Use more designated initializers.
[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,
47               st->codec->time_base.num, (1UL << 31) - 1);
48
49     aspectn = st->sample_aspect_ratio.num;
50     aspectd = st->sample_aspect_ratio.den;
51
52     if (aspectn == 0 && aspectd == 1)
53         aspectd = 0;  // 0:0 means unknown
54
55     inter = 'p'; /* progressive is the default */
56     if (st->codec->coded_frame && st->codec->coded_frame->interlaced_frame)
57         inter = st->codec->coded_frame->top_field_first ? 't' : 'b';
58
59     switch (st->codec->pix_fmt) {
60     case PIX_FMT_GRAY8:
61         colorspace = " Cmono";
62         break;
63     case PIX_FMT_YUV411P:
64         colorspace = " C411 XYSCSS=411";
65         break;
66     case PIX_FMT_YUV420P:
67         switch (st->codec->chroma_sample_location) {
68         case AVCHROMA_LOC_TOPLEFT: colorspace = " C420paldv XYSCSS=420PALDV"; break;
69         case AVCHROMA_LOC_LEFT:    colorspace = " C420mpeg2 XYSCSS=420MPEG2"; break;
70         default:                   colorspace = " C420jpeg XYSCSS=420JPEG";   break;
71         }
72         break;
73     case PIX_FMT_YUV422P:
74         colorspace = " C422 XYSCSS=422";
75         break;
76     case PIX_FMT_YUV444P:
77         colorspace = " C444 XYSCSS=444";
78         break;
79     }
80
81     /* construct stream header, if this is the first frame */
82     n = snprintf(buf, Y4M_LINE_MAX, "%s W%d H%d F%d:%d I%c A%d:%d%s\n",
83                  Y4M_MAGIC, width, height, raten, rated, inter,
84                  aspectn, aspectd, colorspace);
85
86     return n;
87 }
88
89 static int yuv4_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
90 {
91     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
92     AVIOContext *pb = s->pb;
93     AVPicture *picture;
94     int* first_pkt = s->priv_data;
95     int width, height, h_chroma_shift, v_chroma_shift;
96     int i;
97     char buf2[Y4M_LINE_MAX + 1];
98     char buf1[20];
99     uint8_t *ptr, *ptr1, *ptr2;
100
101     picture = (AVPicture *)pkt->data;
102
103     /* for the first packet we have to output the header as well */
104     if (*first_pkt) {
105         *first_pkt = 0;
106         if (yuv4_generate_header(s, buf2) < 0) {
107             av_log(s, AV_LOG_ERROR,
108                    "Error. YUV4MPEG stream header write failed.\n");
109             return AVERROR(EIO);
110         } else {
111             avio_write(pb, buf2, strlen(buf2));
112         }
113     }
114
115     /* construct frame header */
116
117     snprintf(buf1, sizeof(buf1), "%s\n", Y4M_FRAME_MAGIC);
118     avio_write(pb, buf1, strlen(buf1));
119
120     width  = st->codec->width;
121     height = st->codec->height;
122
123     ptr = picture->data[0];
124     for (i = 0; i < height; i++) {
125         avio_write(pb, ptr, width);
126         ptr += picture->linesize[0];
127     }
128
129     if (st->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8) {
130         // Adjust for smaller Cb and Cr planes
131         avcodec_get_chroma_sub_sample(st->codec->pix_fmt, &h_chroma_shift,
132                                       &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 "
166                "stream, some mjpegtools might not work.\n");
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, "
172                "yuv422p, yuv420p, yuv411p and gray pixel formats. "
173                "Use -pix_fmt to select one.\n");
174         return AVERROR(EIO);
175     }
176
177     *first_pkt = 1;
178     return 0;
179 }
180
181 AVOutputFormat ff_yuv4mpegpipe_muxer = {
182     .name              = "yuv4mpegpipe",
183     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
184     .extensions        = "y4m",
185     .priv_data_size    = sizeof(int),
186     .audio_codec       = CODEC_ID_NONE,
187     .video_codec       = CODEC_ID_RAWVIDEO,
188     .write_header      = yuv4_write_header,
189     .write_packet      = yuv4_write_packet,
190     .flags             = AVFMT_RAWPICTURE,
191 };
192 #endif
193
194 /* Header size increased to allow room for optional flags */
195 #define MAX_YUV4_HEADER 80
196 #define MAX_FRAME_HEADER 80
197
198 static int yuv4_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
199 {
200     char header[MAX_YUV4_HEADER + 10];  // Include headroom for
201                                         // the longest option
202     char *tokstart, *tokend, *header_end;
203     int i;
204     AVIOContext *pb = s->pb;
205     int width = -1, height  = -1, raten   = 0,
206         rated =  0, aspectn =  0, aspectd = 0;
207     enum PixelFormat pix_fmt = PIX_FMT_NONE, alt_pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
208     enum AVChromaLocation chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_UNSPECIFIED;
209     AVStream *st;
210     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
211
212     for (i = 0; i < MAX_YUV4_HEADER; i++) {
213         header[i] = avio_r8(pb);
214         if (header[i] == '\n') {
215             header[i + 1] = 0x20;  // Add a space after last option.
