cmdutils: fix new API break the "ffmpeg -muxers/demuxers"
[ffmpeg.git] / libavfilter / af_amerge.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2011 Nicolas George <nicolas.george@normalesup.org>
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
14  * GNU 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  * Audio merging filter
24  */
25
26 #define FF_INTERNAL_FIELDS 1
27 #include "framequeue.h"
28
29 #include "libavutil/avstring.h"
30 #include "libavutil/bprint.h"
31 #include "libavutil/channel_layout.h"
32 #include "libavutil/opt.h"
33 #include "avfilter.h"
34 #include "audio.h"
35 #include "bufferqueue.h"
36 #include "internal.h"
37
38 #define SWR_CH_MAX 64
39
40 typedef struct AMergeContext {
41     const AVClass *class;
42     int nb_inputs;
43     int route[SWR_CH_MAX]; /**< channels routing, see copy_samples */
44     int bps;
45     struct amerge_input {
46         struct FFBufQueue queue;
47         int nb_ch;         /**< number of channels for the input */
48         int nb_samples;
49         int pos;
50     } *in;
51 } AMergeContext;
52
53 #define OFFSET(x) offsetof(AMergeContext, x)
54 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
55
56 static const AVOption amerge_options[] = {
57     { "inputs", "specify the number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
58       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 1, SWR_CH_MAX, FLAGS },
59     { NULL }
60 };
61
62 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amerge);
63
64 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
65 {
66     AMergeContext *s = ctx->priv;
67     int i;
68
69     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
70         if (s->in)
71             ff_bufqueue_discard_all(&s->in[i].queue);
72         if (ctx->input_pads)
73             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
74     }
75     av_freep(&s->in);
76 }
77
78 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
79 {
80     AMergeContext *s = ctx->priv;
81     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
82     AVFilterFormats *formats;
83     AVFilterChannelLayouts *layouts;
84     int i, ret, overlap = 0, nb_ch = 0;
85
86     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
87         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
88             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
89             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
90                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
91             return AVERROR(EAGAIN);
92         }
93         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
94         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
95             char buf[256];
96             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
97             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
98         }
99         s->in[i].nb_ch = FF_LAYOUT2COUNT(inlayout[i]);
100         if (s->in[i].nb_ch) {
101             overlap++;
102         } else {
103             s->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
104             if (outlayout & inlayout[i])
105                 overlap++;
106             outlayout |= inlayout[i];
107         }
108         nb_ch += s->in[i].nb_ch;
109     }
110     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
111         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
112         return AVERROR(EINVAL);
113     }
114     if (overlap) {
115         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
116                "Input channel layouts overlap: "
117                "output layout will be determined by the number of distinct input channels\n");
118         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
119             s->route[i] = i;
120         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
121         if (!outlayout && nb_ch)
122             outlayout = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL >> (64 - nb_ch);
123     } else {
124         int *route[SWR_CH_MAX];
125         int c, out_ch_number = 0;
126
127         route[0] = s->route;
128         for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++)
129             route[i] = route[i - 1] + s->in[i - 1].nb_ch;
130         for (c = 0; c < 64; c++)
131             for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++)
132                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
133                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
134     }
135     formats = ff_make_format_list(ff_packed_sample_fmts_array);
136     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, formats)) < 0)
137         return ret;
138     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
139         layouts = NULL;
140         if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i])) < 0)
141             return ret;
142         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts)) < 0)
143             return ret;
144     }
145     layouts = NULL;
146     if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout)) < 0)
147         return ret;
148     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts)) < 0)
149         return ret;
150
151     return ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
152 }
153
154 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
155 {
156     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
157     AMergeContext *s = ctx->priv;
158     AVBPrint bp;
159     int i;
160
161     for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
162         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
163             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
164                    "Inputs must have the same sample rate "
165                    "%d for in%d vs %d\n",
166                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
167             return AVERROR(EINVAL);
168         }
169     }
170     s->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
171     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
172     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
173
174     av_bprint_init(&bp, 0, 1);
175     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
176         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
177         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
178     }
179     av_bprintf(&bp, " -> out:");
180     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
181     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", bp.str);
182
183     return 0;
184 }
185
186 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
187 {
188     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
189     AMergeContext *s = ctx->priv;
190     int i, ret;
191
192     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++)
193         if (!s->in[i].nb_samples ||
194             /* detect EOF immediately */
195             (ctx->inputs[i]->status_in && !ctx->inputs[i]->status_out))
196             if ((ret = ff_request_frame(ctx->inputs[i])) < 0)
197                 return ret;
198     return 0;
199 }
200
201 /**
202  * Copy samples from several input streams to one output stream.
