git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavformat/yuv4mpeg.c

   1 /*
   2  * YUV4MPEG format
   3  * Copyright (c) 2001, 2002, 2003 Fabrice Bellard
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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->pix_fmt == PIX_FMT_YUV411P) {
 159         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Warning: generating rarely used 4:1:1 YUV "
 160                "stream, some mjpegtools might not work.\n");
 161     } else if ((s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV420P) &&
 162                (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV422P) &&
 163                (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_GRAY8)   &&
 164                (s->streams[0]->codec->pix_fmt != PIX_FMT_YUV444P)) {
 165         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "ERROR: yuv4mpeg only handles yuv444p, "
 166                "yuv422p, yuv420p, yuv411p and gray pixel formats. "
 167                "Use -pix_fmt to select one.\n");
 168         return AVERROR(EIO);
 169     }
 170
 171     *first_pkt = 1;
 172     return 0;
 173 }
 174
 175 AVOutputFormat ff_yuv4mpegpipe_muxer = {
 176     .name              = "yuv4mpegpipe",
 177     .long_name         = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
 178     .mime_type         = "",
 179     .extensions        = "y4m",
 180     .priv_data_size    = sizeof(int),
 181     .audio_codec       = CODEC_ID_NONE,
 182     .video_codec       = CODEC_ID_RAWVIDEO,
 183     .write_header      = yuv4_write_header,
 184     .write_packet      = yuv4_write_packet,
 185     .flags             = AVFMT_RAWPICTURE,
 186 };
 187 #endif
 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)
 194 {
 195     char header[MAX_YUV4_HEADER + 10];  // Include headroom for
 196                                         // the longest option
 197     char *tokstart, *tokend, *header_end;
 198     int i;
 199     AVIOContext *pb = s->pb;
 200     int width = -1, height  = -1, raten   = 0,
 201         rated =  0, aspectn =  0, aspectd = 0;
 202     enum PixelFormat pix_fmt = PIX_FMT_NONE, alt_pix_fmt = PIX_FMT_NONE;
 203     enum AVChromaLocation chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_UNSPECIFIED;
 204     AVStream *st;
 205     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
 206
 207     for (i = 0; i < MAX_YUV4_HEADER; i++) {
 208         header[i] = avio_r8(pb);
 209         if (header[i] == '\n') {
 210             header[i + 1] = 0x20;  // Add a space after last option.
 211                                    // Makes parsing "444" vs "444alpha" easier.
 212             header[i + 2] = 0;
 213             break;
 214         }
 215     }
 216     if (i == MAX_YUV4_HEADER)
 217         return -1;
 218     if (strncmp(header, Y4M_MAGIC, strlen(Y4M_MAGIC)))
 219         return -1;
 220
 221     s1->interlaced_frame = 0;
 222     s1->top_field_first = 0;
 223     header_end = &header[i + 1]; // Include space
 224     for (tokstart = &header[strlen(Y4M_MAGIC) + 1];
 225          tokstart < header_end; tokstart++) {
 226         if (*tokstart == 0x20)
 227             continue;
 228         switch (*tokstart++) {
 229         case 'W': // Width. Required.
 230             width    = strtol(tokstart, &tokend, 10);
 231             tokstart = tokend;
 232             break;
 233         case 'H': // Height. Required.
 234             height   = strtol(tokstart, &tokend, 10);
 235             tokstart = tokend;
 236             break;
 237         case 'C': // Color space
 238             if (strncmp("420jpeg", tokstart, 7) == 0) {
 239                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 240                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_CENTER;
 241             } else if (strncmp("420mpeg2", tokstart, 8) == 0) {
 242                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 243                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_LEFT;
 244             } else if (strncmp("420paldv", tokstart, 8) == 0) {
 245                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 246                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_TOPLEFT;
 247             } else if (strncmp("420", tokstart, 3) == 0) {
 248                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 249                 chroma_sample_location = AVCHROMA_LOC_CENTER;
 250             } else if (strncmp("411", tokstart, 3) == 0)
 251                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
 252             else if (strncmp("422", tokstart, 3) == 0)
 253                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
 254             else if (strncmp("444alpha", tokstart, 8) == 0 ) {
 255                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "Cannot handle 4:4:4:4 "
 256                        "YUV4MPEG stream.\n");
 257                 return -1;
 258             } else if (strncmp("444", tokstart, 3) == 0)
 259                 pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
 260             else if (strncmp("mono", tokstart, 4) == 0) {
 261                 pix_fmt = PIX_FMT_GRAY8;
 262             } else {
 263                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains an unknown "
 264                        "pixel format.\n");
 265                 return -1;
 266             }
 267             while (tokstart < header_end && *tokstart != 0x20)
 268                 tokstart++;
 269             break;
 270         case 'I': // Interlace type
 271             switch (*tokstart++){
 272             case '?':
 273                 break;
 274             case 'p':
