0 },
116 };
117
118 #define SERVER_PATH "EXT:/PDR/default/"
119 #define ES_NAME_PATTERN "EXT:/PDR/default/ES."
120
121 static int gxf_find_lines_index(AVStream *st)
122 {
123     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
124     int i;
125
126     for (i = 0; i < 6; ++i) {
127         if (st->codec->height == gxf_lines_tab[i].height) {
128             sc->lines_index = gxf_lines_tab[i].index;
129             return 0;
130         }
131     }
132     return -1;
133 }
134
135 static void gxf_write_padding(AVIOContext *pb, int64_t to_pad)
136 {
137     for (; to_pad > 0; to_pad--) {
138         avio_w8(pb, 0);
139     }
140 }
141
142 static int64_t updatePacketSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
143 {
144     int64_t curpos;
145     int size;
146
147     size = avio_tell(pb) - pos;
148     if (size % 4) {
149         gxf_write_padding(pb, 4 - size % 4);
150         size = avio_tell(pb) - pos;
151     }
152     curpos = avio_tell(pb);
153     avio_seek(pb, pos + 6, SEEK_SET);
154     avio_wb32(pb, size);
155     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
156     return curpos - pos;
157 }
158
159 static int64_t updateSize(AVIOContext *pb, int64_t pos)
160 {
161     int64_t curpos;
162
163     curpos = avio_tell(pb);
164     avio_seek(pb, pos, SEEK_SET);
165     avio_wb16(pb, curpos - pos - 2);
166     avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
167     return curpos - pos;
168 }
169
170 static void gxf_write_packet_header(AVIOContext *pb, GXFPktType type)
171 {
172     avio_wb32(pb, 0);  /* packet leader for synchro */
173     avio_w8(pb, 1);
174     avio_w8(pb, type); /* map packet */
175     avio_wb32(pb, 0);  /* size */
176     avio_wb32(pb, 0);  /* reserved */
177     avio_w8(pb, 0xE1); /* trailer 1 */
178     avio_w8(pb, 0xE2); /* trailer 2 */
179 }
180
181 static int gxf_write_mpeg_auxiliary(AVIOContext *pb, AVStream *st)
182 {
183     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
184     char buffer[1024];
185     int size, starting_line;
186
187     if (sc->iframes) {
188         sc->p_per_gop = sc->pframes / sc->iframes;
189         if (sc->pframes % sc->iframes)
190             sc->p_per_gop++;
191         if (sc->pframes) {
192             sc->b_per_i_or_p = sc->bframes / sc->pframes;
193             if (sc->bframes % sc->pframes)
194                 sc->b_per_i_or_p++;
195         }
196         if (sc->p_per_gop > 9)
197             sc->p_per_gop = 9; /* ensure value won't take more than one char */
198         if (sc->b_per_i_or_p > 9)
199             sc->b_per_i_or_p = 9; /* ensure value won't take more than one char */
200     }
201     if (st->codec->height == 512 || st->codec->height == 608)
202         starting_line = 7; // VBI
203     else if (st->codec->height == 480)
204         starting_line = 20;
205     else
206         starting_line = 23; // default PAL
207
208     size = snprintf(buffer, sizeof(buffer), "Ver 1\nBr %.6f\nIpg 1\nPpi %d\nBpiop %d\n"
209                     "Pix 0\nCf %d\nCg %d\nSl %d\nnl16 %d\nVi 1\nf1 1\n",
210                     (float)st->codec->bit_rate, sc->p_per_gop, sc->b_per_i_or_p,
211                     st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P ? 2 : 1, sc->first_gop_closed == 1,
212                     starting_line, (st->codec->height + 15) / 16);
213     av_assert0(size < sizeof(buffer));
214     avio_w8(pb, TRACK_MPG_AUX);
215     avio_w8(pb, size + 1);
216     avio_write(pb, (uint8_t *)buffer, size + 1);
217     return size + 3;
218 }
219
220 static int gxf_write_dv_auxiliary(AVIOContext *pb, AVStream *st)
221 {
222     int64_t track_aux_data = 0;
223
224     avio_w8(pb, TRACK_AUX);
225     avio_w8(pb, 8);
226     if (st->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P)
227         track_aux_data |= 0x01;     /* marks stream as DVCAM instead of DVPRO */
228     track_aux_data |= 0x40000000;   /* aux data is valid */
229     avio_wl64(pb, track_aux_data);
230     return 8;
231 }
232
233 static int gxf_write_timecode_auxiliary(AVIOContext *pb, GXFContext *gxf)
234 {
