lavd: add new API for iterating input and output devices
[ffmpeg.git] / libavdevice / libndi_newtek_enc.c
1 /*
2  * NewTek NDI output
3  * Copyright (c) 2017 Maksym Veremeyenko
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavformat/avformat.h"
23 #include "libavformat/internal.h"
24 #include "libavutil/opt.h"
25 #include "libavutil/imgutils.h"
26
27 #include "libndi_newtek_common.h"
28
29 struct NDIContext {
30     const AVClass *cclass;
31
32     /* Options */
33     int reference_level;
34     int clock_video, clock_audio;
35
36     NDIlib_video_frame_t *video;
37     NDIlib_audio_frame_interleaved_16s_t *audio;
38     NDIlib_send_instance_t ndi_send;
39     AVFrame *last_avframe;
40 };
41
42 static int ndi_write_trailer(AVFormatContext *avctx)
43 {
44     struct NDIContext *ctx = avctx->priv_data;
45
46     if (ctx->ndi_send) {
47         NDIlib_send_destroy(ctx->ndi_send);
48         av_frame_free(&ctx->last_avframe);
49     }
50
51     av_freep(&ctx->video);
52     av_freep(&ctx->audio);
53
54     return 0;
55 }
56
57 static int ndi_write_video_packet(AVFormatContext *avctx, AVStream *st, AVPacket *pkt)
58 {
59     struct NDIContext *ctx = avctx->priv_data;
60     AVFrame *avframe, *tmp = (AVFrame *)pkt->data;
61
62     if (tmp->format != AV_PIX_FMT_UYVY422 && tmp->format != AV_PIX_FMT_BGRA &&
63         tmp->format != AV_PIX_FMT_BGR0 && tmp->format != AV_PIX_FMT_RGBA &&
64         tmp->format != AV_PIX_FMT_RGB0) {
65         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Got a frame with invalid pixel format.\n");
66         return AVERROR(EINVAL);
67     }
68
69     if (tmp->linesize[0] < 0) {
70         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Got a frame with negative linesize.\n");
71         return AVERROR(EINVAL);
72     }
73
74     if (tmp->width  != ctx->video->xres ||
75         tmp->height != ctx->video->yres) {
76         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Got a frame with invalid dimension.\n");
77         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "tmp->width=%d, tmp->height=%d, ctx->video->xres=%d, ctx->video->yres=%d\n",
78             tmp->width, tmp->height, ctx->video->xres, ctx->video->yres);
79         return AVERROR(EINVAL);
80     }
81
82     avframe = av_frame_clone(tmp);
83     if (!avframe)
84         return AVERROR(ENOMEM);
85
86     ctx->video->timecode = av_rescale_q(pkt->pts, st->time_base, NDI_TIME_BASE_Q);
87
88     ctx->video->line_stride_in_bytes = avframe->linesize[0];
89     ctx->video->p_data = (void *)(avframe->data[0]);
90
91     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "%s: pkt->pts=%"PRId64", timecode=%"PRId64", st->time_base=%d/%d\n",
92         __func__, pkt->pts, ctx->video->timecode, st->time_base.num, st->time_base.den);
93
94     /* asynchronous for one frame, but will block if a second frame
95         is given before the first one has been sent */
96     NDIlib_send_send_video_async(ctx->ndi_send, ctx->video);
97
98     av_frame_free(&ctx->last_avframe);
99     ctx->last_avframe = avframe;
100
101     return 0;
102 }
103
104 static int ndi_write_audio_packet(AVFormatContext *avctx, AVStream *st, AVPacket *pkt)
105 {
106     struct NDIContext *ctx = avctx->priv_data;
107
108     ctx->audio->p_data = (short *)pkt->data;
109     ctx->audio->timecode = av_rescale_q(pkt->pts, st->time_base, NDI_TIME_BASE_Q);
110     ctx->audio->no_samples = pkt->size / (ctx->audio->no_channels << 1);
111
112     av_log(avctx, AV_LOG_DEBUG, "%s: pkt->pts=%"PRId64", timecode=%"PRId64", st->time_base=%d/%d\n",
113         __func__, pkt->pts, ctx->audio->timecode, st->time_base.num, st->time_base.den);
114
115     NDIlib_util_send_send_audio_interleaved_16s(ctx->ndi_send, ctx->audio);
116
117     return 0;
118 }
119
120 static int ndi_write_packet(AVFormatContext *avctx, AVPacket *pkt)
