avdevice/decklink_dec: Used av_parity instead of duplicated function
[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/imgutils.h"
34 #include "libavutil/internal.h"
35 #include "libavutil/log.h"
36 #include "libavutil/mem.h"
37 #include "libavutil/opt.h"
38 #include "libavutil/parseutils.h"
39 #include "libavutil/pixdesc.h"
40 #include "libavfilter/avfilter.h"
41 #include "libavfilter/avfiltergraph.h"
42 #include "libavfilter/buffersink.h"
43 #include "libavformat/avio_internal.h"
44 #include "libavformat/internal.h"
45 #include "avdevice.h"
46
47 typedef struct {
48     AVClass *class;          ///< class for private options
49     char          *graph_str;
50     char          *graph_filename;
51     char          *dump_graph;
52     AVFilterGraph *graph;
53     AVFilterContext **sinks;
54     int *sink_stream_map;
55     int *sink_eof;
56     int *stream_sink_map;
57     int *sink_stream_subcc_map;
58     AVFrame *decoded_frame;
59     int nb_sinks;
60     AVPacket subcc_packet;
61 } LavfiContext;
62
63 static int *create_all_formats(int n)
64 {
65     int i, j, *fmts, count = 0;
66
67     for (i = 0; i < n; i++) {
68         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(i);
69         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL))
70             count++;
71     }
72
73     if (!(fmts = av_malloc((count+1) * sizeof(int))))
74         return NULL;
75     for (j = 0, i = 0; i < n; i++) {
76         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(i);
77         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL))
78             fmts[j++] = i;
79     }
80     fmts[j] = -1;
81     return fmts;
82 }
83
84 av_cold static int lavfi_read_close(AVFormatContext *avctx)
85 {
86     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
87
88     av_freep(&lavfi->sink_stream_map);
89     av_freep(&lavfi->sink_eof);
90     av_freep(&lavfi->stream_sink_map);
91     av_freep(&lavfi->sink_stream_subcc_map);
92     av_freep(&lavfi->sinks);
93     avfilter_graph_free(&lavfi->graph);
94     av_frame_free(&lavfi->decoded_frame);
95
96     return 0;
97 }
98
99 static int create_subcc_streams(AVFormatContext *avctx)
100 {
101     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
102     AVStream *st;
103     int stream_idx, sink_idx;
104
105     for (stream_idx = 0; stream_idx < lavfi->nb_sinks; stream_idx++) {
106         sink_idx = lavfi->stream_sink_map[stream_idx];
107         if (lavfi->sink_stream_subcc_map[sink_idx]) {
108             lavfi->sink_stream_subcc_map[sink_idx] = avctx->nb_streams;
109             if (!(st = avformat_new_stream(avctx, NULL)))
110                 return AVERROR(ENOMEM);
111             st->codecpar->codec_id = AV_CODEC_ID_EIA_608;
112             st->codecpar->codec_type = AVMEDIA_TYPE_SUBTITLE;
113         } else {
114             lavfi->sink_stream_subcc_map[sink_idx] = -1;
115         }
116     }
117     return 0;
118 }
119
120 av_cold static int lavfi_read_header(AVFormatContext *avctx)
121 {
122     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
123     AVFilterInOut *input_links = NULL, *output_links = NULL, *inout;
124     AVFilter *buffersink, *abuffersink;
125     int *pix_fmts = create_all_formats(AV_PIX_FMT_NB);
126     enum AVMediaType type;
127     int ret = 0, i, n;
128
129 #define FAIL(ERR) { ret = ERR; goto end; }
130
131     if (!pix_fmts)
132         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
133
134     avfilter_register_all();
135
136     buffersink = avfilter_get_by_name("buffersink");
137     abuffersink = avfilter_get_by_name("abuffersink");
138
139     if (lavfi->graph_filename && lavfi->graph_str) {
140         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
141                "Only one of the graph or graph_file options must be specified\n");
142         FAIL(AVERROR(EINVAL));
143     }
144
145     if (lavfi->graph_filename) {
146         AVBPrint graph_file_pb;
147         AVIOContext *avio = NULL;
148         AVDictionary *options = NULL;
149         if (avctx->protocol_whitelist && (ret = av_dict_set(&options, "protocol_whitelist", avctx->protocol_whitelist, 0)) < 0)