235     uint32_t timecode = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
236                                      gxf->tc.hh, gxf->tc.mm,
237                                      gxf->tc.ss, gxf->tc.ff);
238
239     avio_w8(pb, TRACK_AUX);
240     avio_w8(pb, 8);
241     avio_wl32(pb, timecode);
242     /* reserved */
243     avio_wl32(pb, 0);
244     return 8;
245 }
246
247 static int gxf_write_track_description(AVFormatContext *s, GXFStreamContext *sc, int index)
248 {
249     GXFContext *gxf = s->priv_data;
250     AVIOContext *pb = s->pb;
251     int64_t pos;
252
253     /* track description section */
254     avio_w8(pb, sc->media_type + 0x80);
255     avio_w8(pb, index + 0xC0);
256
257     pos = avio_tell(pb);
258     avio_wb16(pb, 0); /* size */
259
260     /* media file name */
261     avio_w8(pb, TRACK_NAME);
262     avio_w8(pb, strlen(ES_NAME_PATTERN) + 3);
263     avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, sizeof(ES_NAME_PATTERN) - 1);
264     avio_wb16(pb, sc->media_info);
265     avio_w8(pb, 0);
266
267     switch (sc->track_type) {
268         case 3:     /* timecode */
269             gxf_write_timecode_auxiliary(pb, gxf);
270             break;
271         case 4:     /* MPEG2 */
272         case 9:     /* MPEG1 */
273             gxf_write_mpeg_auxiliary(pb, s->streams[index]);
274             break;
275         case 5:     /* DV25 */
276         case 6:     /* DV50 */
277             gxf_write_dv_auxiliary(pb, s->streams[index]);
278             break;
279         default:
280             avio_w8(pb, TRACK_AUX);
281             avio_w8(pb, 8);
282             avio_wl64(pb, 0);
283     }
284
285     /* file system version */
286     avio_w8(pb, TRACK_VER);
287     avio_w8(pb, 4);
288     avio_wb32(pb, 0);
289
290     /* frame rate */
291     avio_w8(pb, TRACK_FPS);
292     avio_w8(pb, 4);
293     avio_wb32(pb, sc->frame_rate_index);
294
295     /* lines per frame */
296     avio_w8(pb, TRACK_LINES);
297     avio_w8(pb, 4);
298     avio_wb32(pb, sc->lines_index);
299
300     /* fields per frame */
301     avio_w8(pb, TRACK_FPF);
302     avio_w8(pb, 4);
303     avio_wb32(pb, sc->fields);
304
305     return updateSize(pb, pos);
306 }
307
308 static int gxf_write_material_data_section(AVFormatContext *s)
309 {
310     GXFContext *gxf = s->priv_data;
311     AVIOContext *pb = s->pb;
312     int64_t pos;
313     int len;
314     const char *filename = strrchr(s->filename, '/');
315
316     pos = avio_tell(pb);
317     avio_wb16(pb, 0); /* size */
318
319     /* name */
320     if (filename)
321         filename++;
322     else
323         filename = s->filename;
324     len = strlen(filename);
325
326     avio_w8(pb, MAT_NAME);
327     avio_w8(pb, strlen(SERVER_PATH) + len + 1);
328     avio_write(pb, SERVER_PATH, sizeof(SERVER_PATH) - 1);
329     avio_write(pb, filename, len);
330     avio_w8(pb, 0);
331
332     /* first field */
333     avio_w8(pb, MAT_FIRST_FIELD);
334     avio_w8(pb, 4);
335     avio_wb32(pb, 0);
336
337     /* last field */
338     avio_w8(pb, MAT_LAST_FIELD);
339     avio_w8(pb, 4);
340     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
341
342     /* reserved */
343     avio_w8(pb, MAT_MARK_IN);
344     avio_w8(pb, 4);
345     avio_wb32(pb, 0);
346
347     avio_w8(pb, MAT_MARK_OUT);
348     avio_w8(pb, 4);
349     avio_wb32(pb, gxf->nb_fields);
350
351     /* estimated size */
352     avio_w8(pb, MAT_SIZE);
353     avio_w8(pb, 4);
354     avio_wb32(pb, avio_size(pb) / 1024);
355
356     return updateSize(pb, pos);
357 }
358
359 static int gxf_write_track_description_section(AVFormatContext *s)
360 {
361     GXFContext *gxf = s->priv_data;
362     AVIOContext *pb = s->pb;
363     int64_t pos;
364     int i;
365
366     pos = avio_tell(pb);
367     avio_wb16(pb, 0); /* size */
368     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i)
369         gxf_write_track_description(s, s->streams[i]->priv_data, i);
370
371     gxf_write_track_description(s, &gxf->timecode_track, s->nb_streams);
372
373     return updateSize(pb, pos);
374 }
375
