1398ece5082976e58873c78cef7a542d9507ab2f
[ffmpeg.git] / libavdevice / lavfi.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 /**
22  * @file
23  * libavfilter virtual input device
24  */
25
26 /* #define DEBUG */
27
28 #include <float.h>              /* DBL_MIN, DBL_MAX */
29
30 #include "libavutil/bprint.h"
31 #include "libavutil/channel_layout.h"
32 #include "libavutil/file.h"
33 #include "libavutil/log.h"
34 #include "libavutil/mem.h"
35 #include "libavutil/opt.h"
36 #include "libavutil/parseutils.h"
37 #include "libavutil/pixdesc.h"
38 #include "libavfilter/avfilter.h"
39 #include "libavfilter/avfiltergraph.h"
40 #include "libavfilter/buffersink.h"
41 #include "libavformat/internal.h"
42 #include "avdevice.h"
43
44 typedef struct {
45     AVClass *class;          ///< class for private options
46     char          *graph_str;
47     char          *graph_filename;
48     char          *dump_graph;
49     AVFilterGraph *graph;
50     AVFilterContext **sinks;
51     int *sink_stream_map;
52     int *sink_eof;
53     int *stream_sink_map;
54     AVFrame *decoded_frame;
55 } LavfiContext;
56
57 static int *create_all_formats(int n)
58 {
59     int i, j, *fmts, count = 0;
60
61     for (i = 0; i < n; i++) {
62         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(i);
63         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL))
64             count++;
65     }
66
67     if (!(fmts = av_malloc((count+1) * sizeof(int))))
68         return NULL;
69     for (j = 0, i = 0; i < n; i++) {
70         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(i);
71         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL))
72             fmts[j++] = i;
73     }
74     fmts[j] = -1;
75     return fmts;
76 }
77
78 av_cold static int lavfi_read_close(AVFormatContext *avctx)
79 {
80     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
81
82     av_freep(&lavfi->sink_stream_map);
83     av_freep(&lavfi->sink_eof);
84     av_freep(&lavfi->stream_sink_map);
85     av_freep(&lavfi->sinks);
86     avfilter_graph_free(&lavfi->graph);
87     av_frame_free(&lavfi->decoded_frame);
88
89     return 0;
90 }
91
92 av_cold static int lavfi_read_header(AVFormatContext *avctx)
93 {
94     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
95     AVFilterInOut *input_links = NULL, *output_links = NULL, *inout;
96     AVFilter *buffersink, *abuffersink;
97     int *pix_fmts = create_all_formats(AV_PIX_FMT_NB);
98     enum AVMediaType type;
99     int ret = 0, i, n;
100
101 #define FAIL(ERR) { ret = ERR; goto end; }
102
103     if (!pix_fmts)
104         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
105
106     avfilter_register_all();
107
108     buffersink = avfilter_get_by_name("buffersink");
109     abuffersink = avfilter_get_by_name("abuffersink");
110
111     if (lavfi->graph_filename && lavfi->graph_str) {
112         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
113                "Only one of the graph or graph_file options must be specified\n");
114         FAIL(AVERROR(EINVAL));
115     }
116
117     if (lavfi->graph_filename) {
118         AVBPrint graph_file_pb;
119         AVIOContext *avio = NULL;
120         ret = avio_open(&avio, lavfi->graph_filename, AVIO_FLAG_READ);
121         if (ret < 0)
122             goto end;
123         av_bprint_init(&graph_file_pb, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
124         ret = avio_read_to_bprint(avio, &graph_file_pb, INT_MAX);
125         avio_close(avio);
126         av_bprint_chars(&graph_file_pb, '\0', 1);
127         if (!ret && !av_bprint_is_complete(&graph_file_pb))
128             ret = AVERROR(ENOMEM);
129         if (ret) {
130             av_bprint_finalize(&graph_file_pb, NULL);
131             goto end;
132         }
133         if ((ret = av_bprint_finalize(&graph_file_pb, &lavfi->graph_str)))
134             goto end;
135     }
136
137     if (!lavfi->graph_str)
138         lavfi->graph_str = av_strdup(avctx->filename);
139
140     /* parse the graph, create a stream for each open output */
141     if (!(lavfi->graph = avfilter_graph_alloc()))
142         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
143
144     if ((ret = avfilter_graph_parse_ptr(lavfi->graph, lavfi->graph_str,
145                                     &input_links, &output_links, avctx)) < 0)
146         goto end;
147
148     if (input_links) {
149         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
150                "Open inputs in the filtergraph are not acceptable\n");
151         FAIL(AVERROR(EINVAL));
152     }
153
154     /* count the outputs */
155     for (n = 0, inout = output_links; inout; n++, inout = inout->next);
156
157     if (!(lavfi->sink_stream_map = av_malloc(sizeof(int) * n)))
158         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
159     if (!(lavfi->sink_eof = av_mallocz(sizeof(int) * n)))
160         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
161     if (!(lavfi->stream_sink_map = av_malloc(sizeof(int) * n)))
162         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
163
164     for (i = 0; i < n; i++)
165         lavfi->stream_sink_map[i] = -1;
166
167     /* parse the output link names - they need to be of the form out0, out1, ...
