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