6af7d78a6ea994e6fe3cf8f1a533066596c0110e
[ffmpeg.git] / libavformat / yuv4mpeg.c
1 /*
2  * YUV4MPEG format
3  * Copyright (c) 2001, 2002, 2003 Fabrice Bellard.
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 #include "avformat.h"
22
23 #define Y4M_MAGIC "YUV4MPEG2"
24 #define Y4M_FRAME_MAGIC "FRAME"
25 #define Y4M_LINE_MAX 256
26
27 struct frame_attributes {
28     int interlaced_frame;
29     int top_field_first;
30 };
31
32 #ifdef CONFIG_YUV4MPEGPIPE_MUXER
33 static int yuv4_generate_header(AVFormatContext *s, char* buf)
34 {
35     AVStream *st;
36     int width, height;
37     int raten, rated, aspectn, aspectd, n;
38     char inter;
39     const char *colorspace = "";
40
41     st = s->streams[0];
42     width = st->codec->width;
43     height = st->codec->height;
44
45     av_reduce(&raten, &rated, st->codec->time_base.den, st->codec->time_base.num, (1UL<<31)-1);
46
47     aspectn = st->codec->sample_aspect_ratio.num;
48     aspectd = st->codec->sample_aspect_ratio.den;
49
50     if ( aspectn == 0 && aspectd == 1 ) aspectd = 0;  // 0:0 means unknown
51
52     inter = 'p'; /* progressive is the default */
53     if (st->codec->coded_frame && st->codec->coded_frame->interlaced_frame) {
54         inter = st->codec->coded_frame->top_field_first ? 't' : 'b';
55     }
56
57     switch(st->codec->pix_fmt) {
58     case PIX_FMT_GRAY8:
59         colorspace = " Cmono";
60         break;
61     case PIX_FMT_YUV411P:
62         colorspace = " C411 XYSCSS=411";
63         break;
64     case PIX_FMT_YUV420P:
65         colorspace = (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DVVIDEO)?" C420paldv XYSCSS=420PALDV":" C420mpeg2 XYSCSS=420MPEG2";
66         break;
67     case PIX_FMT_YUV422P:
68         colorspace = " C422 XYSCSS=422";
69         break;
70     case PIX_FMT_YUV444P:
71         colorspace = " C444 XYSCSS=444";
72         break;
73     }
74
75     /* construct stream header, if this is the first frame */
76     n = snprintf(buf, Y4M_LINE_MAX, "%s W%d H%d F%d:%d I%c A%d:%d%s\n",
77                  Y4M_MAGIC,
78                  width,
79                  height,
80                  raten, rated,
81                  inter,
82                  aspectn, aspectd,
83                  colorspace);
84
85     return n;
86 }
87
88 static int yuv4_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
89 {
90     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
91     ByteIOContext *pb = s->pb;
92     AVPicture *picture;
93     int* first_pkt = s->priv_data;
94     int width, height, h_chroma_shift, v_chroma_shift;
95     int i, m;
96     char buf2[Y4M_LINE_MAX+1];
97     char buf1[20];
98     uint8_t *ptr, *ptr1, *ptr2;
99
100     picture = (AVPicture *)pkt->data;
101
102     /* for the first packet we have to output the header as well */
103     if (*first_pkt) {
104         *first_pkt = 0;
105         if (yuv4_generate_header(s, buf2) < 0) {
106             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Error. YUV4MPEG stream header write failed.\n");
107             return AVERROR(EIO);
108         } else {
109             put_buffer(pb, buf2, strlen(buf2));
110         }
111     }
112
113     /* construct frame header */
114
115     m = snprintf(buf1, sizeof(buf1), "%s\n", Y4M_FRAME_MAGIC);
116     put_buffer(pb, buf1, strlen(buf1));
117
118     width = st->codec->width;
119     height = st->codec->height;
120
121     ptr = picture->data[0];
122     for(i=0;i<height;i++) {
123         put_buffer(pb, ptr, width);
124         ptr += picture->linesize[0];