150             goto end;
151         ret = avio_open2(&avio, lavfi->graph_filename, AVIO_FLAG_READ, &avctx->interrupt_callback, &options);
152         av_dict_set(&options, "protocol_whitelist", NULL, 0);
153         if (ret < 0)
154             goto end;
155         av_bprint_init(&graph_file_pb, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
156         ret = avio_read_to_bprint(avio, &graph_file_pb, INT_MAX);
157         avio_closep(&avio);
158         av_bprint_chars(&graph_file_pb, '\0', 1);
159         if (!ret && !av_bprint_is_complete(&graph_file_pb))
160             ret = AVERROR(ENOMEM);
161         if (ret) {
162             av_bprint_finalize(&graph_file_pb, NULL);
163             goto end;
164         }
165         if ((ret = av_bprint_finalize(&graph_file_pb, &lavfi->graph_str)))
166             goto end;
167     }
168
169     if (!lavfi->graph_str)
170         lavfi->graph_str = av_strdup(avctx->filename);
171
172     /* parse the graph, create a stream for each open output */
173     if (!(lavfi->graph = avfilter_graph_alloc()))
174         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
175
176     if ((ret = avfilter_graph_parse_ptr(lavfi->graph, lavfi->graph_str,
177                                     &input_links, &output_links, avctx)) < 0)
178         goto end;
179
180     if (input_links) {
181         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
182                "Open inputs in the filtergraph are not acceptable\n");
183         FAIL(AVERROR(EINVAL));
184     }
185
186     /* count the outputs */
187     for (n = 0, inout = output_links; inout; n++, inout = inout->next);
188     lavfi->nb_sinks = n;
189
190     if (!(lavfi->sink_stream_map = av_malloc(sizeof(int) * n)))
191         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
192     if (!(lavfi->sink_eof = av_mallocz(sizeof(int) * n)))
193         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
194     if (!(lavfi->stream_sink_map = av_malloc(sizeof(int) * n)))
195         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
196     if (!(lavfi->sink_stream_subcc_map = av_malloc(sizeof(int) * n)))
197         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
198
199     for (i = 0; i < n; i++)
200         lavfi->stream_sink_map[i] = -1;
201
202     /* parse the output link names - they need to be of the form out0, out1, ...
203      * create a mapping between them and the streams */
204     for (i = 0, inout = output_links; inout; i++, inout = inout->next) {
205         int stream_idx = 0, suffix = 0, use_subcc = 0;
206         sscanf(inout->name, "out%n%d%n", &suffix, &stream_idx, &suffix);
207         if (!suffix) {
208             av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
209                    "Invalid outpad name '%s'\n", inout->name);
210             FAIL(AVERROR(EINVAL));
211         }
212         if (inout->name[suffix]) {
213             if (!strcmp(inout->name + suffix, "+subcc")) {
214                 use_subcc = 1;
215             } else {
216                 av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
217                        "Invalid outpad suffix '%s'\n", inout->name);
218                 FAIL(AVERROR(EINVAL));
219             }
220         }
221
222         if ((unsigned)stream_idx >= n) {
223             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
224                    "Invalid index was specified in output '%s', "
225                    "must be a non-negative value < %d\n",
226                    inout->name, n);
227             FAIL(AVERROR(EINVAL));
228         }
229
230         if (lavfi->stream_sink_map[stream_idx] != -1) {
231             av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
232                    "An output with stream index %d was already specified\n",
233                    stream_idx);
234             FAIL(AVERROR(EINVAL));
235         }
236         lavfi->sink_stream_map[i] = stream_idx;
237         lavfi->stream_sink_map[stream_idx] = i;
238         lavfi->sink_stream_subcc_map[i] = !!use_subcc;
239     }
240