203  * @param nb_inputs number of inputs
204  * @param in        inputs; used only for the nb_ch field;
205  * @param route     routing values;
206  *                  input channel i goes to output channel route[i];
207  *                  i <  in[0].nb_ch are the channels from the first output;
208  *                  i >= in[0].nb_ch are the channels from the second output
209  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
210  *                  will be left at the end of the copied samples
211  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
212  *                  must point to a buffer big enough;
213  *                  will be left at the end of the copied samples
214  * @param ns        number of samples to copy
215  * @param bps       bytes per sample
216  */
217 static inline void copy_samples(int nb_inputs, struct amerge_input in[],
218                                 int *route, uint8_t *ins[],
219                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
220 {
221     int *route_cur;
222     int i, c, nb_ch = 0;
223
224     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
225         nb_ch += in[i].nb_ch;
226     while (ns--) {
227         route_cur = route;
228         for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
229             for (c = 0; c < in[i].nb_ch; c++) {
230                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
231                 ins[i] += bps;
232             }
233         }
234         *outs += nb_ch * bps;
235     }
236 }
237
238 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
239 {
240     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
241     AMergeContext *s = ctx->priv;
242     AVFilterLink *const outlink = ctx->outputs[0];
243     int input_number;
244     int nb_samples, ns, i;
245     AVFrame *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX];
246     uint8_t *ins[SWR_CH_MAX], *outs;
247
248     for (input_number = 0; input_number < s->nb_inputs; input_number++)
249         if (inlink == ctx->inputs[input_number])
250             break;
251     av_assert1(input_number < s->nb_inputs);
252     if (ff_bufqueue_is_full(&s->in[input_number].queue)) {
253         av_frame_free(&insamples);
254         return AVERROR(ENOMEM);
255     }
256     ff_bufqueue_add(ctx, &s->in[input_number].queue, av_frame_clone(insamples));
257     s->in[input_number].nb_samples += insamples->nb_samples;
258     av_frame_free(&insamples);
259     nb_samples = s->in[0].nb_samples;
260     for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++)
261         nb_samples = FFMIN(nb_samples, s->in[i].nb_samples);
262     if (!nb_samples)
263         return 0;
264
265     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], nb_samples);
266     if (!outbuf)
267         return AVERROR(ENOMEM);
268     outs = outbuf->data[0];
269     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
270         inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&s->in[i].queue, 0);
271         ins[i] = inbuf[i]->data[0] +
272                  s->in[i].pos * s->in[i].nb_ch * s->bps;
273     }
274     av_frame_copy_props(outbuf, inbuf[0]);
275     outbuf->pts = inbuf[0]->pts == AV_NOPTS_VALUE ? AV_NOPTS_VALUE :
276                   inbuf[0]->pts +
277                   av_rescale_q(s->in[0].pos,
278                                av_make_q(1, ctx->inputs[0]->sample_rate),
279                                ctx->outputs[0]->time_base);
280
281     outbuf->nb_samples     = nb_samples;
282     outbuf->channel_layout = outlink->channel_layout;
283     outbuf->channels       = outlink->channels;
284
285     while (nb_samples) {
286         ns = nb_samples;
287         for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++)
288             ns = FFMIN(ns, inbuf[i]->nb_samples - s->in[i].pos);
289         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
290            +~13% overall (including two common decoders) */
291         switch (s->bps) {
292             case 1:
293                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, ns, 1);
294                 break;
295             case 2:
296                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, ns, 2);
297                 break;
298             case 4:
299                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, ns, 4);
300                 break;
301             default:
302                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, ns, s->bps);
303                 break;
304         }
305
306         nb_samples -= ns;
307         for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
308             s->in[i].nb_samples -= ns;
309             s->in[i].pos += ns;
310             if (s->in[i].pos == inbuf[i]->nb_samples) {
311                 s->in[i].pos = 0;
312                 av_frame_free(&inbuf[i]);
313                 ff_bufqueue_get(&s->in[i].queue);
314                 inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&s->in[i].queue, 0);
315                 ins[i] = inbuf[i] ? inbuf[i]->data[0] : NULL;
316             }
317         }
318     }
319     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], outbuf);
320 }
321
322 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
323 {
324     AMergeContext *s = ctx->priv;
325     int i, ret;
326
327     s->in = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->in));
328     if (!s->in)
329         return AVERROR(ENOMEM);
330     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
331         char *name = av_asprintf("in%d", i);
332         AVFilterPad pad = {
333             .name             = name,
334             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
335             .filter_frame     = filter_frame,
336         };
337         if (!name)
338             return AVERROR(ENOMEM);
339         if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, i, &pad)) < 0) {
340             av_freep(&pad.name);
341             return ret;
342         }
343     }
344     return 0;
345 }
346
347 static const AVFilterPad amerge_outputs[] = {
348     {
349         .name          = "default",
350         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
351         .config_props  = config_output,
352         .request_frame = request_frame,
353     },
354     { NULL }
355 };
356
357 AVFilter ff_af_amerge = {
358     .name          = "amerge",
359     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two or more audio streams into "
360                                           "a single multi-channel stream."),
361     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
362     .init          = init,
363     .uninit        = uninit,
364     .query_formats = query_formats,
365     .inputs        = NULL,
366     .outputs       = amerge_outputs,
367     .priv_class    = &amerge_class,
368     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS,
369 };