125     }
126
127     if (st->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8){
128     // Adjust for smaller Cb and Cr planes
129     avcodec_get_chroma_sub_sample(st->codec->pix_fmt, &h_chroma_shift, &v_chroma_shift);
130     width >>= h_chroma_shift;
131     height >>= v_chroma_shift;
132
133     ptr1 = picture->data[1];
134     ptr2 = picture->data[2];
135     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cb */
136         put_buffer(pb, ptr1, width);
137         ptr1 += picture->linesize[1];
138     }
139     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cr */
140         put_buffer(pb, ptr2, width);
141             ptr2 += picture->linesize[2];
142     }
143     }
144     put_flush_packet(pb);
145     return 0;
146 }
147
148 static int yuv4_write_header(AVFormatContext *s)
149 {
150     int* first_pkt = s->priv_data;
151
152     if (s->nb_streams != 1)
153         return AVERROR(EIO);
154
155     if (s->streams[0]->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) {
156         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Warning: generating rarely used 4:1:1 YUV stream, some mjpegtools might not work.\n");
157     }
158     else if ((s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) &&
159              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV422P) &&
160              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8) &&
161              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV444P)) {
162         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");
163         return AVERROR(EIO);
164     }
165
166     *first_pkt = 1;
167     return 0;
168 }
169
170 AVOutputFormat yuv4mpegpipe_muxer = {
171     "yuv4mpegpipe",
172     NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
173     "",
174     "y4m",
175     sizeof(int),
176     CODEC_ID_NONE,
177     CODEC_ID_RAWVIDEO,
178     yuv4_write_header,
179     yuv4_write_packet,
180     .flags = AVFMT_RAWPICTURE,
181 };
182 #endif
183
184 /* Header size increased to allow room for optional flags */
185 #define MAX_YUV4_HEADER 80
186 #define MAX_FRAME_HEADER 80
187
188 static int yuv4_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
189 {
190     char header[MAX_YUV4_HEADER+10];  // Include headroom for the longest option
191     char *tokstart,*tokend,*header_end;
192     int i;
193     ByteIOContext *pb = s->pb;
194     int width=-1, height=-1, raten=0, rated=0, aspectn=0, aspectd=0;
195     enum PixelFormat pix_fmt=PIX_FMT_NONE,alt_pix_fmt=PIX_FMT_NONE;
196     AVStream *st;
197     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
198
199     for (i=0; i<MAX_YUV4_HEADER; i++) {
200         header[i] = get_byte(pb);
201         if (header[i] == '\n') {
202             header[i+1] = 0x20;  // Add a space after last option. Makes parsing "444" vs "444alpha" easier.
203             header[i+2] = 0;
204             break;
205         }
206     }
207     if (i == MAX_YUV4_HEADER) return -1;
208     if (strncmp(header, Y4M_MAGIC, strlen(Y4M_MAGIC))) return -1;
209
210     s1->interlaced_frame = 0;
211     s1->top_field_first = 0;
212     header_end = &header[i+1]; // Include space
213     for(tokstart = &header[strlen(Y4M_MAGIC) + 1]; tokstart < header_end; tokstart++) {
214         if (*tokstart==0x20) continue;
215         switch (*tokstart++) {
216         case 'W': // Width. Required.
217             width = strtol(tokstart, &tokend, 10);
218             tokstart=tokend;
219             break;
220         case 'H': // Height. Required.