241     /* for each open output create a corresponding stream */
242     for (i = 0, inout = output_links; inout; i++, inout = inout->next) {
243         AVStream *st;
244         if (!(st = avformat_new_stream(avctx, NULL)))
245             FAIL(AVERROR(ENOMEM));
246         st->id = i;
247     }
248
249     /* create a sink for each output and connect them to the graph */
250     lavfi->sinks = av_malloc_array(lavfi->nb_sinks, sizeof(AVFilterContext *));
251     if (!lavfi->sinks)
252         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
253
254     for (i = 0, inout = output_links; inout; i++, inout = inout->next) {
255         AVFilterContext *sink;
256
257         type = avfilter_pad_get_type(inout->filter_ctx->output_pads, inout->pad_idx);
258
259         if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && ! buffersink ||
260             type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO && ! abuffersink) {
261                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Missing required buffersink filter, aborting.\n");
262                 FAIL(AVERROR_FILTER_NOT_FOUND);
263         }
264
265         if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
266             ret = avfilter_graph_create_filter(&sink, buffersink,
267                                                inout->name, NULL,
268                                                NULL, lavfi->graph);
269             if (ret >= 0)
270                 ret = av_opt_set_int_list(sink, "pix_fmts", pix_fmts,  AV_PIX_FMT_NONE, AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
271             if (ret < 0)
272                 goto end;
273         } else if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
274             enum AVSampleFormat sample_fmts[] = { AV_SAMPLE_FMT_U8,
275                                                   AV_SAMPLE_FMT_S16,
276                                                   AV_SAMPLE_FMT_S32,
277                                                   AV_SAMPLE_FMT_FLT,
278                                                   AV_SAMPLE_FMT_DBL, -1 };
279
280             ret = avfilter_graph_create_filter(&sink, abuffersink,
281                                                inout->name, NULL,
282                                                NULL, lavfi->graph);
283             if (ret >= 0)
284                 ret = av_opt_set_int_list(sink, "sample_fmts", sample_fmts,  AV_SAMPLE_FMT_NONE, AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
285             if (ret < 0)
286                 goto end;
287             ret = av_opt_set_int(sink, "all_channel_counts", 1,
288                                  AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
289             if (ret < 0)
290                 goto end;
291         } else {
292             av_log(avctx,  AV_LOG_ERROR,
293                    "Output '%s' is not a video or audio output, not yet supported\n", inout->name);
294             FAIL(AVERROR(EINVAL));
295         }
296
297         lavfi->sinks[i] = sink;
298         if ((ret = avfilter_link(inout->filter_ctx, inout->pad_idx, sink, 0)) < 0)
299             goto end;
300     }
301
302     /* configure the graph */
303     if ((ret = avfilter_graph_config(lavfi->graph, avctx)) < 0)
304         goto end;
305
306     if (lavfi->dump_graph) {
307         char *dump = avfilter_graph_dump(lavfi->graph, lavfi->dump_graph);
308         fputs(dump, stderr);
309         fflush(stderr);
310         av_free(dump);
311     }
312
313     /* fill each stream with the information in the corresponding sink */
314     for (i = 0; i < lavfi->nb_sinks; i++) {
315         AVFilterContext *sink = lavfi->sinks[lavfi->stream_sink_map[i]];
316         AVRational time_base = av_buffersink_get_time_base(sink);
317         AVStream *st = avctx->streams[i];
318         st->codecpar->codec_type = av_buffersink_get_type(sink);
319         avpriv_set_pts_info(st, 64, time_base.num, time_base.den);
320         if (av_buffersink_get_type(sink) == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
321             st->codecpar->codec_id   = AV_CODEC_ID_RAWVIDEO;