121 {
122     AVStream *st = avctx->streams[pkt->stream_index];
123
124     if      (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
125         return ndi_write_video_packet(avctx, st, pkt);
126     else if (st->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO)
127         return ndi_write_audio_packet(avctx, st, pkt);
128
129     return AVERROR_BUG;
130 }
131
132 static int ndi_setup_audio(AVFormatContext *avctx, AVStream *st)
133 {
134     struct NDIContext *ctx = avctx->priv_data;
135     AVCodecParameters *c = st->codecpar;
136
137     if (ctx->audio) {
138         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only one audio stream is supported!\n");
139         return AVERROR(EINVAL);
140     }
141
142     ctx->audio = av_mallocz(sizeof(NDIlib_audio_frame_interleaved_16s_t));
143     if (!ctx->audio)
144         return AVERROR(ENOMEM);
145
146     ctx->audio->sample_rate = c->sample_rate;
147     ctx->audio->no_channels = c->channels;
148     ctx->audio->reference_level = ctx->reference_level;
149
150     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, NDI_TIME_BASE);
151
152     return 0;
153 }
154
155 static int ndi_setup_video(AVFormatContext *avctx, AVStream *st)
156 {
157     struct NDIContext *ctx = avctx->priv_data;
158     AVCodecParameters *c = st->codecpar;
159
160     if (ctx->video) {
161         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Only one video stream is supported!\n");
162         return AVERROR(EINVAL);
163     }
164
165     if (c->codec_id != AV_CODEC_ID_WRAPPED_AVFRAME) {
166         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported codec format!"
167                " Only AV_CODEC_ID_WRAPPED_AVFRAME is supported (-vcodec wrapped_avframe).\n");
168         return AVERROR(EINVAL);
169     }
170
171     if (c->format != AV_PIX_FMT_UYVY422 && c->format != AV_PIX_FMT_BGRA &&
172         c->format != AV_PIX_FMT_BGR0 && c->format != AV_PIX_FMT_RGBA &&
173         c->format != AV_PIX_FMT_RGB0) {
174         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported pixel format!"
175                " Only AV_PIX_FMT_UYVY422, AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_BGR0,"
176                " AV_PIX_FMT_RGBA, AV_PIX_FMT_RGB0 is supported.\n");
177         return AVERROR(EINVAL);
178     }
179
180     if (c->field_order == AV_FIELD_BB || c->field_order == AV_FIELD_BT) {
181         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Lower field-first disallowed");
182         return AVERROR(EINVAL);
183     }
184
185     ctx->video = av_mallocz(sizeof(NDIlib_video_frame_t));
186     if (!ctx->video)
187         return AVERROR(ENOMEM);
188
189     switch(c->format) {
190         case AV_PIX_FMT_UYVY422:
191             ctx->video->FourCC = NDIlib_FourCC_type_UYVY;
192             break;
193         case AV_PIX_FMT_BGRA:
194             ctx->video->FourCC = NDIlib_FourCC_type_BGRA;
195             break;
196         case AV_PIX_FMT_BGR0:
197             ctx->video->FourCC = NDIlib_FourCC_type_BGRX;
198             break;
199         case AV_PIX_FMT_RGBA:
200             ctx->video->FourCC = NDIlib_FourCC_type_RGBA;
201             break;
202         case AV_PIX_FMT_RGB0:
203             ctx->video->FourCC = NDIlib_FourCC_type_RGBX;
204             break;
205     }
206
207     ctx->video->xres = c->width;
208     ctx->video->yres = c->height;
209     ctx->video->frame_rate_N = st->avg_frame_rate.num;
210     ctx->video->frame_rate_D = st->avg_frame_rate.den;
211     ctx->video->frame_format_type = c->field_order == AV_FIELD_PROGRESSIVE
212         ? NDIlib_frame_format_type_progressive
213         : NDIlib_frame_format_type_interleaved;
214
215     if (st->sample_aspect_ratio.num) {
216         AVRational display_aspect_ratio;
