66fcc1f2a173326c0986d272a69f8b78e3cccc3d
[ffmpeg.git] / libavformat / yuv4mpeg.c
1 /*
2  * YUV4MPEG format
3  * Copyright (c) 2001, 2002, 2003 Fabrice Bellard
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 #include "avformat.h"
22 #include "internal.h"
23
24 #define Y4M_MAGIC "YUV4MPEG2"
25 #define Y4M_FRAME_MAGIC "FRAME"
26 #define Y4M_LINE_MAX 256
27
28 struct frame_attributes {
29     int interlaced_frame;
30     int top_field_first;
31 };
32
33 #if CONFIG_YUV4MPEGPIPE_MUXER
34 static int yuv4_generate_header(AVFormatContext *s, char* buf)
35 {
36     AVStream *st;
37     int width, height;
38     int raten, rated, aspectn, aspectd, n;
39     char inter;
40     const char *colorspace = "";
41
42     st = s->streams[0];
43     width = st->codec->width;
44     height = st->codec->height;
45
46     av_reduce(&raten, &rated, st->codec->time_base.den, st->codec->time_base.num, (1UL<<31)-1);
47
48     aspectn = st->sample_aspect_ratio.num;
49     aspectd = st->sample_aspect_ratio.den;
50
51     if ( aspectn == 0 && aspectd == 1 ) aspectd = 0;  // 0:0 means unknown
52
53     inter = 'p'; /* progressive is the default */
54     if (st->codec->coded_frame && st->codec->coded_frame->interlaced_frame) {
55         inter = st->codec->coded_frame->top_field_first ? 't' : 'b';
56     }
57
58     switch(st->codec->pix_fmt) {
59     case PIX_FMT_GRAY8:
60         colorspace = " Cmono";
61         break;
62     case PIX_FMT_YUV411P:
63         colorspace = " C411 XYSCSS=411";
64         break;
65     case PIX_FMT_YUV420P:
66         colorspace = (st->codec->chroma_sample_location == AVCHROMA_LOC_TOPLEFT)?" C420paldv XYSCSS=420PALDV":
67                      (st->codec->chroma_sample_location == AVCHROMA_LOC_LEFT)   ?" C420mpeg2 XYSCSS=420MPEG2":
68                      " C420jpeg XYSCSS=420JPEG";
69         break;
70     case PIX_FMT_YUV422P:
71         colorspace = " C422 XYSCSS=422";
72         break;
73     case PIX_FMT_YUV444P:
74         colorspace = " C444 XYSCSS=444";
75         break;
76     }
77
78     /* construct stream header, if this is the first frame */
79     n = snprintf(buf, Y4M_LINE_MAX, "%s W%d H%d F%d:%d I%c A%d:%d%s\n",
80                  Y4M_MAGIC,
81                  width,
82                  height,
83                  raten, rated,
84                  inter,
85                  aspectn, aspectd,
86                  colorspace);
87
88     return n;
89 }
90
91 static int yuv4_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
92 {
93     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
94     AVIOContext *pb = s->pb;
95     AVPicture *picture;
96     int* first_pkt = s->priv_data;
97     int width, height, h_chroma_shift, v_chroma_shift;
98     int i;
99     char buf2[Y4M_LINE_MAX+1];
100     char buf1[20];
101     uint8_t *ptr, *ptr1, *ptr2;
102
103     picture = (AVPicture *)pkt->data;
104
105     /* for the first packet we have to output the header as well */
106     if (*first_pkt) {
107         *first_pkt = 0;
108         if (yuv4_generate_header(s, buf2) < 0) {
109             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Error. YUV4MPEG stream header write failed.\n");
110             return AVERROR(EIO);
111         } else {
112             avio_write(pb, buf2, strlen(buf2));
113         }
114     }
115
116     /* construct frame header */
117
118     snprintf(buf1, sizeof(buf1), "%s\n", Y4M_FRAME_MAGIC);
119     avio_write(pb, buf1, strlen(buf1));
120
121     width = st->codec->width;
122     height = st->codec->height;
123
124     ptr = picture->data[0];
125     for(i=0;i<height;i++) {
126         avio_write(pb, ptr, width);
127         ptr += picture->linesize[0];
128     }
129
130     if (st->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8){
131     // Adjust for smaller Cb and Cr planes