376 static int gxf_write_map_packet(AVFormatContext *s, int rewrite)
377 {
378     GXFContext *gxf = s->priv_data;
379     AVIOContext *pb = s->pb;
380     int64_t pos = avio_tell(pb);
381
382     if (!rewrite) {
383         if (!(gxf->map_offsets_nb % 30)) {
384             gxf->map_offsets = av_realloc_f(gxf->map_offsets,
385                                             sizeof(*gxf->map_offsets),
386                                             gxf->map_offsets_nb+30);
387             if (!gxf->map_offsets) {
388                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not realloc map offsets\n");
389                 return -1;
390             }
391         }
392         gxf->map_offsets[gxf->map_offsets_nb++] = pos; // do not increment here
393     }
394
395     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MAP);
396
397     /* preamble */
398     avio_w8(pb, 0xE0); /* version */
399     avio_w8(pb, 0xFF); /* reserved */
400
401     gxf_write_material_data_section(s);
402     gxf_write_track_description_section(s);
403
404     return updatePacketSize(pb, pos);
405 }
406
407 static int gxf_write_flt_packet(AVFormatContext *s)
408 {
409     GXFContext *gxf = s->priv_data;
410     AVIOContext *pb = s->pb;
411     int64_t pos = avio_tell(pb);
412     int fields_per_flt = (gxf->nb_fields+1) / 1000 + 1;
413     int flt_entries = gxf->nb_fields / fields_per_flt;
414     int i = 0;
415
416     gxf_write_packet_header(pb, PKT_FLT);
417
418     avio_wl32(pb, fields_per_flt); /* number of fields */
419     avio_wl32(pb, flt_entries); /* number of active flt entries */
420
421     if (gxf->flt_entries) {
422         for (i = 0; i < flt_entries; i++)
423             avio_wl32(pb, gxf->flt_entries[(i*fields_per_flt)>>1]);
424     }
425
426     for (; i < 1000; i++)
427         avio_wl32(pb, 0);
428
429     return updatePacketSize(pb, pos);
430 }
431
432 static int gxf_write_umf_material_description(AVFormatContext *s)
433 {
434     GXFContext *gxf = s->priv_data;
435     AVIOContext *pb = s->pb;
436     int timecode_base = gxf->time_base.den == 60000 ? 60 : 50;
437     int64_t timestamp = 0;
438     AVDictionaryEntry *t;
439     uint64_t nb_fields;
440     uint32_t timecode_in; // timecode at mark in
441     uint32_t timecode_out; // timecode at mark out
442
443     if (t = av_dict_get(s->metadata, "creation_time", NULL, 0))
444         timestamp = ff_iso8601_to_unix_time(t->value);
445
446     timecode_in = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
447                                gxf->tc.hh, gxf->tc.mm,
448                                gxf->tc.ss, gxf->tc.ff);
449
450     nb_fields = gxf->nb_fields +
451                 gxf->tc.hh * (timecode_base * 3600) +
452                 gxf->tc.mm * (timecode_base * 60)   +
453                 gxf->tc.ss * timecode_base          +
454                 gxf->tc.ff;
455
456     timecode_out = GXF_TIMECODE(gxf->tc.color, gxf->tc.drop,
457                                 nb_fields / (timecode_base * 3600) % 24,
458                                 nb_fields / (timecode_base * 60)   % 60,
459                                 nb_fields /  timecode_base % 60,
460                                 nb_fields %  timecode_base);
461
462     avio_wl32(pb, gxf->flags);
463     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the longest track */
464     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* length of the shortest track */
465     avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
466     avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
467     avio_wl32(pb, timecode_in); /* timecode mark in */
468     avio_wl32(pb, timecode_out); /* timecode mark out */
469     avio_wl64(pb, timestamp); /* modification time */
470     avio_wl64(pb, timestamp); /* creation time */
471     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
472     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
473     avio_wl16(pb, gxf->audio_tracks);
474     avio_wl16(pb, 1); /* timecode track count */
475     avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