217         av_reduce(&display_aspect_ratio.num, &display_aspect_ratio.den,
218                   st->codecpar->width  * (int64_t)st->sample_aspect_ratio.num,
219                   st->codecpar->height * (int64_t)st->sample_aspect_ratio.den,
220                   1024 * 1024);
221         ctx->video->picture_aspect_ratio = av_q2d(display_aspect_ratio);
222     }
223     else
224         ctx->video->picture_aspect_ratio = (double)st->codecpar->width/st->codecpar->height;
225
226     avpriv_set_pts_info(st, 64, 1, NDI_TIME_BASE);
227
228     return 0;
229 }
230
231 static int ndi_write_header(AVFormatContext *avctx)
232 {
233     int ret = 0;
234     unsigned int n;
235     struct NDIContext *ctx = avctx->priv_data;
236     const NDIlib_send_create_t ndi_send_desc = { .p_ndi_name = avctx->url,
237         .p_groups = NULL, .clock_video = ctx->clock_video, .clock_audio = ctx->clock_audio };
238
239     if (!NDIlib_initialize()) {
240         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "NDIlib_initialize failed.\n");
241         return AVERROR_EXTERNAL;
242     }
243
244     /* check if streams compatible */
245     for (n = 0; n < avctx->nb_streams; n++) {
246         AVStream *st = avctx->streams[n];
247         AVCodecParameters *c = st->codecpar;
248         if        (c->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
249             if ((ret = ndi_setup_audio(avctx, st)))
250                 goto error;
251         } else if (c->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
252             if ((ret = ndi_setup_video(avctx, st)))
253                 goto error;
254         } else {
255             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported stream type.\n");
256             ret = AVERROR(EINVAL);
257             goto error;
258         }
259     }
260
261     ctx->ndi_send = NDIlib_send_create(&ndi_send_desc);
262     if (!ctx->ndi_send) {
263         av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Failed to create NDI output %s\n", avctx->url);
264         ret = AVERROR_EXTERNAL;
265     }
266
267 error:
268     return ret;
269 }
270
271 #define OFFSET(x) offsetof(struct NDIContext, x)
272 static const AVOption options[] = {
273     { "reference_level", "The audio reference level in dB"  , OFFSET(reference_level), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, -20, 20, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM},
274     { "clock_video", "These specify whether video 'clock' themselves"  , OFFSET(clock_video), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM },
275     { "clock_audio", "These specify whether audio 'clock' themselves"  , OFFSET(clock_audio), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, AV_OPT_FLAG_ENCODING_PARAM | AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM },
276     { NULL },
277 };
278
279 static const AVClass libndi_newtek_muxer_class = {
280     .class_name = "NDI muxer",
281     .item_name  = av_default_item_name,
282     .option     = options,
283     .version    = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
284     .category   = AV_CLASS_CATEGORY_DEVICE_VIDEO_OUTPUT,
285 };
286
287 AVOutputFormat ff_libndi_newtek_muxer = {
288     .name           = "libndi_newtek",
289     .long_name      = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Network Device Interface (NDI) output using NewTek library"),
290     .audio_codec    = AV_CODEC_ID_PCM_S16LE,
291     .video_codec    = AV_CODEC_ID_WRAPPED_AVFRAME,
292     .subtitle_codec = AV_CODEC_ID_NONE,
293     .flags          = AVFMT_NOFILE,
294     .priv_class     = &libndi_newtek_muxer_class,
295     .priv_data_size = sizeof(struct NDIContext),
296     .write_header   = ndi_write_header,
297     .write_packet   = ndi_write_packet,
298     .write_trailer  = ndi_write_trailer,
299 };