Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[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 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 "libswresample/swresample.h" // only for SWR_CH_MAX
27 #include "avfilter.h"
28 #include "audio.h"
29 #include "internal.h"
30
31 #define QUEUE_SIZE 16
32
33 typedef struct {
34     int nb_in_ch[2];       /**< number of channels for each input */
35     int route[SWR_CH_MAX]; /**< channels routing, see copy_samples */
36     int bps;
37     struct amerge_queue {
38         AVFilterBufferRef *buf[QUEUE_SIZE];
39         int nb_buf, nb_samples, pos;
40     } queue[2];
41 } AMergeContext;
42
43 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
44 {
45     AMergeContext *am = ctx->priv;
46     int i, j;
47
48     for (i = 0; i < 2; i++)
49         for (j = 0; j < am->queue[i].nb_buf; j++)
50             avfilter_unref_buffer(am->queue[i].buf[j]);
51 }
52
53 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
54 {
55     AMergeContext *am = ctx->priv;
56     int64_t inlayout[2], outlayout;
57     const int packing_fmts[] = { AVFILTER_PACKED, -1 };
58     AVFilterFormats *formats;
59     int i;
60
61     for (i = 0; i < 2; i++) {
62         if (!ctx->inputs[i]->in_chlayouts ||
63             !ctx->inputs[i]->in_chlayouts->format_count) {
64             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
65                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
66             return AVERROR(EINVAL);
67         }
68         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_chlayouts->formats[0];
69         if (ctx->inputs[i]->in_chlayouts->format_count > 1) {
70             char buf[256];
71             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
72             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
73         }
74         am->nb_in_ch[i] = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
75     }
76     if (am->nb_in_ch[0] + am->nb_in_ch[1] > SWR_CH_MAX) {
77         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
78         return AVERROR(EINVAL);
79     }
80     if (inlayout[0] & inlayout[1]) {
81         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
82                "Inputs overlap: output layout will be meaningless\n");
83         for (i = 0; i < am->nb_in_ch[0] + am->nb_in_ch[1]; i++)
84             am->route[i] = i;
85         outlayout = av_get_default_channel_layout(am->nb_in_ch[0] +
86                                                   am->nb_in_ch[1]);
87         if (!outlayout)
88             outlayout = ((int64_t)1 << (am->nb_in_ch[0] + am->nb_in_ch[1])) - 1;
89     } else {
90         int *route[2] = { am->route, am->route + am->nb_in_ch[0] };
91         int c, out_ch_number = 0;
92
93         outlayout = inlayout[0] | inlayout[1];
94         for (c = 0; c < 64; c++)
95             for (i = 0; i < 2; i++)
96                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
97                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
98     }
99     formats = avfilter_make_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
100     avfilter_set_common_sample_formats(ctx, formats);
101     formats = avfilter_make_format_list(packing_fmts);
102     avfilter_set_common_packing_formats(ctx, formats);
103     for (i = 0; i < 2; i++) {
104         formats = NULL;
105         avfilter_add_format(&formats, inlayout[i]);
106         avfilter_formats_ref(formats, &ctx->inputs[i]->out_chlayouts);
107     }
108     formats = NULL;
109     avfilter_add_format(&formats, outlayout);
110     avfilter_formats_ref(formats, &ctx->outputs[0]->in_chlayouts);
111     return 0;
112 }
113
114 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
115 {
116     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
117     AMergeContext *am = ctx->priv;
118     int64_t layout;
119     char name[3][256];
120     int i;
121
122     if (ctx->inputs[0]->sample_rate != ctx->inputs[1]->sample_rate) {
123         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
124                "Inputs must have the same sample rate "
125                "(%"PRIi64" vs %"PRIi64")\n",
126                ctx->inputs[0]->sample_rate, ctx->inputs[1]->sample_rate);
127         return AVERROR(EINVAL);
128     }
129     am->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
130     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
131     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
132     for (i = 0; i < 3; i++) {
133         layout = (i < 2 ? ctx->inputs[i] : ctx->outputs[0])->channel_layout;
134         av_get_channel_layout_string(name[i], sizeof(name[i]), -1, layout);
135     }
136     av_log(ctx, AV_LOG_INFO,
137            "in1:%s + in2:%s -> out:%s\n", name[0], name[1], name[2]);
138     return 0;
139 }
140
141 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
142 {
143     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
144     AMergeContext *am = ctx->priv;
145     int i, ret;
146
147     for (i = 0; i < 2; i++)
148         if (!am->queue[i].nb_samples)
149             if ((ret = avfilter_request_frame(ctx->inputs[i])) < 0)
150                 return ret;
151     return 0;
152 }
153
154 /**
155  * Copy samples from two input streams to one output stream.
