allow individual selection of muxers and demuxers
[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 static int yuv4_generate_header(AVFormatContext *s, char* buf)
31 {
32     AVStream *st;
33     int width, height;
34     int raten, rated, aspectn, aspectd, n;
35     char inter;
36     const char *colorspace = "";
37
38     st = s->streams[0];
39     width = st->codec->width;
40     height = st->codec->height;
41
42     av_reduce(&raten, &rated, st->codec->time_base.den, st->codec->time_base.num, (1UL<<31)-1);
43
44     aspectn = st->codec->sample_aspect_ratio.num;
45     aspectd = st->codec->sample_aspect_ratio.den;
46
47     if ( aspectn == 0 && aspectd == 1 ) aspectd = 0;  // 0:0 means unknown
48
49     inter = 'p'; /* progressive is the default */
50     if (st->codec->coded_frame && st->codec->coded_frame->interlaced_frame) {
51         inter = st->codec->coded_frame->top_field_first ? 't' : 'b';
52     }
53
54     switch(st->codec->pix_fmt) {
55     case PIX_FMT_GRAY8:
56         colorspace = " Cmono";
57         break;
58     case PIX_FMT_YUV411P:
59         colorspace = " C411 XYSCSS=411";
60         break;
61     case PIX_FMT_YUV420P:
62         colorspace = (st->codec->codec_id == CODEC_ID_DVVIDEO)?" C420paldv XYSCSS=420PALDV":" C420mpeg2 XYSCSS=420MPEG2";
63         break;
64     case PIX_FMT_YUV422P:
65         colorspace = " C422 XYSCSS=422";
66         break;
67     case PIX_FMT_YUV444P:
68         colorspace = " C444 XYSCSS=444";
69         break;
70     }
71
72     /* construct stream header, if this is the first frame */
73     n = snprintf(buf, Y4M_LINE_MAX, "%s W%d H%d F%d:%d I%c A%d:%d%s\n",
74                  Y4M_MAGIC,
75                  width,
76                  height,
77                  raten, rated,
78                  inter,
79                  aspectn, aspectd,
80                  colorspace);
81
82     return n;
83 }
84
85 static int yuv4_write_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
86 {
87     AVStream *st = s->streams[pkt->stream_index];
88     ByteIOContext *pb = &s->pb;
89     AVPicture *picture;
90     int* first_pkt = s->priv_data;
91     int width, height, h_chroma_shift, v_chroma_shift;
92     int i, m;
93     char buf2[Y4M_LINE_MAX+1];
94     char buf1[20];
95     uint8_t *ptr, *ptr1, *ptr2;
96
97     picture = (AVPicture *)pkt->data;
98
99     /* for the first packet we have to output the header as well */
100     if (*first_pkt) {
101         *first_pkt = 0;
102         if (yuv4_generate_header(s, buf2) < 0) {
103             av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Error. YUV4MPEG stream header write failed.\n");
104             return AVERROR_IO;
105         } else {
106             put_buffer(pb, buf2, strlen(buf2));
107         }
108     }
109
110     /* construct frame header */
111
112     m = snprintf(buf1, sizeof(buf1), "%s\n", Y4M_FRAME_MAGIC);
113     put_buffer(pb, buf1, strlen(buf1));
114
115     width = st->codec->width;
116     height = st->codec->height;
117
118     ptr = picture->data[0];
119     for(i=0;i<height;i++) {
120         put_buffer(pb, ptr, width);
121         ptr += picture->linesize[0];
122     }
123
124     if (st->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8){
125     // Adjust for smaller Cb and Cr planes
126     avcodec_get_chroma_sub_sample(st->codec->pix_fmt, &h_chroma_shift, &v_chroma_shift);
127     width >>= h_chroma_shift;
128     height >>= v_chroma_shift;
129
130     ptr1 = picture->data[1];
131     ptr2 = picture->data[2];
132     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cb */
133         put_buffer(pb, ptr1, width);
134         ptr1 += picture->linesize[1];
135     }
136     for(i=0;i<height;i++) {     /* Cr */
137         put_buffer(pb, ptr2, width);
138             ptr2 += picture->linesize[2];
139     }
140     }
141     put_flush_packet(pb);
142     return 0;
143 }
144
145 static int yuv4_write_header(AVFormatContext *s)
146 {
147     int* first_pkt = s->priv_data;
148
149     if (s->nb_streams != 1)
150         return AVERROR_IO;
151
152     if (s->streams[0]->codec->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) {
