libavfilter/ebur128: add target value to statistics line
[ffmpeg.git] / libavfilter / avf_concat.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2012 Nicolas George
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.
14  * See the GNU Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
17  * along with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
18  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 /**
22  * @file
23  * concat audio-video filter
24  */
25
26 #include "libavutil/avassert.h"
27 #include "libavutil/avstring.h"
28 #include "libavutil/channel_layout.h"
29 #include "libavutil/opt.h"
30 #include "avfilter.h"
31 #include "filters.h"
32 #include "internal.h"
33 #include "video.h"
34 #include "audio.h"
35
36 #define TYPE_ALL 2
37
38 typedef struct ConcatContext {
39     const AVClass *class;
40     unsigned nb_streams[TYPE_ALL]; /**< number of out streams of each type */
41     unsigned nb_segments;
42     unsigned cur_idx; /**< index of the first input of current segment */
43     int64_t delta_ts; /**< timestamp to add to produce output timestamps */
44     unsigned nb_in_active; /**< number of active inputs in current segment */
45     unsigned unsafe;
46     struct concat_in {
47         int64_t pts;
48         int64_t nb_frames;
49         unsigned eof;
50     } *in;
51 } ConcatContext;
52
53 #define OFFSET(x) offsetof(ConcatContext, x)
54 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
55 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
56 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
57
58 static const AVOption concat_options[] = {
59     { "n", "specify the number of segments", OFFSET(nb_segments),
60       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 1, INT_MAX, V|A|F},
61     { "v", "specify the number of video streams",
62       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO]),
63       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, INT_MAX, V|F },
64     { "a", "specify the number of audio streams",
65       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO]),
66       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, A|F},
67     { "unsafe", "enable unsafe mode",
68       OFFSET(unsafe),
69       AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, V|A|F},
70     { NULL }
71 };
72
73 AVFILTER_DEFINE_CLASS(concat);
74
75 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
76 {
77     ConcatContext *cat = ctx->priv;
78     unsigned type, nb_str, idx0 = 0, idx, str, seg;
79     AVFilterFormats *formats, *rates = NULL;
80     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
81     int ret;
82
83     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
84         nb_str = cat->nb_streams[type];
85         for (str = 0; str < nb_str; str++) {
86             idx = idx0;
87
88             /* Set the output formats */
89             formats = ff_all_formats(type);
90             if ((ret = ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[idx]->in_formats)) < 0)
91                 return ret;
92
93             if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
94                 rates = ff_all_samplerates();
95                 if ((ret = ff_formats_ref(rates, &ctx->outputs[idx]->in_samplerates)) < 0)
96                     return ret;
97                 layouts = ff_all_channel_layouts();
98                 if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[idx]->in_channel_layouts)) < 0)
99                     return ret;
100             }
101
102             /* Set the same formats for each corresponding input */
103             for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
104                 if ((ret = ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[idx]->out_formats)) < 0)
105                     return ret;
106                 if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
107                     if ((ret = ff_formats_ref(rates, &ctx->inputs[idx]->out_samplerates)) < 0 ||
108                         (ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[idx]->out_channel_layouts)) < 0)
109                         return ret;
110                 }
111                 idx += ctx->nb_outputs;
112             }
113
114             idx0++;
115         }
116     }
117     return 0;
118 }
119
120 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
121 {
122     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
123     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
124     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
125     unsigned in_no  = out_no, seg;
126     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[in_no];
127
128     /* enhancement: find a common one */
129     outlink->time_base           = AV_TIME_BASE_Q;
130     outlink->w                   = inlink->w;
131     outlink->h                   = inlink->h;
132     outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
133     outlink->format              = inlink->format;
134     for (seg = 1; seg < cat->nb_segments; seg++) {
135         inlink = ctx->inputs[in_no += ctx->nb_outputs];
136         if (!outlink->sample_aspect_ratio.num)
137             outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
138         /* possible enhancement: unsafe mode, do not check */
139         if (outlink->w                       != inlink->w                       ||
140             outlink->h                       != inlink->h                       ||
141             outlink->sample_aspect_ratio.num != inlink->sample_aspect_ratio.num &&
142                                                 inlink->sample_aspect_ratio.num ||
143             outlink->sample_aspect_ratio.den != inlink->sample_aspect_ratio.den) {
144             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input link %s parameters "
145                    "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
146                    "output link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
147                    ctx->input_pads[in_no].name, inlink->w, inlink->h,
148                    inlink->sample_aspect_ratio.num,
149                    inlink->sample_aspect_ratio.den,
150                    ctx->input_pads[out_no].name, outlink->w, outlink->h,
151                    outlink->sample_aspect_ratio.num,
152                    outlink->sample_aspect_ratio.den);
153             if (!cat->unsafe)
154                 return AVERROR(EINVAL);
155         }
156     }
157
158     return 0;
159 }
160
161 static int push_frame(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, AVFrame *buf)
162 {
163     ConcatContext *cat = ctx->priv;
164     unsigned out_no = in_no % ctx->nb_outputs;
165     AVFilterLink * inlink = ctx-> inputs[ in_no];
166     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
167     struct concat_in *in = &cat->in[in_no];
168
169     buf->pts = av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
170     in->pts = buf->pts;
171     in->nb_frames++;