132     avcodec_get_chroma_sub_sample(st->codec->pix_fmt, &h_chroma_shift, &v_chroma_shift);
133     width >>= h_chroma_shift;
134     height >>= v_chroma_shift;
135
136     ptr1 = picture->data[1];
137     ptr2 = picture->data[2];
138     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cb */
139         avio_write(pb, ptr1, width);
140         ptr1 += picture->linesize[1];
141     }
142     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cr */
143         avio_write(pb, ptr2, width);
144             ptr2 += picture->linesize[2];
145     }
146     }
147     avio_flush(pb);
148     return 0;
149 }
150
151 static int yuv4_write_header(AVFormatContext *s)
152 {
153     int* first_pkt = s->priv_data;
154
155     if (s->nb_streams != 1)
156         return AVERROR(EIO);
157
158     if (s->streams[0]->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) {
159         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Warning: generating rarely used 4:1:1 YUV stream, some mjpegtools might not work.\n");
160     }
161     else if ((s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) &&
162              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV422P) &&
163              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8) &&
164              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV444P)) {
165         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "ERROR: yuv4mpeg only handles yuv444p, yuv422p, yuv420p, yuv411p and gray pixel formats. Use -pix_fmt to select one.\n");
166         return AVERROR(EIO);
167     }
168
169     *first_pkt = 1;
170     return 0;
171 }
172
173 AVOutputFormat ff_yuv4mpegpipe_muxer = {
174     .name              = "yuv4mpegpipe",
175     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
176     .mime_type         = "",
177     .extensions        = "y4m",
178     .priv_data_size    = sizeof(int),
179     .audio_codec       = CODEC_ID_NONE,
180     .video_codec       = CODEC_ID_RAWVIDEO,
181     .write_header      = yuv4_write_header,
182     .write_packet      = yuv4_write_packet,
183     .flags = AVFMT_RAWPICTURE,
184 };
185 #endif
186
187 /* Header size increased to allow room for optional flags */
188 #define MAX_YUV4_HEADER 80
189 #define MAX_FRAME_HEADER 80
190
191 static int yuv4_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
192 {
193     char header[MAX_YUV4_HEADER+10];  // Include headroom for the longest option
194     char *tokstart,*tokend,*header_end;
195     int i;
196     AVIOContext *pb = s->pb;
197     int width=-1, height=-1, raten=0, rated=0, aspectn=0, aspectd=0;
198     enum PixelFormat pix_fmt=PIX_FMT_NONE,alt_pix_fmt=PIX_FMT_NONE;
199     enum AVChromaLocation chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_UNSPECIFIED;
200     AVStream *st;
201     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
202
203     for (i=0; i<MAX_YUV4_HEADER; i++) {
204         header[i] = avio_r8(pb);
205         if (header[i] == '\n') {
206             header[i+1] = 0x20;  // Add a space after last option. Makes parsing "444" vs "444alpha" easier.
207             header[i+2] = 0;
208             break;
209         }
210     }
211     if (i == MAX_YUV4_HEADER) return -1;
212     if (strncmp(header, Y4M_MAGIC, strlen(Y4M_MAGIC))) return -1;
213
214     s1->interlaced_frame = 0;
215     s1->top_field_first = 0;
216     header_end = &header[i+1]; // Include space
217     for(tokstart = &header[strlen(Y4M_MAGIC) + 1]; tokstart < header_end; tokstart++) {
218         if (*tokstart==0x20) continue;
219         switch (*tokstart++) {
220         case 'W': // Width. Required.
221             width = strtol(tokstart, &tokend, 10);
222             tokstart=tokend;
223             break;
224         case 'H': // Height. Required.
