give AVInput/OutputFormat structs consistent names
[ffmpeg.git] / libavformat / yuv4mpeg.c
1 /*
2  * YUV4MPEG format
3  * Copyright (c) 2001, 2002, 2003 Fabrice Bellard.
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
18  */
19 #include "avformat.h"
20
21 #define Y4M_MAGIC "YUV4MPEG2"
22 #define Y4M_FRAME_MAGIC "FRAME"
23 #define Y4M_LINE_MAX 256
24
25 struct frame_attributes {
26     int interlaced_frame;
27     int top_field_first;
28 };
29
30 #ifdef CONFIG_MUXERS
31
32 static int yuv4_generate_header(AVFormatContext *s, char* buf)
33 {
34     AVStream *st;
35     int width, height;
36     int raten, rated, aspectn, aspectd, n;
37     char inter;
38     const char *colorspace = "";
39
40     st = s->streams[0];
41     width = st->codec->width;
42     height = st->codec->height;
43
44     av_reduce(&raten, &rated, st->codec->time_base.den, st->codec->time_base.num, (1UL<<31)-1);
45
46     aspectn = st->codec->sample_aspect_ratio.num;
47     aspectd = st->codec->sample_aspect_ratio.den;
48
49     if ( aspectn == 0 && aspectd == 1 ) aspectd = 0;  // 0:0 means unknown
50
51     inter = 'p'; /* progressive is the default */
52     if (st->codec->coded_frame && st->codec->coded_frame->interlaced_frame) {
53         inter = st->codec->coded_frame->top_field_first ? 't' : 'b';
54     }
55
56     switch(st->codec->pix_fmt) {
57     case PIX_FMT_GRAY8:
58         colorspace = " Cmono";
59         break;
60     case PIX_FMT_YUV411P:
61         colorspace = " C411 XYSCSS=411";
62         break;
63     case PIX_FMT_YUV420P:
64         colorspace = (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DVVIDEO)?" C420paldv XYSCSS=420PALDV":" C420mpeg2 XYSCSS=420MPEG2";
65         break;
66     case PIX_FMT_YUV422P:
67         colorspace = " C422 XYSCSS=422";
68         break;
69     case PIX_FMT_YUV444P:
70         colorspace = " C444 XYSCSS=444";
71         break;
72     }
73
74     /* construct stream header, if this is the first frame */
75     n = snprintf(buf, Y4M_LINE_MAX, "%s W%d H%d F%d:%d I%c A%d:%d%s\n",
76                  Y4M_MAGIC,
77                  width,
78                  height,
79                  raten, rated,
80                  inter,
81                  aspectn, aspectd,
82                  colorspace);
83
84     return n;
85 }
86
87 static int yuv4_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
88 {
89     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
90     ByteIOContext *pb = &s->pb;
91     AVPicture *picture;
92     int* first_pkt = s->priv_data;
93     int width, height, h_chroma_shift, v_chroma_shift;
94     int i, m;
95     char buf2[Y4M_LINE_MAX+1];
96     char buf1[20];
97     uint8_t *ptr, *ptr1, *ptr2;
98
99     picture = (AVPicture *)pkt->data;
100
101     /* for the first packet we have to output the header as well */
102     if (*first_pkt) {
103         *first_pkt = 0;
104         if (yuv4_generate_header(s, buf2) < 0) {
105             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Error. YUV4MPEG stream header write failed.\n");
106             return AVERROR_IO;
107         } else {
108             put_buffer(pb, buf2, strlen(buf2));
109         }
110     }
111
112     /* construct frame header */
113
114     m = snprintf(buf1, sizeof(buf1), "%s\n", Y4M_FRAME_MAGIC);
115     put_buffer(pb, buf1, strlen(buf1));
116
117     width = st->codec->width;
118     height = st->codec->height;
119
120     ptr = picture->data[0];
121     for(i=0;i<height;i++) {
122         put_buffer(pb, ptr, width);
123         ptr += picture->linesize[0];
124     }
125
126     if (st->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8){
127     // Adjust for smaller Cb and Cr planes
128     avcodec_get_chroma_sub_sample(st->codec->pix_fmt, &h_chroma_shift, &v_chroma_shift);
129     width >>= h_chroma_shift;
130     height >>= v_chroma_shift;
131
132     ptr1 = picture->data[1];
133     ptr2 = picture->data[2];
134     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cb */
135         put_buffer(pb, ptr1, width);
136         ptr1 += picture->linesize[1];
137     }
138     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cr */
139         put_buffer(pb, ptr2, width);
140             ptr2 += picture->linesize[2];
141     }
142     }
143     put_flush_packet(pb);
144     return 0;
145 }
146
147 static int yuv4_write_header(AVFormatContext *s)
148 {
149     int* first_pkt = s->priv_data;
150
151     if (s->nb_streams != 1)
152         return AVERROR_IO;
153
154     if (s->streams[0]->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) {
155         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Warning: generating rarely used 4:1:1 YUV stream, some mjpegtools might not work.\n");
156     }
157     else if ((s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) &&