168      * create a mapping between them and the streams */
169     for (i = 0, inout = output_links; inout; i++, inout = inout->next) {
170         int stream_idx;
171         if (!strcmp(inout->name, "out"))
172             stream_idx = 0;
173         else if (sscanf(inout->name, "out%d\n", &stream_idx) != 1) {
174             av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
175                    "Invalid outpad name '%s'\n", inout->name);
176             FAIL(AVERROR(EINVAL));
177         }
178
179         if ((unsigned)stream_idx >= n) {
180             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
181                    "Invalid index was specified in output '%s', "
182                    "must be a non-negative value < %d\n",
183                    inout->name, n);
184             FAIL(AVERROR(EINVAL));
185         }
186
187         if (lavfi->stream_sink_map[stream_idx] != -1) {
188             av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
189                    "An output with stream index %d was already specified\n",
190                    stream_idx);
191             FAIL(AVERROR(EINVAL));
192         }
193         lavfi->sink_stream_map[i] = stream_idx;
194         lavfi->stream_sink_map[stream_idx] = i;
195     }
196
197     /* for each open output create a corresponding stream */
198     for (i = 0, inout = output_links; inout; i++, inout = inout->next) {
199         AVStream *st;
200         if (!(st = avformat_new_stream(avctx, NULL)))
201             FAIL(AVERROR(ENOMEM));
202         st->id = i;
203     }
204
205     /* create a sink for each output and connect them to the graph */
206     lavfi->sinks = av_malloc_array(avctx->nb_streams, sizeof(AVFilterContext *));
207     if (!lavfi->sinks)
208         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
209
210     for (i = 0, inout = output_links; inout; i++, inout = inout->next) {
211         AVFilterContext *sink;
212
213         type = inout->filter_ctx->output_pads[inout->pad_idx].type;
214
215         if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && ! buffersink ||
216             type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO && ! abuffersink) {
217                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing required buffersink filter, aborting.\n");
218                 FAIL(AVERROR_FILTER_NOT_FOUND);
219         }
220
221         if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
222             ret = avfilter_graph_create_filter(&sink, buffersink,
223                                                inout->name, NULL,
224                                                NULL, lavfi->graph);
225             if (ret >= 0)
226                 ret = av_opt_set_int_list(sink, "pix_fmts", pix_fmts,  AV_PIX_FMT_NONE, AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
227             if (ret < 0)
228                 goto end;
229         } else if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
230             enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_U8,
231                                                   AV_SAMPLE_FMT_S16,
232                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32,
233                                                   AV_SAMPLE_FMT_FLT,
234                                                   AV_SAMPLE_FMT_DBL, -1 };
235
236             ret = avfilter_graph_create_filter(&sink, abuffersink,
237                                                inout->name, NULL,
238                                                NULL, lavfi->graph);
239             if (ret >= 0)
240                 ret = av_opt_set_int_list(sink, "sample_fmts", sample_fmts,  AV_SAMPLE_FMT_NONE, AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
241             if (ret < 0)
242                 goto end;
243             ret = av_opt_set_int(sink, "all_channel_counts", 1,
244                                  AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
245             if (ret < 0)
246                 goto end;
247         } else {