 275                 s1->interlaced_frame = 0;
 276                 break;
 277             case 't':
 278                 s1->interlaced_frame = 1;
 279                 s1->top_field_first = 1;
 280                 break;
 281             case 'b':
 282                 s1->interlaced_frame = 1;
 283                 s1->top_field_first = 0;
 284                 break;
 285             case 'm':
 286                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG stream contains mixed "
 287                        "interlaced and non-interlaced frames.\n");
 288                 return -1;
 289             default:
 290                 av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
 291                 return -1;
 292             }
 293             break;
 294         case 'F': // Frame rate
 295             sscanf(tokstart, "%d:%d", &raten, &rated); // 0:0 if unknown
 296             while (tokstart < header_end && *tokstart != 0x20)
 297                 tokstart++;
 298             break;
 299         case 'A': // Pixel aspect
 300             sscanf(tokstart, "%d:%d", &aspectn, &aspectd); // 0:0 if unknown
 301             while (tokstart < header_end && *tokstart != 0x20)
 302                 tokstart++;
 303             break;
 304         case 'X': // Vendor extensions
 305             if (strncmp("YSCSS=", tokstart, 6) == 0) {
 306                 // Older nonstandard pixel format representation
 307                 tokstart += 6;
 308                 if (strncmp("420JPEG", tokstart, 7) == 0)
 309                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 310                 else if (strncmp("420MPEG2", tokstart, 8) == 0)
 311                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 312                 else if (strncmp("420PALDV", tokstart, 8) == 0)
 313                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 314                 else if (strncmp("411", tokstart, 3) == 0)
 315                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV411P;
 316                 else if (strncmp("422", tokstart, 3) == 0)
 317                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV422P;
 318                 else if (strncmp("444", tokstart, 3) == 0)
 319                     alt_pix_fmt = PIX_FMT_YUV444P;
 320             }
 321             while (tokstart < header_end && *tokstart != 0x20)
 322                 tokstart++;
 323             break;
 324         }
 325     }
 326
 327     if (width == -1 || height == -1) {
 328         av_log(s, AV_LOG_ERROR, "YUV4MPEG has invalid header.\n");
 329         return -1;
 330     }
 331
 332     if (pix_fmt == PIX_FMT_NONE) {
 333         if (alt_pix_fmt == PIX_FMT_NONE)
 334             pix_fmt = PIX_FMT_YUV420P;
 335         else
 336             pix_fmt = alt_pix_fmt;
 337     }
 338
 339     if (raten <= 0 || rated <= 0) {
 340         // Frame rate unknown
 341         raten = 25;
 342         rated = 1;
 343     }
 344
 345     if (aspectn == 0 && aspectd == 0) {
 346         // Pixel aspect unknown
 347         aspectd = 1;
 348     }
 349
 350     st = avformat_new_stream(s, NULL);
 351     if (!st)
 352         return AVERROR(ENOMEM);
 353     st->codec->width  = width;
 354     st->codec->height = height;
 355     av_reduce(&raten, &rated, raten, rated, (1UL << 31) - 1);
 356     avpriv_set_pts_info(st, 64, rated, raten);
 357     st->codec->pix_fmt                = pix_fmt;
 358     st->codec->codec_type             = AVMEDIA_TYPE_VIDEO;
 359     st->codec->codec_id               = CODEC_ID_RAWVIDEO;
 360     st->sample_aspect_ratio           = (AVRational){ aspectn, aspectd };
 361     st->codec->chroma_sample_location = chroma_sample_location;
 362
 363     return 0;
 364 }
 365
 366 static int yuv4_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)
 367 {
 368     int i;
 369     char header[MAX_FRAME_HEADER+1];
 370     int packet_size, width, height;
 371     AVStream *st = s->streams[0];
 372     struct frame_attributes *s1 = s->priv_data;
 373
 374     for (i = 0; i < MAX_FRAME_HEADER; i++) {
 375         header[i] = avio_r8(s->pb);
 376         if (header[i] == '\n') {
 377             header[i + 1] = 0;
 378             break;
 379         }
 380     }
 381     if (i == MAX_FRAME_HEADER)
 382         return -1;
 383     if (strncmp(header, Y4M_FRAME_MAGIC, strlen(Y4M_FRAME_MAGIC)))
 384         return -1;
 385
 386     width  = st->codec->width;
 387     height = st->codec->height;
 388
 389     packet_size = avpicture_get_size(st->codec->pix_fmt, width, height);
 390     if (packet_size < 0)
 391         return -1;
 392
 393     if (av_get_packet(s->pb, pkt, packet_size) != packet_size)
 394         return AVERROR(EIO);
 395
 396     if (st->codec->coded_frame) {
 397         st->codec->coded_frame->interlaced_frame = s1->interlaced_frame;
 398         st->codec->coded_frame->top_field_first  = s1->top_field_first;
 399     }
 400
 401     pkt->stream_index = 0;
 402     return 0;
 403 }
 404
 405 static int yuv4_probe(AVProbeData *pd)
 406 {
 407     /* check file header */
 408     if (strncmp(pd->buf, Y4M_MAGIC, sizeof(Y4M_MAGIC) - 1) == 0)
 409         return AVPROBE_SCORE_MAX;
 410     else
 411         return 0;
 412 }
 413
 414 #if CONFIG_YUV4MPEGPIPE_DEMUXER
 415 AVInputFormat ff_yuv4mpegpipe_demuxer = {
 416     .name           = "yuv4mpegpipe",
 417     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("YUV4MPEG pipe format"),
 418     .priv_data_size = sizeof(struct frame_attributes),
 419     .read_probe     = yuv4_probe,
 420     .read_header    = yuv4_read_header,
 421     .read_packet    = yuv4_read_packet,
 422     .extensions     = "y4m"
 423 };
 424 #endif