lavd/lavfi: allow to extract subcc.
[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     int *sink_stream_subcc_map;
55     AVFrame *decoded_frame;
56     int nb_sinks;
57     AVPacket subcc_packet;
58 } LavfiContext;
59
60 static int *create_all_formats(int n)
61 {
62     int i, j, *fmts, count = 0;
63
64     for (i = 0; i < n; i++) {
65         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(i);
66         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL))
67             count++;
68     }
69
70     if (!(fmts = av_malloc((count+1) * sizeof(int))))
71         return NULL;
72     for (j = 0, i = 0; i < n; i++) {
73         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(i);
74         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL))
75             fmts[j++] = i;
76     }
77     fmts[j] = -1;
78     return fmts;
79 }
80
81 av_cold static int lavfi_read_close(AVFormatContext *avctx)
82 {
83     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
84
85     av_freep(&lavfi->sink_stream_map);
86     av_freep(&lavfi->sink_eof);
87     av_freep(&lavfi->stream_sink_map);
88     av_freep(&lavfi->sink_stream_subcc_map);
89     av_freep(&lavfi->sinks);
90     avfilter_graph_free(&lavfi->graph);
91     av_frame_free(&lavfi->decoded_frame);
92
93     return 0;
94 }
95
96 static int create_subcc_streams(AVFormatContext *avctx)
97 {
98     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
99     AVStream *st;
100     int stream_idx, sink_idx;
101
102     for (stream_idx = 0; stream_idx < lavfi->nb_sinks; stream_idx++) {
103         sink_idx = lavfi->stream_sink_map[stream_idx];
104         if (lavfi->sink_stream_subcc_map[sink_idx]) {
105             lavfi->sink_stream_subcc_map[sink_idx] = avctx->nb_streams;
106             if (!(st = avformat_new_stream(avctx, NULL)))
107                 return AVERROR(ENOMEM);
108             st->codec->codec_id = AV_CODEC_ID_EIA_608;
109             st->codec->codec_type = AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE;
110         } else {
111             lavfi->sink_stream_subcc_map[sink_idx] = -1;
112         }
113     }
114     return 0;
115 }
116
117 av_cold static int lavfi_read_header(AVFormatContext *avctx)
118 {
119     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
120     AVFilterInOut *input_links = NULL, *output_links = NULL, *inout;
121     AVFilter *buffersink, *abuffersink;
122     int *pix_fmts = create_all_formats(AV_PIX_FMT_NB);
123     enum AVMediaType type;
124     int ret = 0, i, n;
125
126 #define FAIL(ERR) { ret = ERR; goto end; }
127
128     if (!pix_fmts)
129         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
130
131     avfilter_register_all();
132
133     buffersink = avfilter_get_by_name("buffersink");
134     abuffersink = avfilter_get_by_name("abuffersink");
135
136     if (lavfi->graph_filename && lavfi->graph_str) {
137         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
138                "Only one of the graph or graph_file options must be specified\n");
139         FAIL(AVERROR(EINVAL));
140     }
141
142     if (lavfi->graph_filename) {
143         AVBPrint graph_file_pb;
144         AVIOContext *avio = NULL;
145         ret = avio_open(&avio, lavfi->graph_filename, AVIO_FLAG_READ);
146         if (ret < 0)
147             goto end;
148         av_bprint_init(&graph_file_pb, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
149         ret = avio_read_to_bprint(avio, &graph_file_pb, INT_MAX);
150         avio_close(avio);
151         av_bprint_chars(&graph_file_pb, '\0', 1);
152         if (!ret && !av_bprint_is_complete(&graph_file_pb))
153             ret = AVERROR(ENOMEM);
154         if (ret) {
155             av_bprint_finalize(&graph_file_pb, NULL);
156             goto end;
157         }
158         if ((ret = av_bprint_finalize(&graph_file_pb, &lavfi->graph_str)))
159             goto end;
160     }
161
162     if (!lavfi->graph_str)
163         lavfi->graph_str = av_strdup(avctx->filename);
164
165     /* parse the graph, create a stream for each open output */
166     if (!(lavfi->graph = avfilter_graph_alloc()))
167         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
168
169     if ((ret = avfilter_graph_parse_ptr(lavfi->graph, lavfi->graph_str,
170                                     &input_links, &output_links, avctx)) < 0)
171         goto end;
172
173     if (input_links) {
174         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
175                "Open inputs in the filtergraph are not acceptable\n");
176         FAIL(AVERROR(EINVAL));
177     }
178
179     /* count the outputs */
180     for (n = 0, inout = output_links; inout; n++, inout = inout->next);
181     lavfi->nb_sinks = n;
182
183     if (!(lavfi->sink_stream_map = av_malloc(sizeof(int) * n)))
184         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
185     if (!(lavfi->sink_eof = av_mallocz(sizeof(int) * n)))
186         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
187     if (!(lavfi->stream_sink_map = av_malloc(sizeof(int) * n)))
188         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
189     if (!(lavfi->sink_stream_subcc_map = av_malloc(sizeof(int) * n)))
190         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
191
192     for (i = 0; i < n; i++)
193         lavfi->stream_sink_map[i] = -1;
194
195     /* parse the output link names - they need to be of the form out0, out1, ...
