tizen/distrib/ffmpeg/libavformat/dvenc.c

   1 /*
   2  * General DV muxer/demuxer
   3  * Copyright (c) 2003 Roman Shaposhnik
   4  *
   5  * Many thanks to Dan Dennedy <dan@dennedy.org> for providing wealth
   6  * of DV technical info.
   7  *
   8  * Raw DV format
   9  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
  10  *
  11  * 50 Mbps (DVCPRO50) support
  12  * Copyright (c) 2006 Daniel Maas <dmaas@maasdigital.com>
  13  *
  14  * This file is part of FFmpeg.
  15  *
  16  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  17  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  18  * License as published by the Free Software Foundation; either
  19  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  20  *
  21  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  22  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  23  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  24  * Lesser General Public License for more details.
  25  *
  26  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  27  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  28  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  29  */
  30 #include <time.h>
  31 #include <stdarg.h>
  32
  33 #include "avformat.h"
  34 #include "internal.h"
  35 #include "libavcodec/dvdata.h"
  36 #include "dv.h"
  37 #include "libavutil/fifo.h"
  38
  39 struct DVMuxContext {
  40     const DVprofile*  sys;           /* current DV profile, e.g.: 525/60, 625/50 */
  41     int               n_ast;         /* number of stereo audio streams (up to 2) */
  42     AVStream         *ast[2];        /* stereo audio streams */
  43     AVFifoBuffer     *audio_data[2]; /* FIFO for storing excessive amounts of PCM */
  44     int               frames;        /* current frame number */
  45     time_t            start_time;    /* recording start time */
  46     int               has_audio;     /* frame under contruction has audio */
  47     int               has_video;     /* frame under contruction has video */
  48     uint8_t           frame_buf[DV_MAX_FRAME_SIZE]; /* frame under contruction */
  49 };
  50
  51 static const int dv_aaux_packs_dist[12][9] = {
  52     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  53     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  54     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  55     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  56     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  57     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  58     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  59     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  60     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  61     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  62     { 0xff, 0xff, 0xff, 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff },
  63     { 0x50, 0x51, 0x52, 0x53, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff, 0xff },
  64 };
  65
  66 static int dv_audio_frame_size(const DVprofile* sys, int frame)
  67 {
  68     return sys->audio_samples_dist[frame % (sizeof(sys->audio_samples_dist) /
  69                                             sizeof(sys->audio_samples_dist[0]))];
  70 }
  71
  72 static int dv_write_pack(enum dv_pack_type pack_id, DVMuxContext *c, uint8_t* buf, ...)
  73 {
  74     struct tm tc;
  75     time_t ct;
  76     int ltc_frame;
  77     va_list ap;
  78
  79     buf[0] = (uint8_t)pack_id;
  80     switch (pack_id) {
  81     case dv_timecode:
  82         ct = (time_t)av_rescale_rnd(c->frames, c->sys->time_base.num,
  83                                     c->sys->time_base.den, AV_ROUND_DOWN);
  84         brktimegm(ct, &tc);
  85         /*
  86          * LTC drop-frame frame counter drops two frames (0 and 1) every
  87          * minute, unless it is exactly divisible by 10
  88          */
  89         ltc_frame = (c->frames + 2 * ct / 60 - 2 * ct / 600) % c->sys->ltc_divisor;
  90         buf[1] = (0                 << 7) | /* color frame: 0 - unsync; 1 - sync mode */
  91                  (1                 << 6) | /* drop frame timecode: 0 - nondrop; 1 - drop */
  92                  ((ltc_frame / 10)  << 4) | /* tens of frames */
  93                  (ltc_frame % 10);          /* units of frames */
  94         buf[2] = (1                 << 7) | /* biphase mark polarity correction: 0 - even; 1 - odd */
  95                  ((tc.tm_sec / 10)  << 4) | /* tens of seconds */
  96                  (tc.tm_sec % 10);          /* units of seconds */
  97         buf[3] = (1                 << 7) | /* binary group flag BGF0 */