216                                    // Makes parsing "444" vs "444alpha" easier.
217             header[i + 2] = 0;
218             break;
219         }
220     }
221     if (i == MAX_YUV4_HEADER)
222         return -1;
223     if (strncmp(header, Y4M_MAGIC, strlen(Y4M_MAGIC)))
224         return -1;
225
226     s1->interlaced_frame = 0;
227     s1->top_field_first = 0;
228     header_end = &header[i + 1]; // Include space
229     for (tokstart = &header[strlen(Y4M_MAGIC) + 1];
230          tokstart < header_end; tokstart++) {
231         if (*tokstart == 0x20)
232             continue;
233         switch (*tokstart++) {
234         case 'W': // Width. Required.
235             width    = strtol(tokstart, &tokend, 10);
236             tokstart = tokend;
237             break;
238         case 'H': // Height. Required.
239             height   = strtol(tokstart, &tokend, 10);
240             tokstart = tokend;
241             break;
242         case 'C': // Color space
243             if (strncmp("420jpeg", tokstart, 7) == 0) {
244                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
245                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_CENTER;
246             } else if (strncmp("420mpeg2", tokstart, 8) == 0) {
247                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
248                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
249             } else if (strncmp("420paldv", tokstart, 8) == 0) {
250                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
251                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_TOPLEFT;
252             } else if (strncmp("411", tokstart, 3) == 0)
253                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
254             else if (strncmp("422", tokstart, 3) == 0)
255                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
256             else if (strncmp("444alpha", tokstart, 8) == 0 ) {
257                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle 4:4:4:4 "
258                        "YUV4MPEG stream.\n");
259                 return -1;
260             } else if (strncmp("444", tokstart, 3) == 0)
261                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
262             else if (strncmp("mono", tokstart, 4) == 0) {
263                 pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
264             } else {
265                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains an unknown "
266                        "pixel format.\n");
267                 return -1;
268             }
269             while (tokstart < header_end && *tokstart != 0x20)
270                 tokstart++;
271             break;
272         case 'I': // Interlace type
273             switch (*tokstart++){
274             case '?':
275                 break;
276             case 'p':
277                 s1->interlaced_frame = 0;
278                 break;
279             case 't':
280                 s1->interlaced_frame = 1;
281                 s1->top_field_first = 1;
282                 break;
283             case 'b':
284                 s1->interlaced_frame = 1;
285                 s1->top_field_first = 0;
286                 break;
287             case 'm':
288                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains mixed "
289                        "interlaced and non-interlaced frames.\n");
290                 return -1;
291             default:
292                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
293                 return -1;
294             }
295             break;
296         case 'F': // Frame rate
297             sscanf(tokstart, "%d:%d", &raten, &rated); // 0:0 if unknown
298             while (tokstart < header_end && *tokstart != 0x20)
299                 tokstart++;
300             break;
301         case 'A': // Pixel aspect
302             sscanf(tokstart, "%d:%d", &aspectn, &aspectd); // 0:0 if unknown
303             while (tokstart < header_end && *tokstart != 0x20)
304                 tokstart++;
305             break;
306         case 'X': // Vendor extensions
307             if (strncmp("YSCSS=", tokstart, 6) == 0) {
308                 // Older nonstandard pixel format representation
