yuv4mpeg: split the demuxer and muxer into separate files
[ffmpeg.git] / libavformat / idcin.c
1 /*
2  * id Quake II CIN File Demuxer
3  * Copyright (c) 2003 The ffmpeg Project
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * id Quake II CIN file demuxer by Mike Melanson (melanson@pcisys.net)
25  * For more information about the id CIN format, visit:
26  *   http://www.csse.monash.edu.au/~timf/
27  *
28  * CIN is a somewhat quirky and ill-defined format. Here are some notes
29  * for anyone trying to understand the technical details of this format:
30  *
31  * The format has no definite file signature. This is problematic for a
32  * general-purpose media player that wants to automatically detect file
33  * types. However, a CIN file does start with 5 32-bit numbers that
34  * specify audio and video parameters. This demuxer gets around the lack
35  * of file signature by performing sanity checks on those parameters.
36  * Probabalistically, this is a reasonable solution since the number of
37  * valid combinations of the 5 parameters is a very small subset of the
38  * total 160-bit number space.
39  *
40  * Refer to the function idcin_probe() for the precise A/V parameters
41  * that this demuxer allows.
42  *
43  * Next, each audio and video frame has a duration of 1/14 sec. If the
44  * audio sample rate is a multiple of the common frequency 22050 Hz it will
45  * divide evenly by 14. However, if the sample rate is 11025 Hz:
46  *   11025 (samples/sec) / 14 (frames/sec) = 787.5 (samples/frame)
47  * The way the CIN stores audio in this case is by storing 787 sample
48  * frames in the first audio frame and 788 sample frames in the second
49  * audio frame. Therefore, the total number of bytes in an audio frame
50  * is given as:
51  *   audio frame #0: 787 * (bytes/sample) * (# channels) bytes in frame
52  *   audio frame #1: 788 * (bytes/sample) * (# channels) bytes in frame
53  *   audio frame #2: 787 * (bytes/sample) * (# channels) bytes in frame
54  *   audio frame #3: 788 * (bytes/sample) * (# channels) bytes in frame
55  *
56  * Finally, not all id CIN creation tools agree on the resolution of the
57  * color palette, apparently. Some creation tools specify red, green, and
58  * blue palette components in terms of 6-bit VGA color DAC values which
59  * range from 0..63. Other tools specify the RGB components as full 8-bit
60  * values that range from 0..255. Since there are no markers in the file to
61  * differentiate between the two variants, this demuxer uses the following
62  * heuristic:
63  *   - load the 768 palette bytes from disk
64  *   - assume that they will need to be shifted left by 2 bits to
65  *     transform them from 6-bit values to 8-bit values
66  *   - scan through all 768 palette bytes
67  *     - if any bytes exceed 63, do not shift the bytes at all before
68  *       transmitting them to the video decoder
69  */
70
71 #include "libavutil/channel_layout.h"
72 #include "libavutil/imgutils.h"
73 #include "libavutil/intreadwrite.h"
74 #include "avformat.h"
75 #include "internal.h"
76
77 #define HUFFMAN_TABLE_SIZE (64 * 1024)
78 #define IDCIN_FPS 14
79
80 typedef struct IdcinDemuxContext {
81     int video_stream_index;
82     int audio_stream_index;
83     int audio_chunk_size1;
84     int audio_chunk_size2;
85     int block_align;
86
87     /* demux state variables */
88     int current_audio_chunk;
89     int next_chunk_is_video;
90     int audio_present;
91     int64_t first_pkt_pos;
92 } IdcinDemuxContext;
93
94 static int idcin_probe(AVProbeData *p)
95 {
96     unsigned int number;
97
98     /*
99      * This is what you could call a "probabilistic" file check: id CIN
100      * files don't have a definite file signature. In lieu of such a marker,
101      * perform sanity checks on the 5 32-bit header fields:
102      *  width, height: greater than 0, less than or equal to 1024
103      * audio sample rate: greater than or equal to 8000, less than or
104      *  equal to 48000, or 0 for no audio
105      * audio sample width (bytes/sample): 0 for no audio, or 1 or 2
106      * audio channels: 0 for no audio, or 1 or 2
107      */
108
109     /* check we have enough data to do all checks, otherwise the
110        0-padding may cause a wrong recognition */
111     if (p->buf_size < 20)
112         return 0;
113
114     /* check the video width */
115     number = AV_RL32(&p->buf[0]);
116     if ((number == 0) || (number > 1024))
117        return 0;
118
119     /* check the video height */
120     number = AV_RL32(&p->buf[4]);
121     if ((number == 0) || (number > 1024))
122        return 0;
123
124     /* check the audio sample rate */
125     number = AV_RL32(&p->buf[8]);
126     if ((number != 0) && ((number < 8000) | (number > 48000)))
127         return 0;
128