322             st->codecpar->format     = av_buffersink_get_format(sink);
323             st->codecpar->width      = av_buffersink_get_w(sink);
324             st->codecpar->height     = av_buffersink_get_h(sink);
325             st       ->sample_aspect_ratio =
326             st->codecpar->sample_aspect_ratio = av_buffersink_get_sample_aspect_ratio(sink);
327             avctx->probesize = FFMAX(avctx->probesize,
328                                      av_buffersink_get_w(sink) * av_buffersink_get_h(sink) *
329                                      av_get_padded_bits_per_pixel(av_pix_fmt_desc_get(av_buffersink_get_format(sink))) *
330                                      30);
331         } else if (av_buffersink_get_type(sink) == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
332             st->codecpar->codec_id    = av_get_pcm_codec(av_buffersink_get_format(sink), -1);
333             st->codecpar->channels    = av_buffersink_get_channels(sink);
334             st->codecpar->format      = av_buffersink_get_format(sink);
335             st->codecpar->sample_rate = av_buffersink_get_sample_rate(sink);
336             st->codecpar->channel_layout = av_buffersink_get_channel_layout(sink);
337             if (st->codecpar->codec_id == AV_CODEC_ID_NONE)
338                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR,
339                        "Could not find PCM codec for sample format %s.\n",
340                        av_get_sample_fmt_name(av_buffersink_get_format(sink)));
341         }
342     }
343
344     if ((ret = create_subcc_streams(avctx)) < 0)
345         goto end;
346
347     if (!(lavfi->decoded_frame = av_frame_alloc()))
348         FAIL(AVERROR(ENOMEM));
349
350 end:
351     av_free(pix_fmts);
352     avfilter_inout_free(&input_links);
353     avfilter_inout_free(&output_links);
354     if (ret < 0)
355         lavfi_read_close(avctx);
356     return ret;
357 }
358
359 static int create_subcc_packet(AVFormatContext *avctx, AVFrame *frame,
360                                int sink_idx)
361 {
362     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
363     AVFrameSideData *sd;
364     int stream_idx, i, ret;
365
366     if ((stream_idx = lavfi->sink_stream_subcc_map[sink_idx]) < 0)
367         return 0;
368     for (i = 0; i < frame->nb_side_data; i++)
369         if (frame->side_data[i]->type == AV_FRAME_DATA_A53_CC)
370             break;
371     if (i >= frame->nb_side_data)
372         return 0;
373     sd = frame->side_data[i];
374     if ((ret = av_new_packet(&lavfi->subcc_packet, sd->size)) < 0)
375         return ret;
376     memcpy(lavfi->subcc_packet.data, sd->data, sd->size);
377     lavfi->subcc_packet.stream_index = stream_idx;
378     lavfi->subcc_packet.pts = frame->pts;
379     lavfi->subcc_packet.pos = frame->pkt_pos;
380     return 0;
381 }
382
383 static int lavfi_read_packet(AVFormatContext *avctx, AVPacket *pkt)
384 {
385     LavfiContext *lavfi = avctx->priv_data;
386     double min_pts = DBL_MAX;
387     int stream_idx, min_pts_sink_idx = 0;
388     AVFrame *frame = lavfi->decoded_frame;
389     AVDictionary *frame_metadata;
390     int ret, i;
391     int size = 0;
392
393     if (lavfi->subcc_packet.size) {
394         *pkt = lavfi->subcc_packet;
395         av_init_packet(&lavfi->subcc_packet);
396         lavfi->subcc_packet.size = 0;
397         lavfi->subcc_packet.data = NULL;
398         return pkt->size;
399     }
400
401     /* iterate through all the graph sinks. Select the sink with the
402      * minimum PTS */
403     for (i = 0; i < lavfi->nb_sinks; i++) {
404         AVRational tb = av_buffersink_get_time_base(lavfi->sinks[i]);
405         double d;
406         int ret;
407
408         if (lavfi->sink_eof[i])
409             continue;
410
411         ret = av_buffersink_get_frame_flags(lavfi->sinks[i], frame,
412                                             AV_BUFFERSINK_FLAG_PEEK);
413         if (ret == AVERROR_EOF) {
414             ff_dlog(avctx, "EOF sink_idx:%d\n", i);
415             lavfi->sink_eof[i] = 1;
416             continue;
417         } else if (ret < 0)