  98                  ((tc.tm_min / 10)  << 4) | /* tens of minutes */
  99                  (tc.tm_min % 10);          /* units of minutes */
 100         buf[4] = (1                 << 7) | /* binary group flag BGF2 */
 101                  (1                 << 6) | /* binary group flag BGF1 */
 102                  ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* tens of hours */
 103                  (tc.tm_hour % 10);         /* units of hours */
 104         break;
 105     case dv_audio_source:  /* AAUX source pack */
 106         va_start(ap, buf);
 107         buf[1] = (1 << 7) | /* locked mode -- SMPTE only supports locked mode */
 108                  (1 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 109                  (dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames) -
 110                   c->sys->audio_min_samples[0]);
 111                             /* # of samples      */
 112         buf[2] = (0 << 7) | /* multi-stereo      */
 113                  (0 << 5) | /* #of audio channels per block: 0 -- 1 channel */
 114                  (0 << 4) | /* pair bit: 0 -- one pair of channels */
 115                  !!va_arg(ap, int); /* audio mode        */
 116         buf[3] = (1 << 7) | /* res               */
 117                  (1 << 6) | /* multi-language flag */
 118                  (c->sys->dsf << 5) | /*  system: 60fields/50fields */
 119                  (c->sys->n_difchan & 2); /* definition: 0 -- 25Mbps, 2 -- 50Mbps */
 120         buf[4] = (1 << 7) | /* emphasis: 1 -- off */
 121                  (0 << 6) | /* emphasis time constant: 0 -- reserved */
 122                  (0 << 3) | /* frequency: 0 -- 48kHz, 1 -- 44,1kHz, 2 -- 32kHz */
 123                   0;        /* quantization: 0 -- 16bit linear, 1 -- 12bit nonlinear */
 124         va_end(ap);
 125         break;
 126     case dv_audio_control:
 127         buf[1] = (0 << 6) | /* copy protection: 0 -- unrestricted */
 128                  (1 << 4) | /* input source: 1 -- digital input */
 129                  (3 << 2) | /* compression: 3 -- no information */
 130                   0;        /* misc. info/SMPTE emphasis off */
 131         buf[2] = (1 << 7) | /* recording start point: 1 -- no */
 132                  (1 << 6) | /* recording end point: 1 -- no */
 133                  (1 << 3) | /* recording mode: 1 -- original */
 134                   7;
 135         buf[3] = (1 << 7) | /* direction: 1 -- forward */
 136                  (c->sys->pix_fmt == PIX_FMT_YUV420P ? 0x20 : /* speed */
 137                                                        c->sys->ltc_divisor * 4);
 138         buf[4] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 139                   0x7f;     /* genre category */
 140         break;
 141     case dv_audio_recdate:
 142     case dv_video_recdate:  /* VAUX recording date */
 143         ct = c->start_time + av_rescale_rnd(c->frames, c->sys->time_base.num,
 144                                             c->sys->time_base.den, AV_ROUND_DOWN);
 145         brktimegm(ct, &tc);
 146         buf[1] = 0xff; /* ds, tm, tens of time zone, units of time zone */
 147                        /* 0xff is very likely to be "unknown" */
 148         buf[2] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 149                  ((tc.tm_mday / 10) << 4) | /* Tens of day */
 150                  (tc.tm_mday % 10);         /* Units of day */
 151         buf[3] = /* we set high 4 bits to 0, shouldn't we set them to week? */
 152                  ((tc.tm_mon / 10) << 4) |    /* Tens of month */
 153                  (tc.tm_mon  % 10);           /* Units of month */
 154         buf[4] = (((tc.tm_year % 100) / 10) << 4) | /* Tens of year */
 155                  (tc.tm_year % 10);                 /* Units of year */
 156         break;
 157     case dv_audio_rectime:  /* AAUX recording time */
 158     case dv_video_rectime:  /* VAUX recording time */
 159         ct = c->start_time + av_rescale_rnd(c->frames, c->sys->time_base.num,
 160                                                        c->sys->time_base.den, AV_ROUND_DOWN);
 161         brktimegm(ct, &tc);
 162         buf[1] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 163                  0x3f; /* tens of frame, units of frame: 0x3f - "unknown" ? */
 164         buf[2] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 165                  ((tc.tm_sec / 10) << 4) | /* Tens of seconds */
 166                  (tc.tm_sec % 10);         /* Units of seconds */
 167         buf[3] = (1 << 7) | /* reserved -- always 1 */
 168                  ((tc.tm_min / 10) << 4) | /* Tens of minutes */