309                 tokstart += 6;
310                 if (strncmp("420JPEG", tokstart, 7) == 0)
311                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
312                 else if (strncmp("420MPEG2", tokstart, 8) == 0)
313                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
314                 else if (strncmp("420PALDV", tokstart, 8) == 0)
315                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
316                 else if (strncmp("411", tokstart, 3) == 0)
317                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
318                 else if (strncmp("422", tokstart, 3) == 0)
319                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
320                 else if (strncmp("444", tokstart, 3) == 0)
321                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
322             }
323             while (tokstart < header_end && *tokstart != 0x20)
324                 tokstart++;
325             break;
326         }
327     }
328
329     if (width == -1 || height == -1) {
330         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
331         return -1;
332     }
333
334     if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
335         if (alt_pix_fmt == PIX_FMT_NONE)
336             pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
337         else
338             pix_fmt = alt_pix_fmt;
339     }
340
341     if (raten <= 0 || rated <= 0) {
342         // Frame rate unknown
343         raten = 25;
344         rated = 1;
345     }
346
347     if (aspectn == 0 && aspectd == 0) {
348         // Pixel aspect unknown
349         aspectd = 1;
350     }
351
352     st = avformat_new_stream(s, NULL);
353     if (!st)
354         return AVERROR(ENOMEM);
355     st->codec->width  = width;
356     st->codec->height = height;
357     av_reduce(&raten, &rated, raten, rated, (1UL << 31) - 1);
358     avpriv_set_pts_info(st, 64, rated, raten);
359     st->codec->pix_fmt                = pix_fmt;
360     st->codec->codec_type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
361     st->codec->codec_id               = CODEC_ID_RAWVIDEO;
362     st->sample_aspect_ratio           = (AVRational){ aspectn, aspectd };
363     st->codec->chroma_sample_location = chroma_sample_location;
364
365     return 0;
366 }
367
368 static int yuv4_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
369 {
370     int i;
371     char header[MAX_FRAME_HEADER+1];
372     int packet_size, width, height;
373     AVStream *st = s->streams[0];
374     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
375
376     for (i = 0; i < MAX_FRAME_HEADER; i++) {
377         header[i] = avio_r8(s->pb);
378         if (header[i] == '\n') {
379             header[i + 1] = 0;
380             break;
381         }
382     }
383     if (i == MAX_FRAME_HEADER)
384         return -1;
385     if (strncmp(header, Y4M_FRAME_MAGIC, strlen(Y4M_FRAME_MAGIC)))
386         return -1;
387
388     width  = st->codec->width;
389     height = st->codec->height;
390
391     packet_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, width, height);
392     if (packet_size < 0)
393         return -1;
394
395     if (av_get_packet(s->pb, pkt, packet_size) != packet_size)
396         return AVERROR(EIO);
397
398     if (st->codec->coded_frame) {
399         st->codec->coded_frame->interlaced_frame = s1->interlaced_frame;
400         st->codec->coded_frame->top_field_first  = s1->top_field_first;
401     }
402
403     pkt->stream_index = 0;
404     return 0;
405 }
406
407 static int yuv4_probe(AVProbeData *pd)
408 {
409     /* check file header */
410     if (strncmp(pd->buf, Y4M_MAGIC, sizeof(Y4M_MAGIC) - 1) == 0)
411         return AVPROBE_SCORE_MAX;
412     else
413         return 0;
414 }
415
416 #if CONFIG_YUV4MPEGPIPE_DEMUXER
417 AVInputFormat ff_yuv4mpegpipe_demuxer = {
418     .name           = "yuv4mpegpipe",
419     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
420     .priv_data_size = sizeof(struct frame_attributes),
421     .read_probe     = yuv4_probe,
422     .read_header    = yuv4_read_header,
423     .read_packet    = yuv4_read_packet,
424     .extensions     = "y4m"
425 };
426 #endif