196      * create a mapping between them and the streams */
197     for (i = 0, inout = output_links; inout; i++, inout = inout->next) {
198         int stream_idx = 0, suffix = 0, use_subcc = 0;
199         sscanf(inout->name, "out%n%d%n", &suffix, &stream_idx, &suffix);
200         if (!suffix) {
201             av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
202                    "Invalid outpad name '%s'\n", inout->name);
203             FAIL(AVERROR(EINVAL));
204         }
205         if (inout->name[suffix]) {
206             if (!strcmp(inout->name + suffix, "+subcc")) {
207                 use_subcc = 1;
208             } else {
209                 av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
210                        "Invalid outpad suffix '%s'\n", inout->name);
211                 FAIL(AVERROR(EINVAL));
212             }
213         }
214
215         if ((unsigned)stream_idx >= n) {
216             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
217                    "Invalid index was specified in output '%s', "
218                    "must be a non-negative value < %d\n",
219                    inout->name, n);
220             FAIL(AVERROR(EINVAL));
221         }
222
223         if (lavfi->stream_sink_map[stream_idx] != -1) {
224             av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
225                    "An output with stream index %d was already specified\n",
226                    stream_idx);
227             FAIL(AVERROR(EINVAL));
228         }
229         lavfi->sink_stream_map[i] = stream_idx;
230         lavfi->stream_sink_map[stream_idx] = i;
231         lavfi->sink_stream_subcc_map[i] = !!use_subcc;
232     }
233
234     /* for each open output create a corresponding stream */
235     for (i = 0, inout = output_links; inout; i++, inout = inout->next) {
236         AVStream *st;
237         if (!(st = avformat_new_stream(avctx, NULL)))
238             FAIL(AVERROR(ENOMEM));
239         st->id = i;
240     }
241
242     /* create a sink for each output and connect them to the graph */
243     lavfi->sinks = av_malloc_array(lavfi->nb_sinks, sizeof(AVFilterContext *));
244     if (!lavfi->sinks)
245         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
246
247     for (i = 0, inout = output_links; inout; i++, inout = inout->next) {
248         AVFilterContext *sink;
249
250         type = inout->filter_ctx->output_pads[inout->pad_idx].type;
251
252         if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && ! buffersink ||
253             type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO && ! abuffersink) {
254                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing required buffersink filter, aborting.\n");
255                 FAIL(AVERROR_FILTER_NOT_FOUND);
256         }
257
258         if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
259             ret = avfilter_graph_create_filter(&sink, buffersink,
260                                                inout->name, NULL,
261                                                NULL, lavfi->graph);
262             if (ret >= 0)
263                 ret = av_opt_set_int_list(sink, "pix_fmts", pix_fmts,  AV_PIX_FMT_NONE, AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
264             if (ret < 0)
265                 goto end;
266         } else if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
267             enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_U8,
268                                                   AV_SAMPLE_FMT_S16,
269                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32,
270                                                   AV_SAMPLE_FMT_FLT,
271                                                   AV_SAMPLE_FMT_DBL, -1 };
272
273             ret = avfilter_graph_create_filter(&sink, abuffersink,
274                                                inout->name, NULL,
275                                                NULL, lavfi->graph);
276             if (ret >= 0)
277                 ret = av_opt_set_int_list(sink, "sample_fmts", sample_fmts,  AV_SAMPLE_FMT_NONE, AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
278             if (ret < 0)
279                 goto end;
280             ret = av_opt_set_int(sink, "all_channel_counts", 1,
281                                  AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
282             if (ret < 0)
283                 goto end;
284         } else {
285             av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
286                    "Output '%s' is not a video or audio output, not yet supported\n", inout->name);
287             FAIL(AVERROR(EINVAL));
