avfilter/af_afir: do not over allocate fft buffer
[ffmpeg.git] / libavfilter / af_aresample.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
3  * Copyright (c) 2011 Mina Nagy Zaki
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 /**
23  * @file
24  * resampling audio filter
25  */
26
27 #include "libavutil/avstring.h"
28 #include "libavutil/channel_layout.h"
29 #include "libavutil/opt.h"
30 #include "libavutil/samplefmt.h"
31 #include "libavutil/avassert.h"
32 #include "libswresample/swresample.h"
33 #include "avfilter.h"
34 #include "audio.h"
35 #include "internal.h"
36
37 typedef struct AResampleContext {
38     const AVClass *class;
39     int sample_rate_arg;
40     double ratio;
41     struct SwrContext *swr;
42     int64_t next_pts;
43     int more_data;
44 } AResampleContext;
45
46 static av_cold int init_dict(AVFilterContext *ctx, AVDictionary **opts)
47 {
48     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
49     int ret = 0;
50
51     aresample->next_pts = AV_NOPTS_VALUE;
52     aresample->swr = swr_alloc();
53     if (!aresample->swr) {
54         ret = AVERROR(ENOMEM);
55         goto end;
56     }
57
58     if (opts) {
59         AVDictionaryEntry *e = NULL;
60
61         while ((e = av_dict_get(*opts, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
62             if ((ret = av_opt_set(aresample->swr, e->key, e->value, 0)) < 0)
63                 goto end;
64         }
65         av_dict_free(opts);
66     }
67     if (aresample->sample_rate_arg > 0)
68         av_opt_set_int(aresample->swr, "osr", aresample->sample_rate_arg, 0);
69 end:
70     return ret;
71 }
72
73 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
74 {
75     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
76     swr_free(&aresample->swr);
77 }
78
79 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
80 {
81     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
82     enum AVSampleFormat out_format;
83     int64_t out_rate, out_layout;
84
85     AVFilterLink *inlink  = ctx->inputs[0];
86     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
87
88     AVFilterFormats        *in_formats, *out_formats;
89     AVFilterFormats        *in_samplerates, *out_samplerates;
90     AVFilterChannelLayouts *in_layouts, *out_layouts;
91     int ret;
92
93     av_opt_get_sample_fmt(aresample->swr, "osf", 0, &out_format);
94     av_opt_get_int(aresample->swr, "osr", 0, &out_rate);
95     av_opt_get_int(aresample->swr, "ocl", 0, &out_layout);
96
97     in_formats      = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
98     if ((ret = ff_formats_ref(in_formats, &inlink->out_formats)) < 0)
99         return ret;
100
101     in_samplerates  = ff_all_samplerates();
102     if ((ret = ff_formats_ref(in_samplerates, &inlink->out_samplerates)) < 0)
103         return ret;
104
105     in_layouts      = ff_all_channel_counts();
106     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(in_layouts, &inlink->out_channel_layouts)) < 0)
107         return ret;
108
109     if(out_rate > 0) {
110         int ratelist[] = { out_rate, -1 };
111         out_samplerates = ff_make_format_list(ratelist);
112     } else {
113         out_samplerates = ff_all_samplerates();
114     }
115
116     if ((ret = ff_formats_ref(out_samplerates, &outlink->in_samplerates)) < 0)
117         return ret;
118
119     if(out_format != AV_SAMPLE_FMT_NONE) {
120         int formatlist[] = { out_format, -1 };
121         out_formats = ff_make_format_list(formatlist);
122     } else
123         out_formats = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
124     if ((ret = ff_formats_ref(out_formats, &outlink->in_formats)) < 0)
125         return ret;
126
127     if(out_layout) {
128         int64_t layout_list[] = { out_layout, -1 };
129         out_layouts = avfilter_make_format64_list(layout_list);
130     } else
131         out_layouts = ff_all_channel_counts();
132
133     return ff_channel_layouts_ref(out_layouts, &outlink->in_channel_layouts);
134 }
135
136
137 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
138 {
139     int ret;
140     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