418             return ret;
419         d = av_rescale_q_rnd(frame->pts, tb, AV_TIME_BASE_Q, AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX);
420         ff_dlog(avctx, "sink_idx:%d time:%f\n", i, d);
421         av_frame_unref(frame);
422
423         if (d < min_pts) {
424             min_pts = d;
425             min_pts_sink_idx = i;
426         }
427     }
428     if (min_pts == DBL_MAX)
429         return AVERROR_EOF;
430
431     ff_dlog(avctx, "min_pts_sink_idx:%i\n", min_pts_sink_idx);
432
433     av_buffersink_get_frame_flags(lavfi->sinks[min_pts_sink_idx], frame, 0);
434     stream_idx = lavfi->sink_stream_map[min_pts_sink_idx];
435
436     if (frame->width /* FIXME best way of testing a video */) {
437         size = av_image_get_buffer_size(frame->format, frame->width, frame->height, 1);
438         if ((ret = av_new_packet(pkt, size)) < 0)
439             return ret;
440
441         av_image_copy_to_buffer(pkt->data, size, (const uint8_t **)frame->data, frame->linesize,
442                                 frame->format, frame->width, frame->height, 1);
443     } else if (frame->channels /* FIXME test audio */) {
444         size = frame->nb_samples * av_get_bytes_per_sample(frame->format) *
445                                    frame->channels;
446         if ((ret = av_new_packet(pkt, size)) < 0)
447             return ret;
448         memcpy(pkt->data, frame->data[0], size);
449     }
450
451     frame_metadata = frame->metadata;
452     if (frame_metadata) {
453         uint8_t *metadata;
454         AVDictionaryEntry *e = NULL;
455         AVBPrint meta_buf;
456
457         av_bprint_init(&meta_buf, 0, AV_BPRINT_SIZE_UNLIMITED);
458         while ((e = av_dict_get(frame_metadata, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
459             av_bprintf(&meta_buf, "%s", e->key);
460             av_bprint_chars(&meta_buf, '\0', 1);
461             av_bprintf(&meta_buf, "%s", e->value);
462             av_bprint_chars(&meta_buf, '\0', 1);
463         }
464         if (!av_bprint_is_complete(&meta_buf) ||
465             !(metadata = av_packet_new_side_data(pkt, AV_PKT_DATA_STRINGS_METADATA,
466                                                  meta_buf.len))) {
467             av_bprint_finalize(&meta_buf, NULL);
468             return AVERROR(ENOMEM);
469         }
470         memcpy(metadata, meta_buf.str, meta_buf.len);
471         av_bprint_finalize(&meta_buf, NULL);
472     }
473
474     if ((ret = create_subcc_packet(avctx, frame, min_pts_sink_idx)) < 0) {
475         av_frame_unref(frame);
476         av_packet_unref(pkt);
477         return ret;
478     }
479
480     pkt->stream_index = stream_idx;
481     pkt->pts = frame->pts;
482     pkt->pos = frame->pkt_pos;
483     pkt->size = size;
484     av_frame_unref(frame);
485     return size;
486 }
487
488 #define OFFSET(x) offsetof(LavfiContext, x)
489
490 #define DEC AV_OPT_FLAG_DECODING_PARAM
491
492 static const AVOption options[] = {
493     { "graph",     "set libavfilter graph", OFFSET(graph_str),  AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
494     { "graph_file","set libavfilter graph filename", OFFSET(graph_filename), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC},
495     { "dumpgraph", "dump graph to stderr",  OFFSET(dump_graph), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL}, 0, 0, DEC },
496     { NULL },
497 };
498
499 static const AVClass lavfi_class = {
500     .class_name = "lavfi indev",
501     .item_name  = av_default_item_name,
502     .option     = options,
503     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
504     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEVICE_INPUT,
505 };
506
507 AVInputFormat ff_lavfi_demuxer = {
508     .name           = "lavfi",
509     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Libavfilter virtual input device"),
510     .priv_data_size = sizeof(LavfiContext),
511     .read_header    = lavfi_read_header,
512     .read_packet    = lavfi_read_packet,
513     .read_close     = lavfi_read_close,
514     .flags          = AVFMT_NOFILE,
515     .priv_class     = &lavfi_class,
516 };