476     avio_wl16(pb, gxf->mpeg_tracks);
477     return 48;
478 }
479
480 static int gxf_write_umf_payload(AVFormatContext *s)
481 {
482     GXFContext *gxf = s->priv_data;
483     AVIOContext *pb = s->pb;
484
485     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* total length of the umf data */
486     avio_wl32(pb, 3); /* version */
487     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
488     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_offset); /* umf track section offset */
489     avio_wl32(pb, gxf->umf_track_size);
490     avio_wl32(pb, s->nb_streams+1);
491     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_offset);
492     avio_wl32(pb, gxf->umf_media_size);
493     avio_wl32(pb, gxf->umf_length); /* user data offset */
494     avio_wl32(pb, 0); /* user data size */
495     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
496     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
497     return 48;
498 }
499
500 static int gxf_write_umf_track_description(AVFormatContext *s)
501 {
502     AVIOContext *pb = s->pb;
503     GXFContext *gxf = s->priv_data;
504     int64_t pos = avio_tell(pb);
505     int i;
506
507     gxf->umf_track_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
508     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
509         GXFStreamContext *sc = s->streams[i]->priv_data;
510         avio_wl16(pb, sc->media_info);
511         avio_wl16(pb, 1);
512     }
513
514     avio_wl16(pb, gxf->timecode_track.media_info);
515     avio_wl16(pb, 1);
516
517     return avio_tell(pb) - pos;
518 }
519
520 static int gxf_write_umf_media_mpeg(AVIOContext *pb, AVStream *st)
521 {
522     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
523
524     if (st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P)
525         avio_wl32(pb, 2);
526     else
527         avio_wl32(pb, 1); /* default to 420 */
528     avio_wl32(pb, sc->first_gop_closed == 1); /* closed = 1, open = 0, unknown = 255 */
529     avio_wl32(pb, 3); /* top = 1, bottom = 2, frame = 3, unknown = 0 */
530     avio_wl32(pb, 1); /* I picture per GOP */
531     avio_wl32(pb, sc->p_per_gop);
532     avio_wl32(pb, sc->b_per_i_or_p);
533     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO)
534         avio_wl32(pb, 2);
535     else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO)
536         avio_wl32(pb, 1);
537     else
538         avio_wl32(pb, 0);
539     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
540     return 32;
541 }
542
543 static int gxf_write_umf_media_timecode(AVIOContext *pb, int drop)
544 {
545     avio_wl32(pb, drop); /* drop frame */
546     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
547     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
548     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
549     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
550     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
551     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
552     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
553     return 32;
554 }
555
556 static int gxf_write_umf_media_dv(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc, AVStream *st)
557 {
558     int dv_umf_data = 0;
559
560     if (st->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P)
561         dv_umf_data |= 0x20; /* marks as DVCAM instead of DVPRO */
562     avio_wl32(pb, dv_umf_data);
563     avio_wl32(pb, 0);
564     avio_wl32(pb, 0);
565     avio_wl32(pb, 0);
566     avio_wl32(pb, 0);
567     avio_wl32(pb, 0);
568     avio_wl32(pb, 0);
569     avio_wl32(pb, 0);
570     return 32;
571 }
572
573 static int gxf_write_umf_media_audio(AVIOContext *pb, GXFStreamContext *sc)
574 {
575     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
576     avio_wl64(pb, av_double2int(1)); /* sound level to begin to */
577     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp up sound level */
578     avio_wl32(pb, 0); /* number of fields over which to ramp down sound level */
579     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