 169                  (tc.tm_min % 10);         /* Units of minutes */
 170         buf[4] = (3 << 6) | /* reserved -- always 1 */
 171                  ((tc.tm_hour / 10) << 4) | /* Tens of hours */
 172                  (tc.tm_hour % 10);         /* Units of hours */
 173         break;
 174     default:
 175         buf[1] = buf[2] = buf[3] = buf[4] = 0xff;
 176     }
 177     return 5;
 178 }
 179
 180 static void dv_inject_audio(DVMuxContext *c, int channel, uint8_t* frame_ptr)
 181 {
 182     int i, j, d, of, size;
 183     size = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 184     frame_ptr += channel * c->sys->difseg_size * 150 * 80;
 185     for (i = 0; i < c->sys->difseg_size; i++) {
 186         frame_ptr += 6 * 80; /* skip DIF segment header */
 187         for (j = 0; j < 9; j++) {
 188             dv_write_pack(dv_aaux_packs_dist[i][j], c, &frame_ptr[3], i >= c->sys->difseg_size/2);
 189             for (d = 8; d < 80; d+=2) {
 190                 of = c->sys->audio_shuffle[i][j] + (d - 8)/2 * c->sys->audio_stride;
 191                 if (of*2 >= size)
 192                     continue;
 193
 194                 frame_ptr[d]   = av_fifo_peek(c->audio_data[channel], of*2+1); // FIXME: maybe we have to admit
 195                 frame_ptr[d+1] = av_fifo_peek(c->audio_data[channel], of*2);   //        that DV is a big-endian PCM
 196             }
 197             frame_ptr += 16 * 80; /* 15 Video DIFs + 1 Audio DIF */
 198         }
 199     }
 200 }
 201
 202 static void dv_inject_metadata(DVMuxContext *c, uint8_t* frame)
 203 {
 204     int j, k;
 205     uint8_t* buf;
 206
 207     for (buf = frame; buf < frame + c->sys->frame_size; buf += 150 * 80) {
 208         /* DV subcode: 2nd and 3d DIFs */
 209         for (j = 80; j < 80 * 3; j += 80) {
 210             for (k = 6; k < 6 * 8; k += 8)
 211                 dv_write_pack(dv_timecode, c, &buf[j+k]);
 212
 213             if (((long)(buf-frame)/(c->sys->frame_size/(c->sys->difseg_size*c->sys->n_difchan))%c->sys->difseg_size) > 5) { /* FIXME: is this really needed ? */
 214                 dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+14]);
 215                 dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+22]);
 216                 dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+38]);
 217                 dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+46]);
 218             }
 219         }
 220
 221         /* DV VAUX: 4th, 5th and 6th 3DIFs */
 222         for (j = 80*3 + 3; j < 80*6; j += 80) {
 223             dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+5*2]);
 224             dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+5*3]);
 225             dv_write_pack(dv_video_recdate, c, &buf[j+5*11]);
 226             dv_write_pack(dv_video_rectime, c, &buf[j+5*12]);
 227         }
 228     }
 229 }
 230
 231 /*
 232  * The following 3 functions constitute our interface to the world
 233  */
 234
 235 int dv_assemble_frame(DVMuxContext *c, AVStream* st,
 236                       uint8_t* data, int data_size, uint8_t** frame)
 237 {
 238     int i, reqasize;
 239
 240     *frame = &c->frame_buf[0];
 241     reqasize = 4 * dv_audio_frame_size(c->sys, c->frames);
 242
 243     switch (st->codec->codec_type) {
 244     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 245         /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 246         if (c->has_video)
 247             av_log(st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient audio data or severe sync problem.\n", c->frames);
 248
 249         memcpy(*frame, data, c->sys->frame_size);
 250         c->has_video = 1;
 251         break;
 252     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 253         for (i = 0; i < c->n_ast && st != c->ast[i]; i++);
 254
 255           /* FIXME: we have to have more sensible approach than this one */
 256         if (av_fifo_size(c->audio_data[i]) + data_size >= 100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE)
 257             av_log(st->codec, AV_LOG_ERROR, "Can't process DV frame #%d. Insufficient video data or severe sync problem.\n", c->frames);
 258         av_fifo_generic_write(c->audio_data[i], data, data_size, NULL);
 259
 260         /* Let us see if we've got enough audio for one DV frame. */
 261         c->has_audio |= ((reqasize <= av_fifo_size(c->audio_data[i])) << i);
 262
 263         break;
 264     default:
 265         break;
 266     }
 267
 268     /* Let us see if we have enough data to construct one DV frame. */
 269     if (c->has_video == 1 && c->has_audio + 1 == 1 << c->n_ast) {
 270         dv_inject_metadata(c, *frame);