158              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV422P) &&
159              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8) &&
160              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV444P)) {
161         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");
162         return AVERROR_IO;
163     }
164
165     *first_pkt = 1;
166     return 0;
167 }
168
169 static int yuv4_write_trailer(AVFormatContext *s)
170 {
171     return 0;
172 }
173
174 AVOutputFormat yuv4mpegpipe_muxer = {
175     "yuv4mpegpipe",
176     "YUV4MPEG pipe format",
177     "",
178     "y4m",
179     sizeof(int),
180     CODEC_ID_NONE,
181     CODEC_ID_RAWVIDEO,
182     yuv4_write_header,
183     yuv4_write_packet,
184     yuv4_write_trailer,
185     .flags = AVFMT_RAWPICTURE,
186 };
187 #endif //CONFIG_MUXERS
188
189 /* Header size increased to allow room for optional flags */
190 #define MAX_YUV4_HEADER 80
191 #define MAX_FRAME_HEADER 80
192
193 static int yuv4_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
194 {
195     char header[MAX_YUV4_HEADER+10];  // Include headroom for the longest option
196     char *tokstart,*tokend,*header_end;
197     int i;
198     ByteIOContext *pb = &s->pb;
199     int width=-1, height=-1, raten=0, rated=0, aspectn=0, aspectd=0;
200     enum PixelFormat pix_fmt=PIX_FMT_NONE,alt_pix_fmt=PIX_FMT_NONE;
201     AVStream *st;
202     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
203
204     for (i=0; i<MAX_YUV4_HEADER; i++) {
205         header[i] = get_byte(pb);
206         if (header[i] == '\n') {
207             header[i+1] = 0x20;  // Add a space after last option. Makes parsing "444" vs "444alpha" easier.
208             header[i+2] = 0;
209             break;
210         }
211     }
212     if (i == MAX_YUV4_HEADER) return -1;
213     if (strncmp(header, Y4M_MAGIC, strlen(Y4M_MAGIC))) return -1;
214
215     s1->interlaced_frame = 0;
216     s1->top_field_first = 0;
217     header_end = &header[i+1]; // Include space
218     for(tokstart = &header[strlen(Y4M_MAGIC) + 1]; tokstart < header_end; tokstart++) {
219         if (*tokstart==0x20) continue;
220         switch (*tokstart++) {
221         case 'W': // Width. Required.
222             width = strtol(tokstart, &tokend, 10);
223             tokstart=tokend;
224             break;
225         case 'H': // Height. Required.
226             height = strtol(tokstart, &tokend, 10);
227             tokstart=tokend;
228             break;
229         case 'C': // Color space
230             if (strncmp("420jpeg",tokstart,7)==0)
231                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
232             else if (strncmp("420mpeg2",tokstart,8)==0)
233                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
234             else if (strncmp("420paldv", tokstart, 8)==0)
235                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
236             else if (strncmp("411", tokstart, 3)==0)
237                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
238             else if (strncmp("422", tokstart, 3)==0)
239                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
240             else if (strncmp("444alpha", tokstart, 8)==0) {
241                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle 4:4:4:4 YUV4MPEG stream.\n");
242                 return -1;
243             } else if (strncmp("444", tokstart, 3)==0)
244                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
245             else if (strncmp("mono",tokstart, 4)==0) {
246                 pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
247             } else {
248                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains an unknown pixel format.\n");
249                 return -1;
250             }
251             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
252             break;
253         case 'I': // Interlace type
254             switch (*tokstart++){
255             case '?':
256                 break;
257             case 'p':
258                 s1->interlaced_frame=0;
259                 break;
260             case 't':
261                 s1->interlaced_frame=1;
262                 s1->top_field_first=1;
263                 break;
264             case 'b':
265                 s1->interlaced_frame=1;
266                 s1->top_field_first=0;
267                 break;
268             case 'm':
269                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains mixed interlaced and non-interlaced frames.\n");
270                 return -1;
271             default:
272                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
273                 return -1;
274             }
275             break;
276         case 'F': // Frame rate