580     avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
581     return 32;
582 }
583
584 static int gxf_write_umf_media_description(AVFormatContext *s)
585 {
586     GXFContext *gxf = s->priv_data;
587     AVIOContext *pb = s->pb;
588     int64_t pos;
589     int i, j;
590
591     pos = avio_tell(pb);
592     gxf->umf_media_offset = pos - gxf->umf_start_offset;
593     for (i = 0; i <= s->nb_streams; ++i) {
594         GXFStreamContext *sc;
595         int64_t startpos, curpos;
596
597         if (i == s->nb_streams)
598             sc = &gxf->timecode_track;
599         else
600             sc = s->streams[i]->priv_data;
601
602         startpos = avio_tell(pb);
603         avio_wl16(pb, 0); /* length */
604         avio_wl16(pb, sc->media_info);
605         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
606         avio_wl16(pb, 0); /* reserved */
607         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields);
608         avio_wl32(pb, 0); /* attributes rw, ro */
609         avio_wl32(pb, 0); /* mark in */
610         avio_wl32(pb, gxf->nb_fields); /* mark out */
611         avio_write(pb, ES_NAME_PATTERN, strlen(ES_NAME_PATTERN));
612         avio_wb16(pb, sc->media_info);
613         for (j = strlen(ES_NAME_PATTERN)+2; j < 88; j++)
614             avio_w8(pb, 0);
615         avio_wl32(pb, sc->track_type);
616         avio_wl32(pb, sc->sample_rate);
617         avio_wl32(pb, sc->sample_size);
618         avio_wl32(pb, 0); /* reserved */
619
620         if (sc == &gxf->timecode_track)
621             gxf_write_umf_media_timecode(pb, gxf->tc.drop);
622         else {
623             AVStream *st = s->streams[i];
624             switch (st->codec->codec_id) {
625             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
626             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
627                 gxf_write_umf_media_mpeg(pb, st);
628                 break;
629             case AV_CODEC_ID_PCM_S16LE:
630                 gxf_write_umf_media_audio(pb, sc);
631                 break;
632             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
633                 gxf_write_umf_media_dv(pb, sc, st);
634                 break;
635             }
636         }
637
638         curpos = avio_tell(pb);
639         avio_seek(pb, startpos, SEEK_SET);
640         avio_wl16(pb, curpos - startpos);
641         avio_seek(pb, curpos, SEEK_SET);
642     }
643     return avio_tell(pb) - pos;
644 }
645
646 static int gxf_write_umf_packet(AVFormatContext *s)
647 {
648     GXFContext *gxf = s->priv_data;
649     AVIOContext *pb = s->pb;
650     int64_t pos = avio_tell(pb);
651
652     gxf_write_packet_header(pb, PKT_UMF);
653
654     /* preamble */
655     avio_w8(pb, 3); /* first and last (only) packet */
656     avio_wb32(pb, gxf->umf_length); /* data length */
657
658     gxf->umf_start_offset = avio_tell(pb);
659     gxf_write_umf_payload(s);
660     gxf_write_umf_material_description(s);
661     gxf->umf_track_size = gxf_write_umf_track_description(s);
662     gxf->umf_media_size = gxf_write_umf_media_description(s);
663     gxf->umf_length = avio_tell(pb) - gxf->umf_start_offset;
664     return updatePacketSize(pb, pos);
665 }
666
667 static const int GXF_samples_per_frame[] = { 32768, 0 };
668
669 static void gxf_init_timecode_track(GXFStreamContext *sc, GXFStreamContext *vsc)
670 {
671     if (!vsc)
672         return;
673
674     sc->media_type = vsc->sample_rate == 60 ? 7 : 8;
675     sc->sample_rate = vsc->sample_rate;
676     sc->media_info = ('T'<<8) | '0';
677     sc->track_type = 3;
678     sc->frame_rate_index = vsc->frame_rate_index;
679     sc->lines_index = vsc->lines_index;
680     sc->sample_size = 16;
681     sc->fields = vsc->fields;
682 }
683
684 static int gxf_init_timecode(AVFormatContext *s, GXFTimecode *tc, const char *tcstr, int fields)
685 {
686     char c;
687
688     if (sscanf(tcstr, "%d:%d:%d%c%d", &tc->hh, &tc->mm, &tc->ss, &c, &tc->ff) != 5) {
689         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unable to parse timecode, "