129     /* check the audio bytes/sample */
130     number = AV_RL32(&p->buf[12]);
131     if (number > 2)
132         return 0;
133
134     /* check the audio channels */
135     number = AV_RL32(&p->buf[16]);
136     if (number > 2)
137         return 0;
138
139     /* return half certainty since this check is a bit sketchy */
140     return AVPROBE_SCORE_EXTENSION;
141 }
142
143 static int idcin_read_header(AVFormatContext *s)
144 {
145     AVIOContext *pb = s->pb;
146     IdcinDemuxContext *idcin = s->priv_data;
147     AVStream *st;
148     unsigned int width, height;
149     unsigned int sample_rate, bytes_per_sample, channels;
150     int ret;
151
152     /* get the 5 header parameters */
153     width = avio_rl32(pb);
154     height = avio_rl32(pb);
155     sample_rate = avio_rl32(pb);
156     bytes_per_sample = avio_rl32(pb);
157     channels = avio_rl32(pb);
158
159     if (s->pb->eof_reached) {
160         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "incomplete header\n");
161         return s->pb->error ? s->pb->error : AVERROR_EOF;
162     }
163
164     if (av_image_check_size(width, height, 0, s) < 0)
165         return AVERROR_INVALIDDATA;
166     if (sample_rate > 0) {
167         if (sample_rate < 14 || sample_rate > INT_MAX) {
168             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid sample rate: %u\n", sample_rate);
169             return AVERROR_INVALIDDATA;
170         }
171         if (bytes_per_sample < 1 || bytes_per_sample > 2) {
172             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid bytes per sample: %u\n",
173                    bytes_per_sample);
174             return AVERROR_INVALIDDATA;
175         }
176         if (channels < 1 || channels > 2) {
177             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid channels: %u\n", channels);
178             return AVERROR_INVALIDDATA;
179         }
180         idcin->audio_present = 1;
181     } else {
182         /* if sample rate is 0, assume no audio */
183         idcin->audio_present = 0;
184     }
185
186     st = avformat_new_stream(s, NULL);
187     if (!st)
188         return AVERROR(ENOMEM);
189     avpriv_set_pts_info(st, 33, 1, IDCIN_FPS);
190     st->start_time = 0;
191     idcin->video_stream_index = st->index;
192     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
193     st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_IDCIN;
194     st->codec->codec_tag = 0;  /* no fourcc */
195     st->codec->width = width;
196     st->codec->height = height;
197
198     /* load up the Huffman tables into extradata */
199     st->codec->extradata_size = HUFFMAN_TABLE_SIZE;
200     st->codec->extradata = av_malloc(HUFFMAN_TABLE_SIZE);
201     ret = avio_read(pb, st->codec->extradata, HUFFMAN_TABLE_SIZE);
202     if (ret < 0) {
203         return ret;
204     } else if (ret != HUFFMAN_TABLE_SIZE) {
205         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "incomplete header\n");
206         return AVERROR(EIO);
207     }
208
209     if (idcin->audio_present) {
210         idcin->audio_present = 1;
211         st = avformat_new_stream(s, NULL);
212         if (!st)
213             return AVERROR(ENOMEM);
214         avpriv_set_pts_info(st, 63, 1, sample_rate);
215         st->start_time = 0;
216         idcin->audio_stream_index = st->index;
217         st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO;
218         st->codec->codec_tag = 1;
219         st->codec->channels = channels;
220         st->codec->channel_layout = channels > 1 ? AV_CH_LAYOUT_STEREO :
221                                                    AV_CH_LAYOUT_MONO;
222         st->codec->sample_rate = sample_rate;
223         st->codec->bits_per_coded_sample = bytes_per_sample * 8;
224         st->codec->bit_rate = sample_rate * bytes_per_sample * 8 * channels;
225         st->codec->block_align = idcin->block_align = bytes_per_sample * channels;
226         if (bytes_per_sample == 1)
227             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_PCM_U8;
228         else
229             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE;
230
231         if (sample_rate % 14 != 0) {
232             idcin->audio_chunk_size1 = (sample_rate / 14) *
233             bytes_per_sample * channels;
234             idcin->audio_chunk_size2 = (sample_rate / 14 + 1) *
235                 bytes_per_sample * channels;
236         } else {
237             idcin->audio_chunk_size1 = idcin->audio_chunk_size2 =
238                 (sample_rate / 14) * bytes_per_sample * channels;
239         }
240         idcin->current_audio_chunk = 0;
241     }
242
243     idcin->next_chunk_is_video = 1;
244     idcin->first_pkt_pos = avio_tell(s->pb);
245
246     return 0;
247 }
248
249 static int idcin_read_packet(AVFormatContext *s,