141     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
142     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
143     int64_t out_rate, out_layout;
144     enum AVSampleFormat out_format;
145     char inchl_buf[128], outchl_buf[128];
146
147     aresample->swr = swr_alloc_set_opts(aresample->swr,
148                                         outlink->channel_layout, outlink->format, outlink->sample_rate,
149                                         inlink->channel_layout, inlink->format, inlink->sample_rate,
150                                         0, ctx);
151     if (!aresample->swr)
152         return AVERROR(ENOMEM);
153     if (!inlink->channel_layout)
154         av_opt_set_int(aresample->swr, "ich", inlink->channels, 0);
155     if (!outlink->channel_layout)
156         av_opt_set_int(aresample->swr, "och", outlink->channels, 0);
157
158     ret = swr_init(aresample->swr);
159     if (ret < 0)
160         return ret;
161
162     av_opt_get_int(aresample->swr, "osr", 0, &out_rate);
163     av_opt_get_int(aresample->swr, "ocl", 0, &out_layout);
164     av_opt_get_sample_fmt(aresample->swr, "osf", 0, &out_format);
165     outlink->time_base = (AVRational) {1, out_rate};
166
167     av_assert0(outlink->sample_rate == out_rate);
168     av_assert0(outlink->channel_layout == out_layout || !outlink->channel_layout);
169     av_assert0(outlink->format == out_format);
170
171     aresample->ratio = (double)outlink->sample_rate / inlink->sample_rate;
172
173     av_get_channel_layout_string(inchl_buf,  sizeof(inchl_buf),  inlink ->channels, inlink ->channel_layout);
174     av_get_channel_layout_string(outchl_buf, sizeof(outchl_buf), outlink->channels, outlink->channel_layout);
175
176     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "ch:%d chl:%s fmt:%s r:%dHz -> ch:%d chl:%s fmt:%s r:%dHz\n",
177            inlink ->channels, inchl_buf,  av_get_sample_fmt_name(inlink->format),  inlink->sample_rate,
178            outlink->channels, outchl_buf, av_get_sample_fmt_name(outlink->format), outlink->sample_rate);
179     return 0;
180 }
181
182 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamplesref)
183 {
184     AResampleContext *aresample = inlink->dst->priv;
185     const int n_in  = insamplesref->nb_samples;
186     int64_t delay;
187     int n_out       = n_in * aresample->ratio + 32;
188     AVFilterLink *const outlink = inlink->dst->outputs[0];
189     AVFrame *outsamplesref;
190     int ret;
191
192     delay = swr_get_delay(aresample->swr, outlink->sample_rate);
193     if (delay > 0)
194         n_out += FFMIN(delay, FFMAX(4096, n_out));
195
196     outsamplesref = ff_get_audio_buffer(outlink, n_out);
197
198     if(!outsamplesref) {
199         av_frame_free(&insamplesref);
200         return AVERROR(ENOMEM);
201     }
202
203     av_frame_copy_props(outsamplesref, insamplesref);
204     outsamplesref->format                = outlink->format;
205     outsamplesref->channels              = outlink->channels;
206     outsamplesref->channel_layout        = outlink->channel_layout;
207     outsamplesref->sample_rate           = outlink->sample_rate;
208
209     if(insamplesref->pts != AV_NOPTS_VALUE) {
210         int64_t inpts = av_rescale(insamplesref->pts, inlink->time_base.num * (int64_t)outlink->sample_rate * inlink->sample_rate, inlink->time_base.den);
211         int64_t outpts= swr_next_pts(aresample->swr, inpts);
212         aresample->next_pts =
213         outsamplesref->pts  = ROUNDED_DIV(outpts, inlink->sample_rate);
214     } else {
215         outsamplesref->pts  = AV_NOPTS_VALUE;
216     }
217     n_out = swr_convert(aresample->swr, outsamplesref->extended_data, n_out,
218                                  (void *)insamplesref->extended_data, n_in);
219     if (n_out <= 0) {
220         av_frame_free(&outsamplesref);
221         av_frame_free(&insamplesref);
222         return 0;
223     }
224
225     aresample->more_data = outsamplesref->nb_samples == n_out; // Indicate that there is probably more data in our buffers
226
227     outsamplesref->nb_samples  = n_out;
228
229     ret = ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
