vaapi_h264: Add constant-bitrate encode support
[ffmpeg.git] / libavfilter / af_resample.c
1 /*
2  * This file is part of Libav.
3  *
4  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 /**
20  * @file
21  * sample format and channel layout conversion audio filter
22  */
23
24 #include "libavutil/avassert.h"
25 #include "libavutil/avstring.h"
26 #include "libavutil/common.h"
27 #include "libavutil/dict.h"
28 #include "libavutil/mathematics.h"
29 #include "libavutil/opt.h"
30
31 #include "libavresample/avresample.h"
32
33 #include "audio.h"
34 #include "avfilter.h"
35 #include "formats.h"
36 #include "internal.h"
37
38 typedef struct ResampleContext {
39     const AVClass *class;
40     AVAudioResampleContext *avr;
41     AVDictionary *options;
42
43     int resampling;
44     int64_t next_pts;
45     int64_t next_in_pts;
46
47     /* set by filter_frame() to signal an output frame to request_frame() */
48     int got_output;
49 } ResampleContext;
50
51 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, AVDictionary **opts)
52 {
53     ResampleContext *s = ctx->priv;
54     const AVClass *avr_class = avresample_get_class();
55     AVDictionaryEntry *e = NULL;
56
57     while ((e = av_dict_get(*opts, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX))) {
58         if (av_opt_find(&avr_class, e->key, NULL, 0,
59                         AV_OPT_SEARCH_FAKE_OBJ | AV_OPT_SEARCH_CHILDREN))
60             av_dict_set(&s->options, e->key, e->value, 0);
61     }
62
63     e = NULL;
64     while ((e = av_dict_get(s->options, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
65         av_dict_set(opts, e->key, NULL, 0);
66
67     /* do not allow the user to override basic format options */
68     av_dict_set(&s->options,  "in_channel_layout", NULL, 0);
69     av_dict_set(&s->options, "out_channel_layout", NULL, 0);
70     av_dict_set(&s->options,  "in_sample_fmt",     NULL, 0);
71     av_dict_set(&s->options, "out_sample_fmt",     NULL, 0);
72     av_dict_set(&s->options,  "in_sample_rate",    NULL, 0);
73     av_dict_set(&s->options, "out_sample_rate",    NULL, 0);
74
75     return 0;
76 }
77
78 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
79 {
80     ResampleContext *s = ctx->priv;
81
82     if (s->avr) {
83         avresample_close(s->avr);
84         avresample_free(&s->avr);
85     }
86     av_dict_free(&s->options);
87 }
88
89 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
90 {
91     AVFilterLink *inlink  = ctx->inputs[0];
92     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
93
94     AVFilterFormats        *in_formats      = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
95     AVFilterFormats        *out_formats     = ff_all_formats(AVMEDIA_TYPE_AUDIO);
96     AVFilterFormats        *in_samplerates  = ff_all_samplerates();
97     AVFilterFormats        *out_samplerates = ff_all_samplerates();
98     AVFilterChannelLayouts *in_layouts      = ff_all_channel_layouts();
99     AVFilterChannelLayouts *out_layouts     = ff_all_channel_layouts();
100
101     ff_formats_ref(in_formats,  &inlink->out_formats);
102     ff_formats_ref(out_formats, &outlink->in_formats);
103
104     ff_formats_ref(in_samplerates,  &inlink->out_samplerates);
105     ff_formats_ref(out_samplerates, &outlink->in_samplerates);
106
107     ff_channel_layouts_ref(in_layouts,  &inlink->out_channel_layouts);
108     ff_channel_layouts_ref(out_layouts, &outlink->in_channel_layouts);
109
110     return 0;
111 }
112
113 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
114 {
115     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
116     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
117     ResampleContext   *s = ctx->priv;
118     char buf1[64], buf2[64];
119     int ret;
120
121     int64_t resampling_forced;
122
123     if (s->avr) {
124         avresample_close(s->avr);
125         avresample_free(&s->avr);
126     }
127
128     if (inlink->channel_layout == outlink->channel_layout &&
129         inlink->sample_rate    == outlink->sample_rate    &&
130         (inlink->format        == outlink->format ||
131         (av_get_channel_layout_nb_channels(inlink->channel_layout)  == 1 &&
132          av_get_channel_layout_nb_channels(outlink->channel_layout) == 1 &&
