6db51968e73f754227437ee68ccfa2319ddd115a
[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 #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->codec_id != CODEC_ID_RAWVIDEO) {
159         av_log(s, AV_LOG_ERROR,
160                "A non-rawvideo stream was selected, but yuv4mpeg only handles rawvideo streams\n");
161         return AVERROR(EINVAL);
162     }
163
164     if (s->streams[0]->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) {
165         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Warning: generating rarely used 4:1:1 YUV stream, some mjpegtools might not work.\n");
166     }
167     else if ((s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) &&
168              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV422P) &&
169              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8) &&
170              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV444P)) {
171         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");
172         return AVERROR(EIO);
173     }
174
175     *first_pkt = 1;
176     return 0;
177 }
178
179 AVOutputFormat ff_yuv4mpegpipe_muxer = {
180     .name              = "yuv4mpegpipe",
181     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
182     .mime_type         = "",
183     .extensions        = "y4m",
184     .priv_data_size    = sizeof(int),
185     .audio_codec       = CODEC_ID_NONE,
186     .video_codec       = CODEC_ID_RAWVIDEO,
187     .write_header      = yuv4_write_header,
188     .write_packet      = yuv4_write_packet,
189     .flags = AVFMT_RAWPICTURE,
190 };
191 #endif
192
193 /* Header size increased to allow room for optional flags */
194 #define MAX_YUV4_HEADER 80
195 #define MAX_FRAME_HEADER 80
196
197 static int yuv4_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
198 {
199     char header[MAX_YUV4_HEADER+10];  // Include headroom for the longest option
200     char *tokstart,*tokend,*header_end;
201     int i;
202     AVIOContext *pb = s->pb;
203     int width=-1, height=-1, raten=0, rated=0, aspectn=0, aspectd=0;
204     enum PixelFormat pix_fmt=PIX_FMT_NONE,alt_pix_fmt=PIX_FMT_NONE;
205     enum AVChromaLocation chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_UNSPECIFIED;
206     AVStream *st;
207     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
208
209     for (i=0; i<MAX_YUV4_HEADER; i++) {
210         header[i] = avio_r8(pb);
211         if (header[i] == '\n') {
212             header[i+1] = 0x20;  // Add a space after last option. Makes parsing "444" vs "444alpha" easier.
213             header[i+2] = 0;
214             break;
215         }
216     }
217     if (i == MAX_YUV4_HEADER) return -1;
218     if (strncmp(header, Y4M_MAGIC, strlen(Y4M_MAGIC))) return -1;
219
220     s1->interlaced_frame = 0;
221     s1->top_field_first = 0;
222     header_end = &header[i+1]; // Include space
223     for(tokstart = &header[strlen(Y4M_MAGIC) + 1]; tokstart < header_end; tokstart++) {
224         if (*tokstart==0x20) continue;
225         switch (*tokstart++) {
226         case 'W': // Width. Required.
227             width = strtol(tokstart, &tokend, 10);
228             tokstart=tokend;
229             break;
230         case 'H': // Height. Required.
231             height = strtol(tokstart, &tokend, 10);
232             tokstart=tokend;
233             break;
234         case 'C': // Color space
235             if (strncmp("420jpeg",tokstart,7)==0) {
236                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
237                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_CENTER;
238             } else if (strncmp("420mpeg2",tokstart,8)==0) {
239                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
240                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
241             } else if (strncmp("420paldv", tokstart, 8)==0) {
242                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
243                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_TOPLEFT;
244             } else if (strncmp("411", tokstart, 3)==0)
245                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
246             else if (strncmp("422", tokstart, 3)==0)
247                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
248             else if (strncmp("444alpha", tokstart, 8)==0) {
249                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle 4:4:4:4 YUV4MPEG stream.\n");
250                 return -1;
251             } else if (strncmp("444", tokstart, 3)==0)
252                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
253             else if (strncmp("mono",tokstart, 4)==0) {
254                 pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
255             } else {
256                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains an unknown pixel format.\n");
257                 return -1;
258             }
259             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
260             break;
261         case 'I': // Interlace type
262             switch (*tokstart++){
263             case '?':
264                 break;
265             case 'p':
266                 s1->interlaced_frame=0;
267                 break;
268             case 't':