225             height = strtol(tokstart, &tokend, 10);
226             tokstart=tokend;
227             break;
228         case 'C': // Color space
229             if (strncmp("420jpeg",tokstart,7)==0) {
230                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
231                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_CENTER;
232             } else if (strncmp("420mpeg2",tokstart,8)==0) {
233                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
234                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
235             } else if (strncmp("420paldv", tokstart, 8)==0) {
236                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
237                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_TOPLEFT;
238             } else if (strncmp("411", tokstart, 3)==0)
239                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
240             else if (strncmp("422", tokstart, 3)==0)
241                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
242             else if (strncmp("444alpha", tokstart, 8)==0) {
243                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle 4:4:4:4 YUV4MPEG stream.\n");
244                 return -1;
245             } else if (strncmp("444", tokstart, 3)==0)
246                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
247             else if (strncmp("mono",tokstart, 4)==0) {
248                 pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
249             } else {
250                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains an unknown pixel format.\n");
251                 return -1;
252             }
253             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
254             break;
255         case 'I': // Interlace type
256             switch (*tokstart++){
257             case '?':
258                 break;
259             case 'p':
260                 s1->interlaced_frame=0;
261                 break;
262             case 't':
263                 s1->interlaced_frame=1;
264                 s1->top_field_first=1;
265                 break;
266             case 'b':
267                 s1->interlaced_frame=1;
268                 s1->top_field_first=0;
269                 break;
270             case 'm':
271                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains mixed interlaced and non-interlaced frames.\n");
272                 return -1;
273             default:
274                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
275                 return -1;
276             }
277             break;
278         case 'F': // Frame rate
279             sscanf(tokstart,"%d:%d",&raten,&rated); // 0:0 if unknown
280             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
281             break;
282         case 'A': // Pixel aspect
283             sscanf(tokstart,"%d:%d",&aspectn,&aspectd); // 0:0 if unknown
284             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
285             break;
286         case 'X': // Vendor extensions
287             if (strncmp("YSCSS=",tokstart,6)==0) {
288                 // Older nonstandard pixel format representation
289                 tokstart+=6;
290                 if (strncmp("420JPEG",tokstart,7)==0)
291                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
292                 else if (strncmp("420MPEG2",tokstart,8)==0)
293                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
294                 else if (strncmp("420PALDV",tokstart,8)==0)
295                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
296                 else if (strncmp("411",tokstart,3)==0)
297                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV411P;
298                 else if (strncmp("422",tokstart,3)==0)
299                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV422P;
300                 else if (strncmp("444",tokstart,3)==0)
301                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV444P;
302             }
303             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
304             break;
305         }
306     }
307
308     if ((width == -1) || (height == -1)) {
309         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
310         return -1;
311     }
312
313     if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
314         if (alt_pix_fmt == PIX_FMT_NONE)
315             pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
316         else
317             pix_fmt = alt_pix_fmt;
318     }
319
320     if (raten <= 0 || rated <= 0) {
321         // Frame rate unknown
322         raten = 25;
323         rated = 1;
324     }
325
326     if (aspectn == 0 && aspectd == 0) {
327         // Pixel aspect unknown
328         aspectd = 1;
329     }
330
331     st = avformat_new_stream(s, NULL);
332     if(!st)
333         return AVERROR(ENOMEM);
334     st->codec->width = width;
335     st->codec->height = height;
336     av_reduce(&raten, &rated, raten, rated, (1UL<<31)-1);
337     avpriv_set_pts_info(st, 64, rated, raten);
338     st->codec->pix_fmt = pix_fmt;
339     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
340     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
341     st->sample_aspect_ratio= (AVRational){aspectn, aspectd};
342     st->codec->chroma_sample_location = chroma_sample_location;
343
344     return 0;
345 }
346
347 static int yuv4_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
348 {
349     int i;
350     char header[MAX_FRAME_HEADER+1];
351     int packet_size, width, height;
352     AVStream *st = s->streams[0];
353     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
354
355     for (i=0; i<MAX_FRAME_HEADER; i++) {
356         header[i] = avio_r8(s->pb);
357         if (header[i] == '\n') {
358             header[i+1] = 0;
359             break;
360         }
361     }
362     if (i == MAX_FRAME_HEADER) return -1;
363     if (strncmp(header, Y4M_FRAME_MAGIC, strlen(Y4M_FRAME_MAGIC))) return -1;
364
365     width = st->codec->width;
366     height = st->codec->height;
367
368     packet_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, width, height);
369     if (packet_size < 0)
370         return -1;
371
372     if (av_get_packet(s->pb, pkt, packet_size) != packet_size)
373         return AVERROR(EIO);
374
375     if (s->streams[0]->codec->coded_frame) {
376         s->streams[0]->codec->coded_frame->interlaced_frame = s1->interlaced_frame;
377         s->streams[0]->codec->coded_frame->top_field_first = s1->top_field_first;
378     }
379
380     pkt->stream_index = 0;
381     return 0;
382 }
383
384 static int yuv4_probe(AVProbeData *pd)
385 {
386     /* check file header */
387     if (strncmp(pd->buf, Y4M_MAGIC, sizeof(Y4M_MAGIC)-1)==0)
388         return AVPROBE_SCORE_MAX;
389     else
390         return 0;
391 }
392
393 #if CONFIG_YUV4MPEGPIPE_DEMUXER
394 AVInputFormat ff_yuv4mpegpipe_demuxer = {
395     .name           = "yuv4mpegpipe",
396     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
397     .priv_data_size = sizeof(struct frame_attributes),
398     .read_probe     = yuv4_probe,
399     .read_header    = yuv4_read_header,
400     .read_packet    = yuv4_read_packet,
401     .extensions = "y4m"
402 };
403 #endif