133          av_get_planar_sample_fmt(inlink->format) ==
134          av_get_planar_sample_fmt(outlink->format))))
135         return 0;
136
137     if (!(s->avr = avresample_alloc_context()))
138         return AVERROR(ENOMEM);
139
140     if (s->options) {
141         int ret;
142         AVDictionaryEntry *e = NULL;
143         while ((e = av_dict_get(s->options, "", e, AV_DICT_IGNORE_SUFFIX)))
144             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "lavr option: %s=%s\n", e->key, e->value);
145
146         ret = av_opt_set_dict(s->avr, &s->options);
147         if (ret < 0)
148             return ret;
149     }
150
151     av_opt_set_int(s->avr,  "in_channel_layout", inlink ->channel_layout, 0);
152     av_opt_set_int(s->avr, "out_channel_layout", outlink->channel_layout, 0);
153     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_fmt",     inlink ->format,         0);
154     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_fmt",     outlink->format,         0);
155     av_opt_set_int(s->avr,  "in_sample_rate",    inlink ->sample_rate,    0);
156     av_opt_set_int(s->avr, "out_sample_rate",    outlink->sample_rate,    0);
157
158     if ((ret = avresample_open(s->avr)) < 0)
159         return ret;
160
161     av_opt_get_int(s->avr, "force_resampling", 0, &resampling_forced);
162     s->resampling = resampling_forced || (inlink->sample_rate != outlink->sample_rate);
163
164     if (s->resampling) {
165         outlink->time_base = (AVRational){ 1, outlink->sample_rate };
166         s->next_pts        = AV_NOPTS_VALUE;
167         s->next_in_pts     = AV_NOPTS_VALUE;
168     } else
169         outlink->time_base = inlink->time_base;
170
171     av_get_channel_layout_string(buf1, sizeof(buf1),
172                                  -1, inlink ->channel_layout);
173     av_get_channel_layout_string(buf2, sizeof(buf2),
174                                  -1, outlink->channel_layout);
175     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
176            "fmt:%s srate:%d cl:%s -> fmt:%s srate:%d cl:%s\n",
177            av_get_sample_fmt_name(inlink ->format), inlink ->sample_rate, buf1,
178            av_get_sample_fmt_name(outlink->format), outlink->sample_rate, buf2);
179
180     return 0;
181 }
182
183 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
184 {
185     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
186     ResampleContext   *s = ctx->priv;
187     int ret = 0;
188
189     s->got_output = 0;
190     while (ret >= 0 && !s->got_output)
191         ret = ff_request_frame(ctx->inputs[0]);
192
193     /* flush the lavr delay buffer */
194     if (ret == AVERROR_EOF && s->avr) {
195         AVFrame *frame;
196         int nb_samples = avresample_get_out_samples(s->avr, 0);
197
198         if (!nb_samples)
199             return ret;
200
201         frame = ff_get_audio_buffer(outlink, nb_samples);
202         if (!frame)
203             return AVERROR(ENOMEM);
204
205         ret = avresample_convert(s->avr, frame->extended_data,
206                                  frame->linesize[0], nb_samples,
207                                  NULL, 0, 0);
208         if (ret <= 0) {
209             av_frame_free(&frame);
210             return (ret == 0) ? AVERROR_EOF : ret;
211         }
212
213         frame->nb_samples = ret;
214         frame->pts = s->next_pts;
215         return ff_filter_frame(outlink, frame);
216     }
217     return ret;
218 }
219
220 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
221 {
222     AVFilterContext  *ctx = inlink->dst;
223     ResampleContext    *s = ctx->priv;
224     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
225     int ret;
226
227     if (s->avr) {
228         AVFrame *out;
229         int delay, nb_samples;
230
231         /* maximum possible samples lavr can output */
232         delay      = avresample_get_delay(s->avr);
233         nb_samples = avresample_get_out_samples(s->avr, in->nb_samples);
234
235         out = ff_get_audio_buffer(outlink, nb_samples);
236         if (!out) {
237             ret = AVERROR(ENOMEM);
238             goto fail;
239         }
240
241         ret = avresample_convert(s->avr, out->extended_data, out->linesize[0],