153         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Warning: generating rarely used 4:1:1 YUV stream, some mjpegtools might not work.\n");
154     }
155     else if ((s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) &&
156              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV422P) &&
157              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8) &&
158              (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV444P)) {
159         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");
160         return AVERROR_IO;
161     }
162
163     *first_pkt = 1;
164     return 0;
165 }
166
167 static int yuv4_write_trailer(AVFormatContext *s)
168 {
169     return 0;
170 }
171
172 #ifdef CONFIG_YUV4MPEGPIPE_MUXER
173 AVOutputFormat yuv4mpegpipe_muxer = {
174     "yuv4mpegpipe",
175     "YUV4MPEG pipe format",
176     "",
177     "y4m",
178     sizeof(int),
179     CODEC_ID_NONE,
180     CODEC_ID_RAWVIDEO,
181     yuv4_write_header,
182     yuv4_write_packet,
183     yuv4_write_trailer,
184     .flags = AVFMT_RAWPICTURE,
185 };
186 #endif
187
188 /* Header size increased to allow room for optional flags */
189 #define MAX_YUV4_HEADER 80
190 #define MAX_FRAME_HEADER 80
191
192 static int yuv4_read_header(AVFormatContext *s, AVFormatParameters *ap)
193 {
194     char header[MAX_YUV4_HEADER+10];  // Include headroom for the longest option
195     char *tokstart,*tokend,*header_end;
196     int i;
197     ByteIOContext *pb = &s->pb;
198     int width=-1, height=-1, raten=0, rated=0, aspectn=0, aspectd=0;
199     enum PixelFormat pix_fmt=PIX_FMT_NONE,alt_pix_fmt=PIX_FMT_NONE;
200     AVStream *st;
201     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
202
203     for (i=0; i<MAX_YUV4_HEADER; i++) {
204         header[i] = get_byte(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             else if (strncmp("420mpeg2",tokstart,8)==0)
232                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
233             else if (strncmp("420paldv", tokstart, 8)==0)
234                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
235             else if (strncmp("411", tokstart, 3)==0)
236                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
237             else if (strncmp("422", tokstart, 3)==0)
238                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
239             else if (strncmp("444alpha", tokstart, 8)==0) {
240                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle 4:4:4:4 YUV4MPEG stream.\n");
241                 return -1;
242             } else if (strncmp("444", tokstart, 3)==0)
243                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
244             else if (strncmp("mono",tokstart, 4)==0) {
245                 pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
246             } else {
247                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains an unknown pixel format.\n");
248                 return -1;
249             }
250             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
251             break;
252         case 'I': // Interlace type
253             switch (*tokstart++){
254             case '?':
255                 break;
256             case 'p':
257                 s1->interlaced_frame=0;
258                 break;
259             case 't':
260                 s1->interlaced_frame=1;
261                 s1->top_field_first=1;
262                 break;
263             case 'b':
264                 s1->interlaced_frame=1;
265                 s1->top_field_first=0;
266                 break;
267             case 'm':
268                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains mixed interlaced and non-interlaced frames.\n");
269                 return -1;
270             default:
271                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
272                 return -1;
273             }
274             break;
275         case 'F': // Frame rate
276             sscanf(tokstart,"%d:%d",&raten,&rated); // 0:0 if unknown
277             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
278             break;
279         case 'A': // Pixel aspect