248             av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
249                    "Output '%s' is not a video or audio output, not yet supported\n", inout->name);
250             FAIL(AVERROR(EINVAL));
251         }
252
253         lavfi->sinks[i] = sink;
254         if ((ret = avfilter_link(inout->filter_ctx, inout->pad_idx, sink, 0)) < 0)
255             goto end;
256     }
257
258     /* configure the graph */
259     if ((ret = avfilter_graph_config(lavfi->graph, avctx)) < 0)
260         goto end;
261
262     if (lavfi->dump_graph) {
263         char *dump = avfilter_graph_dump(lavfi->graph, lavfi->dump_graph);
264         fputs(dump, stderr);
265         fflush(stderr);
266         av_free(dump);
267     }
268
269     /* fill each stream with the information in the corresponding sink */
270     for (i = 0; i < avctx->nb_streams; i++) {
271         AVFilterLink *link = lavfi->sinks[lavfi->stream_sink_map[i]]->inputs[0];
272         AVStream *st = avctx->streams[i];
273         st->codec->codec_type = link->type;
274         avpriv_set_pts_info(st, 64, link->time_base.num, link->time_base.den);
275         if (link->type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
276             st->codec->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
277             st->codec->pix_fmt    = link->format;
278             st->codec->time_base  = link->time_base;
279             st->codec->width      = link->w;
280             st->codec->height     = link->h;
281             st       ->sample_aspect_ratio =
282             st->codec->sample_aspect_ratio = link->sample_aspect_ratio;
283             avctx->probesize = FFMAX(avctx->probesize,
284                                      link->w * link->h *
285                                      av_get_padded_bits_per_pixel(av_pix_fmt_desc_get(link->format)) *
286                                      30);
287         } else if (link->type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
288             st->codec->codec_id    = av_get_pcm_codec(link->format, -1);
289             st->codec->channels    = avfilter_link_get_channels(link);
290             st->codec->sample_fmt  = link->format;
291             st->codec->sample_rate = link->sample_rate;
292             st->codec->time_base   = link->time_base;
293             st->codec->channel_layout = link->channel_layout;
294             if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_NONE)
295                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
296                        "Could not find PCM codec for sample format %s.\n",
297                        av_get_sample_fmt_name(link->format));
298         }
299     }
300
301     if (!(lavfi->decoded_frame = av_frame_alloc()))
302         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
303
304 end:
305     av_free(pix_fmts);
306     avfilter_inout_free(&input_links);
307     avfilter_inout_free(&output_links);
308     if (ret < 0)
309         lavfi_read_close(avctx);
310     return ret;
311 }
312
313 static int lavfi_read_packet(AVFormatContext *avctx, AVPacket *pkt)
314 {
315     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
316     double min_pts = DBL_MAX;
317     int stream_idx, min_pts_sink_idx = 0;
318     AVFrame *frame = lavfi->decoded_frame;
319     AVPicture pict;
320     AVDictionary *frame_metadata;
321     int ret, i;
322     int size = 0;
323
324     /* iterate through all the graph sinks. Select the sink with the
325      * minimum PTS */
326     for (i = 0; i < avctx->nb_streams; i++) {
327         AVRational tb = lavfi->sinks[i]->inputs[0]->time_base;
328         double d;
329         int ret;
330
331         if (lavfi->sink_eof[i])
332             continue;
333
334         ret = av_buffersink_get_frame_flags(lavfi->sinks[i], frame,
335                                             AV_BUFFERSINK_FLAG_PEEK);
336         if (ret == AVERROR_EOF) {
337             av_dlog(avctx, "EOF sink_idx:%d\n", i);
338             lavfi->sink_eof[i] = 1;
339             continue;
340         } else if (ret < 0)