156  * @param nb_in_ch  number of channels in each input stream
157  * @param route     routing values;
158  *                  input channel i goes to output channel route[i];
159  *                  i <  nb_in_ch[0] are the channels from the first output;
160  *                  i >= nb_in_ch[0] are the channels from the second output
161  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
162  *                  will be left at the end of the copied samples
163  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
164  *                  must point to a buffer big enough;
165  *                  will be left at the end of the copied samples
166  * @param ns        number of samples to copy
167  * @param bps       bytes per sample
168  */
169 static inline void copy_samples(int nb_in_ch[2], int *route, uint8_t *ins[2],
170                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
171 {
172     int *route_cur;
173     int i, c;
174
175     while (ns--) {
176         route_cur = route;
177         for (i = 0; i < 2; i++) {
178             for (c = 0; c < nb_in_ch[i]; c++) {
179                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
180                 ins[i] += bps;
181             }
182         }
183         *outs += (nb_in_ch[0] + nb_in_ch[1]) * bps;
184     }
185 }
186
187 static void filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *insamples)
188 {
189     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
190     AMergeContext *am = ctx->priv;
191     AVFilterLink *const outlink = ctx->outputs[0];
192     int input_number = inlink == ctx->inputs[1];
193     struct amerge_queue *inq = &am->queue[input_number];
194     int nb_samples, ns, i;
195     AVFilterBufferRef *outbuf, **inbuf[2];
196     uint8_t *ins[2], *outs;
197
198     if (inq->nb_buf == QUEUE_SIZE) {
199         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Packet queue overflow; dropped\n");
200         avfilter_unref_buffer(insamples);
201         return;
202     }
203     inq->buf[inq->nb_buf++] = avfilter_ref_buffer(insamples, AV_PERM_READ |
204                                                              AV_PERM_PRESERVE);
205     inq->nb_samples += insamples->audio->nb_samples;
206     avfilter_unref_buffer(insamples);
207     if (!am->queue[!input_number].nb_samples)
208         return;
209
210     nb_samples = FFMIN(am->queue[0].nb_samples,
211                        am->queue[1].nb_samples);
212     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE,
213                                        nb_samples);
214     outs = outbuf->data[0];
215     for (i = 0; i < 2; i++) {
216         inbuf[i] = am->queue[i].buf;
217         ins[i] = (*inbuf[i])->data[0] +
218                  am->queue[i].pos * am->nb_in_ch[i] * am->bps;
219     }
220
221     avfilter_copy_buffer_ref_props(outbuf, *inbuf[0]);
222     outbuf->audio->nb_samples     = nb_samples;
223     outbuf->audio->channel_layout = outlink->channel_layout;
224     outbuf->audio->planar         = outlink->planar;
225
226     while (nb_samples) {
227         ns = nb_samples;
228         for (i = 0; i < 2; i++)
229             ns = FFMIN(ns, (*inbuf[i])->audio->nb_samples - am->queue[i].pos);
230         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
231            +~13% overall (including two common decoders) */
232         switch (am->bps) {
233             case 1:
234                 copy_samples(am->nb_in_ch, am->route, ins, &outs, ns, 1);
235                 break;
236             case 2:
237                 copy_samples(am->nb_in_ch, am->route, ins, &outs, ns, 2);
238                 break;
239             case 4:
240                 copy_samples(am->nb_in_ch, am->route, ins, &outs, ns, 4);
241                 break;
242             default:
243                 copy_samples(am->nb_in_ch, am->route, ins, &outs, ns, am->bps);
244                 break;
245         }
246
247         nb_samples -= ns;
248         for (i = 0; i < 2; i++) {
249             am->queue[i].nb_samples -= ns;
250             am->queue[i].pos += ns;
251             if (am->queue[i].pos == (*inbuf[i])->audio->nb_samples) {
252                 am->queue[i].pos = 0;
253                 avfilter_unref_buffer(*inbuf[i]);
254                 *inbuf[i] = NULL;
255                 inbuf[i]++;
256                 ins[i] = *inbuf[i] ? (*inbuf[i])->data[0] : NULL;
257             }
258         }
259     }
260     for (i = 0; i < 2; i++) {
261         int nbufused = inbuf[i] - am->queue[i].buf;
262         if (nbufused) {
263             am->queue[i].nb_buf -= nbufused;
264             memmove(am->queue[i].buf, inbuf[i],
265                     am->queue[i].nb_buf * sizeof(**inbuf));
266         }
267     }
268     ff_filter_samples(ctx->outputs[0], outbuf);
269 }
270
271 AVFilter avfilter_af_amerge = {
272     .name          = "amerge",
273     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two audio streams into "
274                                           "a single multi-channel stream."),
275     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
276     .uninit        = uninit,
277     .query_formats = query_formats,
278
279     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {
280         { .name             = "in1",
281           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
282           .filter_samples   = filter_samples,
283           .min_perms        = AV_PERM_READ, },
284         { .name             = "in2",
285           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
286           .filter_samples   = filter_samples,
287           .min_perms        = AV_PERM_READ, },
288         { .name = NULL }
289     },
290     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {
291         { .name             = "default",
292           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
293           .config_props     = config_output,
294           .request_frame    = request_frame, },
295         { .name = NULL }
296     },
297 };