288         }
289
290         lavfi->sinks[i] = sink;
291         if ((ret = avfilter_link(inout->filter_ctx, inout->pad_idx, sink, 0)) < 0)
292             goto end;
293     }
294
295     /* configure the graph */
296     if ((ret = avfilter_graph_config(lavfi->graph, avctx)) < 0)
297         goto end;
298
299     if (lavfi->dump_graph) {
300         char *dump = avfilter_graph_dump(lavfi->graph, lavfi->dump_graph);
301         fputs(dump, stderr);
302         fflush(stderr);
303         av_free(dump);
304     }
305
306     /* fill each stream with the information in the corresponding sink */
307     for (i = 0; i < lavfi->nb_sinks; i++) {
308         AVFilterLink *link = lavfi->sinks[lavfi->stream_sink_map[i]]->inputs[0];
309         AVStream *st = avctx->streams[i];
310         st->codec->codec_type = link->type;
311         avpriv_set_pts_info(st, 64, link->time_base.num, link->time_base.den);
312         if (link->type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
313             st->codec->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
314             st->codec->pix_fmt    = link->format;
315             st->codec->time_base  = link->time_base;
316             st->codec->width      = link->w;
317             st->codec->height     = link->h;
318             st       ->sample_aspect_ratio =
319             st->codec->sample_aspect_ratio = link->sample_aspect_ratio;
320             avctx->probesize = FFMAX(avctx->probesize,
321                                      link->w * link->h *
322                                      av_get_padded_bits_per_pixel(av_pix_fmt_desc_get(link->format)) *
323                                      30);
324         } else if (link->type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
325             st->codec->codec_id    = av_get_pcm_codec(link->format, -1);
326             st->codec->channels    = avfilter_link_get_channels(link);
327             st->codec->sample_fmt  = link->format;
328             st->codec->sample_rate = link->sample_rate;
329             st->codec->time_base   = link->time_base;
330             st->codec->channel_layout = link->channel_layout;
331             if (st->codec->codec_id == AV_CODEC_ID_NONE)
332                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
333                        "Could not find PCM codec for sample format %s.\n",
334                        av_get_sample_fmt_name(link->format));
335         }
336     }
337
338     if ((ret = create_subcc_streams(avctx)) < 0)
339         FAIL(ret);
340
341     if (!(lavfi->decoded_frame = av_frame_alloc()))
342         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
343
344 end:
345     av_free(pix_fmts);
346     avfilter_inout_free(&input_links);
347     avfilter_inout_free(&output_links);
348     if (ret < 0)
349         lavfi_read_close(avctx);
350     return ret;
351 }
352
353 static int create_subcc_packet(AVFormatContext *avctx, AVFrame *frame,
354                                int sink_idx)
355 {
356     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
357     AVFrameSideData *sd;
358     int stream_idx, i, ret;
359
360     if ((stream_idx = lavfi->sink_stream_subcc_map[sink_idx]) < 0)
361         return 0;
362     for (i = 0; i < frame->nb_side_data; i++)
363         if (frame->side_data[i]->type == AV_FRAME_DATA_A53_CC)
364             break;
365     if (i >= frame->nb_side_data)
366         return 0;
367     sd = frame->side_data[i];
368     if ((ret = av_new_packet(&lavfi->subcc_packet, sd->size)) < 0)
369         return ret;
370     memcpy(lavfi->subcc_packet.data, sd->data, sd->size);
371     lavfi->subcc_packet.stream_index = stream_idx;
372     lavfi->subcc_packet.pts = frame->pts;
373     lavfi->subcc_packet.pos = av_frame_get_pkt_pos(frame);
374     return 0;
375 }
376
377 static int lavfi_read_packet(AVFormatContext *avctx, AVPacket *pkt)
378 {
379     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
380     double min_pts = DBL_MAX;
381     int stream_idx, min_pts_sink_idx = 0;
382     AVFrame *frame = lavfi->decoded_frame;
383     AVPicture pict;
384     AVDictionary *frame_metadata;
385     int ret, i;
386     int size = 0;
387
388     if (lavfi->subcc_packet.size) {
389         *pkt = lavfi->subcc_packet;
390         av_init_packet(&lavfi->subcc_packet);
391         lavfi->subcc_packet.size = 0;
392         lavfi->subcc_packet.data = NULL;
393         return pkt->size;
394     }
395
396     /* iterate through all the graph sinks. Select the sink with the
397      * minimum PTS */
398     for (i = 0; i < lavfi->nb_sinks; i++) {
399         AVRational tb = lavfi->sinks[i]->inputs[0]->time_base;
400         double d;