221             height = strtol(tokstart, &tokend, 10);
222             tokstart=tokend;
223             break;
224         case 'C': // Color space
225             if (strncmp("420jpeg",tokstart,7)==0)
226                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
227             else if (strncmp("420mpeg2",tokstart,8)==0)
228                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
229             else if (strncmp("420paldv", tokstart, 8)==0)
230                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
231             else if (strncmp("411", tokstart, 3)==0)
232                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
233             else if (strncmp("422", tokstart, 3)==0)
234                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
235             else if (strncmp("444alpha", tokstart, 8)==0) {
236                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle 4:4:4:4 YUV4MPEG stream.\n");
237                 return -1;
238             } else if (strncmp("444", tokstart, 3)==0)
239                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
240             else if (strncmp("mono",tokstart, 4)==0) {
241                 pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
242             } else {
243                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains an unknown pixel format.\n");
244                 return -1;
245             }
246             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
247             break;
248         case 'I': // Interlace type
249             switch (*tokstart++){
250             case '?':
251                 break;
252             case 'p':
253                 s1->interlaced_frame=0;
254                 break;
255             case 't':
256                 s1->interlaced_frame=1;
257                 s1->top_field_first=1;
258                 break;
259             case 'b':
260                 s1->interlaced_frame=1;
261                 s1->top_field_first=0;
262                 break;
263             case 'm':
264                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains mixed interlaced and non-interlaced frames.\n");
265                 return -1;
266             default:
267                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
268                 return -1;
269             }
270             break;
271         case 'F': // Frame rate
272             sscanf(tokstart,"%d:%d",&raten,&rated); // 0:0 if unknown
273             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
274             break;
275         case 'A': // Pixel aspect
276             sscanf(tokstart,"%d:%d",&aspectn,&aspectd); // 0:0 if unknown
277             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
278             break;
279         case 'X': // Vendor extensions
280             if (strncmp("YSCSS=",tokstart,6)==0) {
281                 // Older nonstandard pixel format representation
282                 tokstart+=6;
283                 if (strncmp("420JPEG",tokstart,7)==0)
284                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
285                 else if (strncmp("420MPEG2",tokstart,8)==0)
286                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
287                 else if (strncmp("420PALDV",tokstart,8)==0)
288                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
289                 else if (strncmp("411",tokstart,3)==0)
290                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV411P;
291                 else if (strncmp("422",tokstart,3)==0)
292                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV422P;
293                 else if (strncmp("444",tokstart,3)==0)
294                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV444P;
295             }
296             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
297             break;
298         }
299     }
300
301     if ((width == -1) || (height == -1)) {
302         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
303         return -1;
304     }
305
306     if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
307         if (alt_pix_fmt == PIX_FMT_NONE)
308             pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
309         else
310             pix_fmt = alt_pix_fmt;
311     }
312
313     if (raten == 0 && rated == 0) {
314         // Frame rate unknown
315         raten = 25;
316         rated = 1;
317     }
318
319     if (aspectn == 0 && aspectd == 0) {
320         // Pixel aspect unknown
321         aspectd = 1;
322     }
323
324     st = av_new_stream(s, 0);
325     if(!st)
326         return AVERROR(ENOMEM);
327     st->codec->width = width;
328     st->codec->height = height;
329     av_reduce(&raten, &rated, raten, rated, (1UL<<31)-1);
330     av_set_pts_info(st, 64, rated, raten);
331     st->codec->pix_fmt = pix_fmt;
332     st->codec->codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
333     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
334     st->codec->sample_aspect_ratio= (AVRational){aspectn, aspectd};
335
336     return 0;
337 }
338
339 static int yuv4_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
340 {
341     int i;
342     char header[MAX_FRAME_HEADER+1];
343     int packet_size, width, height;
344     AVStream *st = s->streams[0];
345     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
346
347     for (i=0; i<MAX_FRAME_HEADER; i++) {
348         header[i] = get_byte(s->pb);
349         if (header[i] == '\n') {
350             header[i+1] = 0;
351             break;
352         }
353     }
354     if (i == MAX_FRAME_HEADER) return -1;
355     if (strncmp(header, Y4M_FRAME_MAGIC, strlen(Y4M_FRAME_MAGIC))) return -1;
356
357     width = st->codec->width;
358     height = st->codec->height;
359
360     packet_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, width, height);
361     if (packet_size < 0)
362         return -1;
363
364     if (av_get_packet(s->pb, pkt, packet_size) != packet_size)
365         return AVERROR(EIO);
366
367     if (s->streams[0]->codec->coded_frame) {
368         s->streams[0]->codec->coded_frame->interlaced_frame = s1->interlaced_frame;
369         s->streams[0]->codec->coded_frame->top_field_first = s1->top_field_first;
370     }
371
372     pkt->stream_index = 0;
373     return 0;
374 }
375
376 static int yuv4_probe(AVProbeData *pd)
377 {
378     /* check file header */
379     if (strncmp(pd->buf, Y4M_MAGIC, sizeof(Y4M_MAGIC)-1)==0)
380         return AVPROBE_SCORE_MAX;
381     else
382         return 0;
383 }
384
385 #ifdef CONFIG_YUV4MPEGPIPE_DEMUXER
386 AVInputFormat yuv4mpegpipe_demuxer = {
387     "yuv4mpegpipe",
388     NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
389     sizeof(struct frame_attributes),
390     yuv4_probe,
391     yuv4_read_header,
392     yuv4_read_packet,
393     .extensions = "y4m"
394 };
395 #endif