269                 s1->interlaced_frame=1;
270                 s1->top_field_first=1;
271                 break;
272             case 'b':
273                 s1->interlaced_frame=1;
274                 s1->top_field_first=0;
275                 break;
276             case 'm':
277                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains mixed interlaced and non-interlaced frames.\n");
278                 return -1;
279             default:
280                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
281                 return -1;
282             }
283             break;
284         case 'F': // Frame rate
285             sscanf(tokstart,"%d:%d",&raten,&rated); // 0:0 if unknown
286             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
287             break;
288         case 'A': // Pixel aspect
289             sscanf(tokstart,"%d:%d",&aspectn,&aspectd); // 0:0 if unknown
290             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
291             break;
292         case 'X': // Vendor extensions
293             if (strncmp("YSCSS=",tokstart,6)==0) {
294                 // Older nonstandard pixel format representation
295                 tokstart+=6;
296                 if (strncmp("420JPEG",tokstart,7)==0)
297                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
298                 else if (strncmp("420MPEG2",tokstart,8)==0)
299                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
300                 else if (strncmp("420PALDV",tokstart,8)==0)
301                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
302                 else if (strncmp("411",tokstart,3)==0)
303                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV411P;
304                 else if (strncmp("422",tokstart,3)==0)
305                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV422P;
306                 else if (strncmp("444",tokstart,3)==0)
307                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV444P;
308             }
309             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
310             break;
311         }
312     }
313
314     if ((width == -1) || (height == -1)) {
315         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
316         return -1;
317     }
318
319     if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
320         if (alt_pix_fmt == PIX_FMT_NONE)
321             pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
322         else
323             pix_fmt = alt_pix_fmt;
324     }
325
326     if (raten <= 0 || rated <= 0) {
327         // Frame rate unknown
328         raten = 25;
329         rated = 1;
330     }
331
332     if (aspectn == 0 && aspectd == 0) {
333         // Pixel aspect unknown
334         aspectd = 1;
335     }
336
337     st = avformat_new_stream(s, NULL);
338     if(!st)
339         return AVERROR(ENOMEM);
340     st->codec->width = width;
341     st->codec->height = height;
342     av_reduce(&raten, &rated, raten, rated, (1UL<<31)-1);
343     avpriv_set_pts_info(st, 64, rated, raten);
344     st->codec->pix_fmt = pix_fmt;
345     st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
346     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
347     st->sample_aspect_ratio= (AVRational){aspectn, aspectd};
348     st->codec->chroma_sample_location = chroma_sample_location;
349
350     return 0;
351 }
352
353 static int yuv4_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
354 {
355     int i;
356     char header[MAX_FRAME_HEADER+1];
357     int packet_size, width, height;
358     AVStream *st = s->streams[0];
359     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
360
361     for (i=0; i<MAX_FRAME_HEADER; i++) {
362         header[i] = avio_r8(s->pb);
363         if (header[i] == '\n') {
364             header[i+1] = 0;
365             break;
366         }
367     }
368     if (i == MAX_FRAME_HEADER) return -1;
369     if (strncmp(header, Y4M_FRAME_MAGIC, strlen(Y4M_FRAME_MAGIC))) return -1;
370
371     width = st->codec->width;
372     height = st->codec->height;
373
374     packet_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, width, height);
375     if (packet_size < 0)
376         return -1;
377
378     if (av_get_packet(s->pb, pkt, packet_size) != packet_size)
379         return AVERROR(EIO);
380
381     if (s->streams[0]->codec->coded_frame) {
382         s->streams[0]->codec->coded_frame->interlaced_frame = s1->interlaced_frame;
383         s->streams[0]->codec->coded_frame->top_field_first = s1->top_field_first;
384     }
385
386     pkt->stream_index = 0;
387     return 0;
388 }
389
390 static int yuv4_probe(AVProbeData *pd)
391 {
392     /* check file header */
393     if (strncmp(pd->buf, Y4M_MAGIC, sizeof(Y4M_MAGIC)-1)==0)
394         return AVPROBE_SCORE_MAX;
395     else
396         return 0;
397 }
398
399 #if CONFIG_YUV4MPEGPIPE_DEMUXER
400 AVInputFormat ff_yuv4mpegpipe_demuxer = {
401     .name           = "yuv4mpegpipe",
402     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
403     .priv_data_size = sizeof(struct frame_attributes),
404     .read_probe     = yuv4_probe,
405     .read_header    = yuv4_read_header,
406     .read_packet    = yuv4_read_packet,
407     .extensions = "y4m"
408 };
409 #endif