401         int ret;
402
403         if (lavfi->sink_eof[i])
404             continue;
405
406         ret = av_buffersink_get_frame_flags(lavfi->sinks[i], frame,
407                                             AV_BUFFERSINK_FLAG_PEEK);
408         if (ret == AVERROR_EOF) {
409             av_dlog(avctx, "EOF sink_idx:%d\n", i);
410             lavfi->sink_eof[i] = 1;
411             continue;
412         } else if (ret < 0)
413             return ret;
414         d = av_rescale_q(frame->pts, tb, AV_TIME_BASE_Q);
415         av_dlog(avctx, "sink_idx:%d time:%f\n", i, d);
416         av_frame_unref(frame);
417
418         if (d < min_pts) {
419             min_pts = d;
420             min_pts_sink_idx = i;
421         }
422     }
423     if (min_pts == DBL_MAX)
424         return AVERROR_EOF;
425
426     av_dlog(avctx, "min_pts_sink_idx:%i\n", min_pts_sink_idx);
427
428     av_buffersink_get_frame_flags(lavfi->sinks[min_pts_sink_idx], frame, 0);
429     stream_idx = lavfi->sink_stream_map[min_pts_sink_idx];
430
431     if (frame->width /* FIXME best way of testing a video */) {
432         size = avpicture_get_size(frame->format, frame->width, frame->height);
433         if ((ret = av_new_packet(pkt, size)) < 0)
434             return ret;
435
436         memcpy(pict.data,     frame->data,     4*sizeof(frame->data[0]));
437         memcpy(pict.linesize, frame->linesize, 4*sizeof(frame->linesize[0]));
438
439         avpicture_layout(&pict, frame->format, frame->width, frame->height,
440                          pkt->data, size);
441     } else if (av_frame_get_channels(frame) /* FIXME test audio */) {
442         size = frame->nb_samples * av_get_bytes_per_sample(frame->format) *
443                                    av_frame_get_channels(frame);
444         if ((ret = av_new_packet(pkt, size)) < 0)
445             return ret;
446         memcpy(pkt->data, frame->data[0], size);
447     }
448
449     frame_metadata = av_frame_get_metadata(frame);
450     if (frame_metadata) {
451         uint8_t *metadata;
452         AVDictionaryEntry *e = NULL;
453         AVBPrint meta_buf;
454
455         av_bprint_init(&meta_buf, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
456         while ((e = av_dict_get(frame_metadata, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
457             av_bprintf(&meta_buf, "%s", e->key);
458             av_bprint_chars(&meta_buf, '\0', 1);
459             av_bprintf(&meta_buf, "%s", e->value);
460             av_bprint_chars(&meta_buf, '\0', 1);
461         }
462         if (!av_bprint_is_complete(&meta_buf) ||
463             !(metadata = av_packet_new_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_STRINGS_METADATA,
464                                                  meta_buf.len))) {
465             av_bprint_finalize(&meta_buf, NULL);
466             return AVERROR(ENOMEM);
467         }
468         memcpy(metadata, meta_buf.str, meta_buf.len);
469         av_bprint_finalize(&meta_buf, NULL);
470     }
471
472     if ((ret = create_subcc_packet(avctx, frame, min_pts_sink_idx)) < 0) {
473         av_frame_unref(frame);
474         av_packet_unref(pkt);
475         return ret;
476     }
477
478     pkt->stream_index = stream_idx;
479     pkt->pts = frame->pts;
480     pkt->pos = av_frame_get_pkt_pos(frame);
481     pkt->size = size;
482     av_frame_unref(frame);
483     return size;
484 }
485
486 #define OFFSET(x) offsetof(LavfiContext, x)
487
488 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
489
490 static const AVOption options[] = {
491     { "graph",     "set libavfilter graph", OFFSET(graph_str),  AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
492     { "graph_file","set libavfilter graph filename", OFFSET(graph_filename), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC},
493     { "dumpgraph", "dump graph to stderr",  OFFSET(dump_graph), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
494     { NULL },
495 };
496
497 static const AVClass lavfi_class = {
498     .class_name = "lavfi indev",
499     .item_name  = av_default_item_name,
500     .option     = options,
501     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
502     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEVICE_INPUT,
503 };
504
505 AVInputFormat ff_lavfi_demuxer = {
506     .name           = "lavfi",
507     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Libavfilter virtual input device"),
508     .priv_data_size = sizeof(LavfiContext),
509     .read_header    = lavfi_read_header,
510     .read_packet    = lavfi_read_packet,
511     .read_close     = lavfi_read_close,
512     .flags          = AVFMT_NOFILE,
513     .priv_class     = &lavfi_class,
514 };