690                                 "syntax: hh:mm:ss[:;.]ff\n");
691         return -1;
692     }
693
694     tc->color = 0;
695     tc->drop = c != ':';
696
697     if (fields == 2)
698         tc->ff = tc->ff * 2;
699
700     return 0;
701 }
702
703 static int gxf_write_header(AVFormatContext *s)
704 {
705     AVIOContext *pb = s->pb;
706     GXFContext *gxf = s->priv_data;
707     GXFStreamContext *vsc = NULL;
708     uint8_t tracks[255] = {0};
709     int i, media_info = 0;
710     AVDictionaryEntry *tcr = av_dict_get(s->metadata, "timecode", NULL, 0);
711
712     if (!pb->seekable) {
713         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "gxf muxer does not support streamed output, patch welcome\n");
714         return -1;
715     }
716
717     gxf->flags |= 0x00080000; /* material is simple clip */
718     for (i = 0; i < s->nb_streams; ++i) {
719         AVStream *st = s->streams[i];
720         GXFStreamContext *sc = av_mallocz(sizeof(*sc));
721         if (!sc)
722             return AVERROR(ENOMEM);
723         st->priv_data = sc;
724
725         sc->media_type = ff_codec_get_tag(gxf_media_types, st->codec->codec_id);
726         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
727             if (st->codec->codec_id != AV_CODEC_ID_PCM_S16LE) {
728                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 16 BIT PCM LE allowed for now\n");
729                 return -1;
730             }
731             if (st->codec->sample_rate != 48000) {
732                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only 48000hz sampling rate is allowed\n");
733                 return -1;
734             }
735             if (st->codec->channels != 1) {
736                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "only mono tracks are allowed\n");
737                 return -1;
738             }
739             sc->track_type = 2;
740             sc->sample_rate = st->codec->sample_rate;
741             avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, sc->sample_rate);
742             sc->sample_size = 16;
743             sc->frame_rate_index = -2;
744             sc->lines_index = -2;
745             sc->fields = -2;
746             gxf->audio_tracks++;
747             gxf->flags |= 0x04000000; /* audio is 16 bit pcm */
748             media_info = 'A';
749         } else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
750             if (i != 0) {
751                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video stream must be the first track\n");
752                 return -1;
753             }
754             /* FIXME check from time_base ? */
755             if (st->codec->height == 480 || st->codec->height == 512) { /* NTSC or NTSC+VBI */
756                 sc->frame_rate_index = 5;
757                 sc->sample_rate = 60;
758                 gxf->flags |= 0x00000080;
759                 gxf->time_base = (AVRational){ 1001, 60000 };
760             } else if (st->codec->height == 576 || st->codec->height == 608) { /* PAL or PAL+VBI */
761                 sc->frame_rate_index = 6;
762                 sc->media_type++;
763                 sc->sample_rate = 50;
764                 gxf->flags |= 0x00000040;
765                 gxf->time_base = (AVRational){ 1, 50 };
766             } else {
767                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "unsupported video resolution, "
768                        "gxf muxer only accepts PAL or NTSC resolutions currently\n");
769                 return -1;
770             }
771             if (!tcr)
772                 tcr = av_dict_get(st->metadata, "timecode", NULL, 0);
773             avpriv_set_pts_info(st, 64, gxf->time_base.num, gxf->time_base.den);
774             if (gxf_find_lines_index(st) < 0)
775                 sc->lines_index = -1;
776             sc->sample_size = st->codec->bit_rate;
777             sc->fields = 2; /* interlaced */
778
779             vsc = sc;
780
781             switch (st->codec->codec_id) {
782             case AV_CODEC_ID_MJPEG:
783                 sc->track_type = 1;
784                 gxf->flags |= 0x00004000;
785                 media_info = 'J';
786                 break;
787             case AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO:
788                 sc->track_type = 9;
789                 gxf->mpeg_tracks++;
790                 media_info = 'L';
791                 break;
792             case AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO:
793                 sc->first_gop_closed = -1;
794                 sc->track_type = 4;
795                 gxf->mpeg_tracks++;
796                 gxf->flags |= 0x00008000;
797                 media_info = 'M';
798                 break;
799             case AV_CODEC_ID_DVVIDEO:
800                 if (st->codec->pix_fmt == AV_PIX_FMT_YUV422P) {
801                     sc->media_type += 2;
802                     sc->track_type = 6;
803                     gxf->flags |= 0x00002000;
804                     media_info = 'E';
805                 } else {
806                     sc->track_type = 5;
807                     gxf->flags |= 0x00001000;
808                     media_info = 'D';
809                 }
810                 break;
811             default:
812                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "video codec not supported\n");
813                 return -1;
814             }
815         }
816         /* FIXME first 10 audio tracks are 0 to 9 next 22 are A to V */
817         sc->media_info = media_info<<8 | ('0'+tracks[media_info]++);
818         sc->order = s->nb_streams - st->index;
819     }
820
821     if (ff_audio_interleave_init(s, GXF_samples_per_frame, (AVRational){ 1, 48000 }) < 0)
822         return -1;
823
824     if (tcr && vsc)
825         gxf_init_timecode(s, &gxf->tc, tcr->value, vsc->fields);
826
827     gxf_init_timecode_track(&gxf->timecode_track, vsc);
828     gxf->flags |= 0x200000; // time code track is non-drop frame
829
830     gxf_write_map_packet(s, 0);
831     gxf_write_flt_packet(s);
832     gxf_write_umf_packet(s);
833
834     gxf->packet_count = 3;
835
836     avio_flush(pb);
837     return 0;
838 }
839
840 static int gxf_write_eos_packet(AVIOContext *pb)
841 {
842     int64_t pos = avio_tell(pb);
843
844     gxf_write_packet_header(pb, PKT_EOS);
845     return updatePacketSize(pb, pos);
846 }
847
848 static int gxf_write_trailer(AVFormatContext *s)
849 {
850     GXFContext *gxf = s->priv_data;
851     AVIOContext *pb = s->pb;
852     int64_t end;
853     int i;
854
855     ff_audio_interleave_close(s);
856
857     gxf_write_eos_packet(pb);
858     end = avio_tell(pb);
859     avio_seek(pb, 0, SEEK_SET);
860     /* overwrite map, flt and umf packets with new values */
861     gxf_write_map_packet(s, 1);
862     gxf_write_flt_packet(s);
863     gxf_write_umf_packet(s);
864     avio_flush(pb);
865     /* update duration in all map packets */
866     for (i = 1; i < gxf->map_offsets_nb; i++) {
867         avio_seek(pb, gxf->map_offsets[i], SEEK_SET);
868         gxf_write_map_packet(s, 1);
869         avio_flush(pb);
870     }
871
872     avio_seek(pb, end, SEEK_SET);
873
874     av_freep(&gxf->flt_entries);
875     av_freep(&gxf->map_offsets);
876
877     return 0;
878 }
879
880 static int gxf_parse_mpeg_frame(GXFStreamContext *sc, const uint8_t *buf, int size)
881 {
882     uint32_t c=-1;
883     int i;
884     for(i=0; i<size-4 && c!=0x100; i++){
885         c = (c<<8) + buf[i];
886         if(c == 0x1B8 && sc->first_gop_closed == -1) /* GOP start code */
887             sc->first_gop_closed= (buf[i+4]>>6)&1;
888     }
889     return (buf[i+1]>>3)&7;
890 }
891
892 static int gxf_write_media_preamble(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt, int size)
893 {
894     GXFContext *gxf = s->priv_data;
895     AVIOContext *pb = s->pb;
896     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
897     GXFStreamContext *sc = st->priv_data;
898     unsigned field_nb;
899     /* If the video is frame-encoded, the frame numbers shall be represented by
900      * even field numbers.
