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