242                                  nb_samples, in->extended_data, in->linesize[0],
243                                  in->nb_samples);
244         if (ret <= 0) {
245             av_frame_free(&out);
246             if (ret < 0)
247                 goto fail;
248         }
249
250         av_assert0(!avresample_available(s->avr));
251
252         if (s->resampling && s->next_pts == AV_NOPTS_VALUE) {
253             if (in->pts == AV_NOPTS_VALUE) {
254                 av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "First timestamp is missing, "
255                        "assuming 0.\n");
256                 s->next_pts = 0;
257             } else
258                 s->next_pts = av_rescale_q(in->pts, inlink->time_base,
259                                            outlink->time_base);
260         }
261
262         if (ret > 0) {
263             out->nb_samples = ret;
264
265             ret = av_frame_copy_props(out, in);
266             if (ret < 0) {
267                 av_frame_free(&out);
268                 goto fail;
269             }
270
271             if (s->resampling) {
272                 out->sample_rate = outlink->sample_rate;
273                 /* Only convert in->pts if there is a discontinuous jump.
274                    This ensures that out->pts tracks the number of samples actually
275                    output by the resampler in the absence of such a jump.
276                    Otherwise, the rounding in av_rescale_q() and av_rescale()
277                    causes off-by-1 errors. */
278                 if (in->pts != AV_NOPTS_VALUE && in->pts != s->next_in_pts) {
279                     out->pts = av_rescale_q(in->pts, inlink->time_base,
280                                                 outlink->time_base) -
281                                    av_rescale(delay, outlink->sample_rate,
282                                               inlink->sample_rate);
283                 } else
284                     out->pts = s->next_pts;
285
286                 s->next_pts = out->pts + out->nb_samples;
287                 s->next_in_pts = in->pts + in->nb_samples;
288             } else
289                 out->pts = in->pts;
290
291             ret = ff_filter_frame(outlink, out);
292             s->got_output = 1;
293         }
294
295 fail:
296         av_frame_free(&in);
297     } else {
298         in->format = outlink->format;
299         ret = ff_filter_frame(outlink, in);
300         s->got_output = 1;
301     }
302
303     return ret;
304 }
305
306 static const AVClass *resample_child_class_next(const AVClass *prev)
307 {
308     return prev ? NULL : avresample_get_class();
309 }
310
311 static void *resample_child_next(void *obj, void *prev)
312 {
313     ResampleContext *s = obj;
314     return prev ? NULL : s->avr;
315 }
316
317 static const AVClass resample_class = {
318     .class_name       = "resample",
319     .item_name        = av_default_item_name,
320     .version          = LIBAVUTIL_VERSION_INT,
321     .child_class_next = resample_child_class_next,
322     .child_next       = resample_child_next,
323 };
324
325 static const AVFilterPad avfilter_af_resample_inputs[] = {
326     {
327         .name           = "default",
328         .type           = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
329         .filter_frame   = filter_frame,
330     },
331     { NULL }
332 };
333
334 static const AVFilterPad avfilter_af_resample_outputs[] = {
335     {
336         .name          = "default",
337         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
338         .config_props  = config_output,
339         .request_frame = request_frame
340     },
341     { NULL }
342 };
343
344 AVFilter ff_af_resample = {
345     .name          = "resample",
346     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Audio resampling and conversion."),
347     .priv_size     = sizeof(ResampleContext),
348     .priv_class    = &resample_class,
349
350     .init_dict      = init,
351     .uninit         = uninit,
352     .query_formats  = query_formats,
353
354     .inputs    = avfilter_af_resample_inputs,
355     .outputs   = avfilter_af_resample_outputs,
356 };