230     av_frame_free(&insamplesref);
231     return ret;
232 }
233
234 static int flush_frame(AVFilterLink *outlink, int final, AVFrame **outsamplesref_ret)
235 {
236     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
237     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
238     AVFilterLink *const inlink = outlink->src->inputs[0];
239     AVFrame *outsamplesref;
240     int n_out = 4096;
241     int64_t pts;
242
243     outsamplesref = ff_get_audio_buffer(outlink, n_out);
244     *outsamplesref_ret = outsamplesref;
245     if (!outsamplesref)
246         return AVERROR(ENOMEM);
247
248     pts = swr_next_pts(aresample->swr, INT64_MIN);
249     pts = ROUNDED_DIV(pts, inlink->sample_rate);
250
251     n_out = swr_convert(aresample->swr, outsamplesref->extended_data, n_out, final ? NULL : (void*)outsamplesref->extended_data, 0);
252     if (n_out <= 0) {
253         av_frame_free(&outsamplesref);
254         return (n_out == 0) ? AVERROR_EOF : n_out;
255     }
256
257     outsamplesref->sample_rate = outlink->sample_rate;
258     outsamplesref->nb_samples  = n_out;
259
260     outsamplesref->pts = pts;
261
262     return 0;
263 }
264
265 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
266 {
267     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
268     AResampleContext *aresample = ctx->priv;
269     int ret;
270
271     // First try to get data from the internal buffers
272     if (aresample->more_data) {
273         AVFrame *outsamplesref;
274
275         if (flush_frame(outlink, 0, &outsamplesref) >= 0) {
276             return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
277         }
278     }
279     aresample->more_data = 0;
280
281     // Second request more data from the input
282     ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
283
284     // Third if we hit the end flush
285     if (ret == AVERROR_EOF) {
286         AVFrame *outsamplesref;
287
288         if ((ret = flush_frame(outlink, 1, &outsamplesref)) < 0)
289             return ret;
290
291         return ff_filter_frame(outlink, outsamplesref);
292     }
293     return ret;
294 }
295
296 static const AVClass *resample_child_class_next(const AVClass *prev)
297 {
298     return prev ? NULL : swr_get_class();
299 }
300
301 static void *resample_child_next(void *obj, void *prev)
302 {
303     AResampleContext *s = obj;
304     return prev ? NULL : s->swr;
305 }
306
307 #define OFFSET(x) offsetof(AResampleContext, x)
308 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
309
310 static const AVOption options[] = {
311     {"sample_rate", NULL, OFFSET(sample_rate_arg), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0},  0,        INT_MAX, FLAGS },
312     {NULL}
313 };
314
315 static const AVClass aresample_class = {
316     .class_name       = "aresample",
317     .item_name        = av_default_item_name,
318     .option           = options,
319     .version          = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
320     .child_class_next = resample_child_class_next,
321     .child_next       = resample_child_next,
322 };
323
324 static const AVFilterPad aresample_inputs[] = {
325     {
326         .name         = "default",
327         .type         = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
328         .filter_frame = filter_frame,
329     },
330     { NULL }
331 };
332
333 static const AVFilterPad aresample_outputs[] = {
334     {
335         .name          = "default",
336         .config_props  = config_output,
337         .request_frame = request_frame,
338         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
339     },
340     { NULL }
341 };
342
343 AVFilter ff_af_aresample = {
344     .name          = "aresample",
345     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Resample audio data."),
346     .init_dict     = init_dict,
347     .uninit        = uninit,
348     .query_formats = query_formats,
349     .priv_size     = sizeof(AResampleContext),
350     .priv_class    = &aresample_class,
351     .inputs        = aresample_inputs,
352     .outputs       = aresample_outputs,
353 };