 271         c->has_audio = 0;
 272         for (i=0; i < c->n_ast; i++) {
 273             dv_inject_audio(c, i, *frame);
 274             av_fifo_drain(c->audio_data[i], reqasize);
 275             c->has_audio |= ((reqasize <= av_fifo_size(c->audio_data[i])) << i);
 276         }
 277
 278         c->has_video = 0;
 279
 280         c->frames++;
 281
 282         return c->sys->frame_size;
 283     }
 284
 285     return 0;
 286 }
 287
 288 DVMuxContext* dv_init_mux(AVFormatContext* s)
 289 {
 290     DVMuxContext *c = s->priv_data;
 291     AVStream *vst = NULL;
 292     int i;
 293
 294     /* we support at most 1 video and 2 audio streams */
 295     if (s->nb_streams > 3)
 296         return NULL;
 297
 298     c->n_ast  = 0;
 299     c->ast[0] = c->ast[1] = NULL;
 300
 301     /* We have to sort out where audio and where video stream is */
 302     for (i=0; i<s->nb_streams; i++) {
 303         switch (s->streams[i]->codec->codec_type) {
 304         case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 305             if (vst) return NULL;
 306             vst = s->streams[i];
 307             break;
 308         case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 309             if (c->n_ast > 1) return NULL;
 310             c->ast[c->n_ast++] = s->streams[i];
 311             break;
 312         default:
 313             goto bail_out;
 314         }
 315     }
 316
 317     /* Some checks -- DV format is very picky about its incoming streams */
 318     if (!vst || vst->codec->codec_id != CODEC_ID_DVVIDEO)
 319         goto bail_out;
 320     for (i=0; i<c->n_ast; i++) {
 321         if (c->ast[i] && (c->ast[i]->codec->codec_id    != CODEC_ID_PCM_S16LE ||
 322                           c->ast[i]->codec->sample_rate != 48000 ||
 323                           c->ast[i]->codec->channels    != 2))
 324             goto bail_out;
 325     }
 326     c->sys = ff_dv_codec_profile(vst->codec);
 327     if (!c->sys)
 328         goto bail_out;
 329
 330     if ((c->n_ast > 1) && (c->sys->n_difchan < 2)) {
 331         /* only 1 stereo pair is allowed in 25Mbps mode */
 332         goto bail_out;
 333     }
 334
 335     /* Ok, everything seems to be in working order */
 336     c->frames     = 0;
 337     c->has_audio  = 0;
 338     c->has_video  = 0;
 339     c->start_time = (time_t)s->timestamp;
 340
 341     for (i=0; i < c->n_ast; i++) {
 342         if (c->ast[i] && !(c->audio_data[i]=av_fifo_alloc(100*AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE))) {
 343             while (i > 0) {
 344                 i--;
 345                 av_fifo_free(c->audio_data[i]);
 346             }
 347             goto bail_out;
 348         }
 349     }
 350
 351     return c;
 352
 353 bail_out:
 354     return NULL;
 355 }
 356
 357 void dv_delete_mux(DVMuxContext *c)
 358 {
 359     int i;
 360     for (i=0; i < c->n_ast; i++)
 361         av_fifo_free(c->audio_data[i]);
 362 }
 363
 364 #if CONFIG_DV_MUXER
 365 static int dv_write_header(AVFormatContext *s)
 366 {
 367     if (!dv_init_mux(s)) {
 368         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Can't initialize DV format!\n"
 369                     "Make sure that you supply exactly two streams:\n"
 370                     "     video: 25fps or 29.97fps, audio: 2ch/48kHz/PCM\n"
 371                     "     (50Mbps allows an optional second audio stream)\n");
 372         return -1;
 373     }
 374     return 0;
 375 }
 376
 377 static int dv_write_packet(struct AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 378 {
 379     uint8_t* frame;
 380     int fsize;
 381
 382     fsize = dv_assemble_frame(s->priv_data, s->streams[pkt->stream_index],
 383                               pkt->data, pkt->size, &frame);
 384     if (fsize > 0) {
 385         put_buffer(s->pb, frame, fsize);
 386         put_flush_packet(s->pb);
 387     }
 388     return 0;
 389 }
 390
 391 /*
 392  * We might end up with some extra A/V data without matching counterpart.
 393  * E.g. video data without enough audio to write the complete frame.
 394  * Currently we simply drop the last frame. I don't know whether this
 395  * is the best strategy of all
 396  */
 397 static int dv_write_trailer(struct AVFormatContext *s)
 398 {
 399     dv_delete_mux(s->priv_data);
 400     return 0;
 401 }
 402
 403 AVOutputFormat dv_muxer = {
 404     "dv",
 405     NULL_IF_CONFIG_SMALL("DV video format"),
 406     NULL,
 407     "dv",
 408     sizeof(DVMuxContext),
 409     CODEC_ID_PCM_S16LE,
 410     CODEC_ID_DVVIDEO,
 411     dv_write_header,
 412     dv_write_packet,
 413     dv_write_trailer,
 414 };
 415 #endif /* CONFIG_DV_MUXER */