280             sscanf(tokstart,"%d:%d",&aspectn,&aspectd); // 0:0 if unknown
281             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
282             break;
283         case 'X': // Vendor extensions
284             if (strncmp("YSCSS=",tokstart,6)==0) {
285                 // Older nonstandard pixel format representation
286                 tokstart+=6;
287                 if (strncmp("420JPEG",tokstart,7)==0)
288                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
289                 else if (strncmp("420MPEG2",tokstart,8)==0)
290                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
291                 else if (strncmp("420PALDV",tokstart,8)==0)
292                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV420P;
293                 else if (strncmp("411",tokstart,3)==0)
294                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV411P;
295                 else if (strncmp("422",tokstart,3)==0)
296                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV422P;
297                 else if (strncmp("444",tokstart,3)==0)
298                     alt_pix_fmt=PIX_FMT_YUV444P;
299             }
300             while(tokstart<header_end&&*tokstart!=0x20) tokstart++;
301             break;
302         }
303     }
304
305     if ((width == -1) || (height == -1)) {
306         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
307         return -1;
308     }
309
310     if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
311         if (alt_pix_fmt == PIX_FMT_NONE)
312             pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
313         else
314             pix_fmt = alt_pix_fmt;
315     }
316
317     if (raten == 0 && rated == 0) {
318         // Frame rate unknown
319         raten = 25;
320         rated = 1;
321     }
322
323     if (aspectn == 0 && aspectd == 0) {
324         // Pixel aspect unknown
325         aspectd = 1;
326     }
327
328     st = av_new_stream(s, 0);
329     st = s->streams[0];
330     st->codec->width = width;
331     st->codec->height = height;
332     av_reduce(&raten, &rated, raten, rated, (1UL<<31)-1);
333     av_set_pts_info(st, 64, rated, raten);
334     st->codec->pix_fmt = pix_fmt;
335     st->codec->codec_type = CODEC_TYPE_VIDEO;
336     st->codec->codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
337     st->codec->sample_aspect_ratio= (AVRational){aspectn, aspectd};
338
339     return 0;
340 }
341
342 static int yuv4_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
343 {
344     int i;
345     char header[MAX_FRAME_HEADER+1];
346     int packet_size, width, height;
347     AVStream *st = s->streams[0];
348     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
349
350     for (i=0; i<MAX_FRAME_HEADER; i++) {
351         header[i] = get_byte(&s->pb);
352         if (header[i] == '\n') {
353             header[i+1] = 0;
354             break;
355         }
356     }
357     if (i == MAX_FRAME_HEADER) return -1;
358     if (strncmp(header, Y4M_FRAME_MAGIC, strlen(Y4M_FRAME_MAGIC))) return -1;
359
360     width = st->codec->width;
361     height = st->codec->height;
362
363     packet_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, width, height);
364     if (packet_size < 0)
365         return -1;
366
367     if (av_get_packet(&s->pb, pkt, packet_size) != packet_size)
368         return AVERROR_IO;
369
370     if (s->streams[0]->codec->coded_frame) {
371         s->streams[0]->codec->coded_frame->interlaced_frame = s1->interlaced_frame;
372         s->streams[0]->codec->coded_frame->top_field_first = s1->top_field_first;
373     }
374
375     pkt->stream_index = 0;
376     return 0;
377 }
378
379 static int yuv4_read_close(AVFormatContext *s)
380 {
381     return 0;
382 }
383
384 static int yuv4_probe(AVProbeData *pd)
385 {
386     /* check file header */
387     if (pd->buf_size <= sizeof(Y4M_MAGIC))
388         return 0;
389     if (strncmp(pd->buf, Y4M_MAGIC, sizeof(Y4M_MAGIC)-1)==0)
390         return AVPROBE_SCORE_MAX;
391     else
392         return 0;
393 }
394
395 #ifdef CONFIG_YUV4MPEGPIPE_DEMUXER
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 #endif