250                              AVPacket *pkt)
251 {
252     int ret;
253     unsigned int command;
254     unsigned int chunk_size;
255     IdcinDemuxContext *idcin = s->priv_data;
256     AVIOContext *pb = s->pb;
257     int i;
258     int palette_scale;
259     unsigned char r, g, b;
260     unsigned char palette_buffer[768];
261     uint32_t palette[256];
262
263     if (s->pb->eof_reached)
264         return s->pb->error ? s->pb->error : AVERROR_EOF;
265
266     if (idcin->next_chunk_is_video) {
267         command = avio_rl32(pb);
268         if (command == 2) {
269             return AVERROR(EIO);
270         } else if (command == 1) {
271             /* trigger a palette change */
272             ret = avio_read(pb, palette_buffer, 768);
273             if (ret < 0) {
274                 return ret;
275             } else if (ret != 768) {
276                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "incomplete packet\n");
277                 return AVERROR(EIO);
278             }
279             /* scale the palette as necessary */
280             palette_scale = 2;
281             for (i = 0; i < 768; i++)
282                 if (palette_buffer[i] > 63) {
283                     palette_scale = 0;
284                     break;
285                 }
286
287             for (i = 0; i < 256; i++) {
288                 r = palette_buffer[i * 3    ] << palette_scale;
289                 g = palette_buffer[i * 3 + 1] << palette_scale;
290                 b = palette_buffer[i * 3 + 2] << palette_scale;
291                 palette[i] = (r << 16) | (g << 8) | (b);
292             }
293         }
294
295         if (s->pb->eof_reached) {
296             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "incomplete packet\n");
297             return s->pb->error ? s->pb->error : AVERROR_EOF;
298         }
299         chunk_size = avio_rl32(pb);
300         if (chunk_size < 4 || chunk_size > INT_MAX - 4) {
301             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "invalid chunk size: %u\n", chunk_size);
302             return AVERROR_INVALIDDATA;
303         }
304         /* skip the number of decoded bytes (always equal to width * height) */
305         avio_skip(pb, 4);
306         chunk_size -= 4;
307         ret= av_get_packet(pb, pkt, chunk_size);
308         if (ret < 0)
309             return ret;
310         else if (ret != chunk_size) {
311             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "incomplete packet\n");
312             av_free_packet(pkt);
313             return AVERROR(EIO);
314         }
315         if (command == 1) {
316             uint8_t *pal;
317
318             pal = av_packet_new_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_PALETTE,
319                                           AVPALETTE_SIZE);
320             if (ret < 0) {
321                 av_free_packet(pkt);
322                 return ret;
323             }
324             memcpy(pal, palette, AVPALETTE_SIZE);
325             pkt->flags |= AV_PKT_FLAG_KEY;
326         }
327         pkt->stream_index = idcin->video_stream_index;
328         pkt->duration     = 1;
329     } else {
330         /* send out the audio chunk */
331         if (idcin->current_audio_chunk)
332             chunk_size = idcin->audio_chunk_size2;
333         else
334             chunk_size = idcin->audio_chunk_size1;
335         ret= av_get_packet(pb, pkt, chunk_size);
336         if (ret < 0)
337             return ret;
338         pkt->stream_index = idcin->audio_stream_index;
339         pkt->duration     = chunk_size / idcin->block_align;
340
341         idcin->current_audio_chunk ^= 1;
342     }
343
344     if (idcin->audio_present)
345         idcin->next_chunk_is_video ^= 1;
346
347     return 0;
348 }
349
350 static int idcin_read_seek(AVFormatContext *s, int stream_index,
351                            int64_t timestamp, int flags)
352 {
353     IdcinDemuxContext *idcin = s->priv_data;
354
355     if (idcin->first_pkt_pos > 0) {
356         int ret = avio_seek(s->pb, idcin->first_pkt_pos, SEEK_SET);
357         if (ret < 0)
358             return ret;
359         ff_update_cur_dts(s, s->streams[idcin->video_stream_index], 0);
360         idcin->next_chunk_is_video = 1;
361         idcin->current_audio_chunk = 0;
362         return 0;
363     }
364     return -1;
365 }
366
367 AVInputFormat ff_idcin_demuxer = {
368     .name           = "idcin",
369     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("id Cinematic"),
370     .priv_data_size = sizeof(IdcinDemuxContext),
371     .read_probe     = idcin_probe,
372     .read_header    = idcin_read_header,
373     .read_packet    = idcin_read_packet,
374     .read_seek      = idcin_read_seek,
375     .flags          = AVFMT_NO_BYTE_SEEK,
376 };