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