277             sscanf(tokstart,"%d:%d",&raten,&rated); // 0:0 if unknown
278             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
279             break;
280         case 'A': // Pixel aspect
281             sscanf(tokstart,"%d:%d",&aspectn,&aspectd); // 0:0 if unknown
282             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
283             break;
284         case 'X': // Vendor extensions
285             if (strncmp("YSCSS=",tokstart,6)==0) {
286                 // Older nonstandard pixel format representation
287                 tokstart+=6;
288                 if (strncmp("420JPEG",tokstart,7)==0)
289                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
290                 else if (strncmp("420MPEG2",tokstart,8)==0)
291                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
292                 else if (strncmp("420PALDV",tokstart,8)==0)
293                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
294                 else if (strncmp("411",tokstart,3)==0)
295                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV411P;
296                 else if (strncmp("422",tokstart,3)==0)
297                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV422P;
298                 else if (strncmp("444",tokstart,3)==0)
299                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV444P;
300             }
301             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
302             break;
303         }
304     }
305
306     if ((width == -1) || (height == -1)) {
307         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
308         return -1;
309     }
310
311     if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
312         if (alt_pix_fmt == PIX_FMT_NONE)
313             pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
314         else
315             pix_fmt = alt_pix_fmt;
316     }
317
318     if (raten == 0 && rated == 0) {
319         // Frame rate unknown
320         raten = 25;
321         rated = 1;
322     }
323
324     if (aspectn == 0 && aspectd == 0) {
325         // Pixel aspect unknown
326         aspectd = 1;
327     }
328
329     st = av_new_stream(s, 0);
330     st = s->streams[0];
331     st->codec->width = width;
332     st->codec->height = height;
333     av_reduce(&raten, &rated, raten, rated, (1UL<<31)-1);
334     av_set_pts_info(st, 64, rated, raten);
335     st->codec->pix_fmt = pix_fmt;
336     st->codec->codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
337     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
338     st->codec->sample_aspect_ratio= (AVRational){aspectn, aspectd};
339
340     return 0;
341 }
342
343 static int yuv4_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
344 {
345     int i;
346     char header[MAX_FRAME_HEADER+1];
347     int packet_size, width, height;
348     AVStream *st = s->streams[0];
349     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
350
351     for (i=0; i<MAX_FRAME_HEADER; i++) {
352         header[i] = get_byte(&s->pb);
353         if (header[i] == '\n') {
354             header[i+1] = 0;
355             break;
356         }
357     }
358     if (i == MAX_FRAME_HEADER) return -1;
359     if (strncmp(header, Y4M_FRAME_MAGIC, strlen(Y4M_FRAME_MAGIC))) return -1;
360
361     width = st->codec->width;
362     height = st->codec->height;
363
364     packet_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, width, height);
365     if (packet_size < 0)
366         return -1;
367
368     if (av_get_packet(&s->pb, pkt, packet_size) != packet_size)
369         return AVERROR_IO;
370
371     if (s->streams[0]->codec->coded_frame) {
372         s->streams[0]->codec->coded_frame->interlaced_frame = s1->interlaced_frame;
373         s->streams[0]->codec->coded_frame->top_field_first = s1->top_field_first;
374     }
375
376     pkt->stream_index = 0;
377     return 0;
378 }
379
380 static int yuv4_read_close(AVFormatContext *s)
381 {
382     return 0;
383 }
384
385 static int yuv4_probe(AVProbeData *pd)
386 {
387     /* check file header */
388     if (pd->buf_size <= sizeof(Y4M_MAGIC))
389         return 0;
390     if (strncmp(pd->buf, Y4M_MAGIC, sizeof(Y4M_MAGIC)-1)==0)
391         return AVPROBE_SCORE_MAX;
392     else
393         return 0;
394 }
395
396 AVInputFormat yuv4mpegpipe_demuxer = {
397     "yuv4mpegpipe",
398     "YUV4MPEG pipe format",
399     sizeof(struct frame_attributes),
400     yuv4_probe,
401     yuv4_read_header,
402     yuv4_read_packet,
403     yuv4_read_close,
404     .extensions = "y4m"
405 };
406
407 int yuv4mpeg_init(void)
408 {
409     av_register_input_format(&yuv4mpegpipe_demuxer);
410 #ifdef CONFIG_MUXERS
411     av_register_output_format(&yuv4mpegpipe_muxer);
412 #endif //CONFIG_MUXERS
413     return 0;
414 }
415