341             return ret;
342         d = av_rescale_q(frame->pts, tb, AV_TIME_BASE_Q);
343         av_dlog(avctx, "sink_idx:%d time:%f\n", i, d);
344         av_frame_unref(frame);
345
346         if (d < min_pts) {
347             min_pts = d;
348             min_pts_sink_idx = i;
349         }
350     }
351     if (min_pts == DBL_MAX)
352         return AVERROR_EOF;
353
354     av_dlog(avctx, "min_pts_sink_idx:%i\n", min_pts_sink_idx);
355
356     av_buffersink_get_frame_flags(lavfi->sinks[min_pts_sink_idx], frame, 0);
357     stream_idx = lavfi->sink_stream_map[min_pts_sink_idx];
358
359     if (frame->width /* FIXME best way of testing a video */) {
360         size = avpicture_get_size(frame->format, frame->width, frame->height);
361         if ((ret = av_new_packet(pkt, size)) < 0)
362             return ret;
363
364         memcpy(pict.data,     frame->data,     4*sizeof(frame->data[0]));
365         memcpy(pict.linesize, frame->linesize, 4*sizeof(frame->linesize[0]));
366
367         avpicture_layout(&pict, frame->format, frame->width, frame->height,
368                          pkt->data, size);
369     } else if (av_frame_get_channels(frame) /* FIXME test audio */) {
370         size = frame->nb_samples * av_get_bytes_per_sample(frame->format) *
371                                    av_frame_get_channels(frame);
372         if ((ret = av_new_packet(pkt, size)) < 0)
373             return ret;
374         memcpy(pkt->data, frame->data[0], size);
375     }
376
377     frame_metadata = av_frame_get_metadata(frame);
378     if (frame_metadata) {
379         uint8_t *metadata;
380         AVDictionaryEntry *e = NULL;
381         AVBPrint meta_buf;
382
383         av_bprint_init(&meta_buf, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
384         while ((e = av_dict_get(frame_metadata, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
385             av_bprintf(&meta_buf, "%s", e->key);
386             av_bprint_chars(&meta_buf, '\0', 1);
387             av_bprintf(&meta_buf, "%s", e->value);
388             av_bprint_chars(&meta_buf, '\0', 1);
389         }
390         if (!av_bprint_is_complete(&meta_buf) ||
391             !(metadata = av_packet_new_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_STRINGS_METADATA,
392                                                  meta_buf.len))) {
393             av_bprint_finalize(&meta_buf, NULL);
394             return AVERROR(ENOMEM);
395         }
396         memcpy(metadata, meta_buf.str, meta_buf.len);
397         av_bprint_finalize(&meta_buf, NULL);
398     }
399
400     pkt->stream_index = stream_idx;
401     pkt->pts = frame->pts;
402     pkt->pos = av_frame_get_pkt_pos(frame);
403     pkt->size = size;
404     av_frame_unref(frame);
405     return size;
406 }
407
408 #define OFFSET(x) offsetof(LavfiContext, x)
409
410 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
411
412 static const AVOption options[] = {
413     { "graph",     "set libavfilter graph", OFFSET(graph_str),  AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
414     { "graph_file","set libavfilter graph filename", OFFSET(graph_filename), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC},
415     { "dumpgraph", "dump graph to stderr",  OFFSET(dump_graph), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
416     { NULL },
417 };
418
419 static const AVClass lavfi_class = {
420     .class_name = "lavfi indev",
421     .item_name  = av_default_item_name,
422     .option     = options,
423     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
424     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEVICE_INPUT,
425 };
426
427 AVInputFormat ff_lavfi_demuxer = {
428     .name           = "lavfi",
429     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Libavfilter virtual input device"),
430     .priv_data_size = sizeof(LavfiContext),
431     .read_header    = lavfi_read_header,
432     .read_packet    = lavfi_read_packet,
433     .read_close     = lavfi_read_close,
434     .flags          = AVFMT_NOFILE,
435     .priv_class     = &lavfi_class,
436 };