901      * see SMPTE360M-2004  6.4.2.1.3 Media field number */
902     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
903         field_nb = gxf->nb_fields;
904     } else {
905         field_nb = av_rescale_rnd(pkt->dts, gxf->time_base.den,
906                                   (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
907     }
908
909     avio_w8(pb, sc->media_type);
910     avio_w8(pb, st->index);
911     avio_wb32(pb, field_nb);
912     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
913         avio_wb16(pb, 0);
914         avio_wb16(pb, size / 2);
915     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO) {
916         int frame_type = gxf_parse_mpeg_frame(sc, pkt->data, pkt->size);
917         if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_I) {
918             avio_w8(pb, 0x0d);
919             sc->iframes++;
920         } else if (frame_type == AV_PICTURE_TYPE_B) {
921             avio_w8(pb, 0x0f);
922             sc->bframes++;
923         } else {
924             avio_w8(pb, 0x0e);
925             sc->pframes++;
926         }
927         avio_wb24(pb, size);
928     } else if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_DVVIDEO) {
929         avio_w8(pb, size / 4096);
930         avio_wb24(pb, 0);
931     } else
932         avio_wb32(pb, size);
933     avio_wb32(pb, field_nb);
934     avio_w8(pb, 1); /* flags */
935     avio_w8(pb, 0); /* reserved */
936     return 16;
937 }
938
939 static int gxf_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
940 {
941     GXFContext *gxf = s->priv_data;
942     AVIOContext *pb = s->pb;
943     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
944     int64_t pos = avio_tell(pb);
945     int padding = 0;
946     int packet_start_offset = avio_tell(pb) / 1024;
947
948     gxf_write_packet_header(pb, PKT_MEDIA);
949     if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO && pkt->size % 4) /* MPEG-2 frames must be padded */
950         padding = 4 - pkt->size % 4;
951     else if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
952         padding = GXF_AUDIO_PACKET_SIZE - pkt->size;
953     gxf_write_media_preamble(s, pkt, pkt->size + padding);
954     avio_write(pb, pkt->data, pkt->size);
955     gxf_write_padding(pb, padding);
956
957     if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
958         if (!(gxf->flt_entries_nb % 500)) {
959             gxf->flt_entries = av_realloc_f(gxf->flt_entries,
960                                             sizeof(*gxf->flt_entries),
961                                             gxf->flt_entries_nb+500);
962             if (!gxf->flt_entries) {
963                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "could not reallocate flt entries\n");
964                 return -1;
965             }
966         }
967         gxf->flt_entries[gxf->flt_entries_nb++] = packet_start_offset;
968         gxf->nb_fields += 2; // count fields
969     }
970
971     updatePacketSize(pb, pos);
972
973     gxf->packet_count++;
974     if (gxf->packet_count == 100) {
975         gxf_write_map_packet(s, 0);
976         gxf->packet_count = 0;
977     }
978
979     return 0;
980 }
981
982 static int gxf_compare_field_nb(AVFormatContext *s, AVPacket *next, AVPacket *cur)
983 {
984     GXFContext *gxf = s->priv_data;
985     AVPacket *pkt[2] = { cur, next };
986     int i, field_nb[2];
987     GXFStreamContext *sc[2];
988
989     for (i = 0; i < 2; i++) {
990         AVStream *st = s->streams[pkt[i]->stream_index];
991         sc[i] = st->priv_data;
992         if (st->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
993             field_nb[i] = av_rescale_rnd(pkt[i]->dts, gxf->time_base.den,
994                                          (int64_t)48000*gxf->time_base.num, AV_ROUND_UP);
995             field_nb[i] &= ~1; // compare against even field number because audio must be before video
996         } else
997             field_nb[i] = pkt[i]->dts; // dts are field based
998     }
999
1000     return field_nb[1] > field_nb[0] ||
1001         (field_nb[1] == field_nb[0] && sc[1]->order > sc[0]->order);
1002 }
1003
1004 static int gxf_interleave_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *out, AVPacket *pkt, int flush)
1005 {
1006     if (pkt && s->streams[pkt->stream_index]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
1007         pkt->duration = 2; // enforce 2 fields
1008     return ff_audio_rechunk_interleave(s, out, pkt, flush,
1009                                ff_interleave_packet_per_dts, gxf_compare_field_nb);
1010 }
1011
1012 AVOutputFormat ff_gxf_muxer = {
1013     .name              = "gxf",
1014     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("GXF (General eXchange Format)"),
1015     .extensions        = "gxf",
1016     .priv_data_size    = sizeof(GXFContext),
1017     .audio_codec       = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE,
1018     .video_codec       = AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO,
1019     .write_header      = gxf_write_header,
1020     .write_packet      = gxf_write_packet,
1021     .write_trailer     = gxf_write_trailer,
1022     .interleave_packet = gxf_interleave_packet,
1023 };