172     /* add duration to input PTS */
173     if (inlink->sample_rate)
174         /* use number of audio samples */
175         in->pts += av_rescale_q(buf->nb_samples,
176                                 av_make_q(1, inlink->sample_rate),
177                                 outlink->time_base);
178     else if (in->nb_frames >= 2)
179         /* use mean duration */
180         in->pts = av_rescale(in->pts, in->nb_frames, in->nb_frames - 1);
181
182     buf->pts += cat->delta_ts;
183     return ff_filter_frame(outlink, buf);
184 }
185
186 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int w, int h)
187 {
188     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
189     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
190     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
191
192     return ff_get_video_buffer(outlink, w, h);
193 }
194
195 static AVFrame *get_audio_buffer(AVFilterLink *inlink, int nb_samples)
196 {
197     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
198     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
199     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
200
201     return ff_get_audio_buffer(outlink, nb_samples);
202 }
203
204 static void close_input(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no)
205 {
206     ConcatContext *cat = ctx->priv;
207
208     cat->in[in_no].eof = 1;
209     cat->nb_in_active--;
210     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "EOF on %s, %d streams left in segment.\n",
211            ctx->input_pads[in_no].name, cat->nb_in_active);
212 }
213
214 static void find_next_delta_ts(AVFilterContext *ctx, int64_t *seg_delta)
215 {
216     ConcatContext *cat = ctx->priv;
217     unsigned i = cat->cur_idx;
218     unsigned imax = i + ctx->nb_outputs;
219     int64_t pts;
220
221     pts = cat->in[i++].pts;
222     for (; i < imax; i++)
223         pts = FFMAX(pts, cat->in[i].pts);
224     cat->delta_ts += pts;
225     *seg_delta = pts;
226 }
227
228 static int send_silence(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, unsigned out_no,
229                         int64_t seg_delta)
230 {
231     ConcatContext *cat = ctx->priv;
232     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
233     int64_t base_pts = cat->in[in_no].pts + cat->delta_ts - seg_delta;
234     int64_t nb_samples, sent = 0;
235     int frame_nb_samples, ret;
236     AVRational rate_tb = { 1, ctx->inputs[in_no]->sample_rate };
237     AVFrame *buf;
238
239     if (!rate_tb.den)
240         return AVERROR_BUG;
241     nb_samples = av_rescale_q(seg_delta - cat->in[in_no].pts,
242                               outlink->time_base, rate_tb);
243     frame_nb_samples = FFMAX(9600, rate_tb.den / 5); /* arbitrary */
244     while (nb_samples) {
245         frame_nb_samples = FFMIN(frame_nb_samples, nb_samples);
246         buf = ff_get_audio_buffer(outlink, frame_nb_samples);
247         if (!buf)
248             return AVERROR(ENOMEM);
249         av_samples_set_silence(buf->extended_data, 0, frame_nb_samples,
250                                outlink->channels, outlink->format);
251         buf->pts = base_pts + av_rescale_q(sent, rate_tb, outlink->time_base);
252         ret = ff_filter_frame(outlink, buf);
253         if (ret < 0)
254             return ret;
255         sent       += frame_nb_samples;
256         nb_samples -= frame_nb_samples;
257     }
258     return 0;
259 }
260
261 static int flush_segment(AVFilterContext *ctx)
262 {
263     int ret;
264     ConcatContext *cat = ctx->priv;
265     unsigned str, str_max;
266     int64_t seg_delta;
267
268     find_next_delta_ts(ctx, &seg_delta);
269     cat->cur_idx += ctx->nb_outputs;
270     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
271     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Segment finished at pts=%"PRId64"\n",
272            cat->delta_ts);
273
274     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
275         /* pad audio streams with silence */
276         str = cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO];
277         str_max = str + cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO];
278         for (; str < str_max; str++) {
279             ret = send_silence(ctx, cat->cur_idx - ctx->nb_outputs + str, str,
280                                seg_delta);
281             if (ret < 0)
282                 return ret;
283         }
284     }
285     return 0;
286 }
287
288 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
289 {
290     ConcatContext *cat = ctx->priv;
291     unsigned seg, type, str;
292     int ret;
293
294     /* create input pads */
295     for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
296         for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
297             for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
298                 AVFilterPad pad = {
299                     .type             = type,
300                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
301                     .get_audio_buffer = get_audio_buffer,
302                 };
303                 pad.name = av_asprintf("in%d:%c%d", seg, "va"[type], str);
304                 if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, ctx->nb_inputs, &pad)) < 0) {
305                     av_freep(&pad.name);
306                     return ret;
307                 }
308             }
309         }
310     }
311     /* create output pads */
312     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
313         for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
314             AVFilterPad pad = {
315                 .type          = type,
316                 .config_props  = config_output,
317             };
318             pad.name = av_asprintf("out:%c%d", "va"[type], str);
319             if ((ret = ff_insert_outpad(ctx, ctx->nb_outputs, &pad)) < 0) {
320                 av_freep(&pad.name);
321                 return ret;
322             }
323         }
324     }
325
326     cat->in = av_calloc(ctx->nb_inputs, sizeof(*cat->in));
327     if (!cat->in)
328         return AVERROR(ENOMEM);
329     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
330     return 0;
331 }
332
333 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
334 {
335     ConcatContext *cat = ctx->priv;
336     unsigned i;
337
338     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++)
339         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
340     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
341         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
342     av_freep(&cat->in);
343 }
344
345 static int activate(AVFilterContext *ctx)
346 {
347     ConcatContext *cat = ctx->priv;
348     AVFrame *frame;
349     unsigned i, j;
350     int ret, status;
351     int64_t pts;
352
353     /* Forward status back */
354     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++) {
355         status = ff_outlink_get_status(ctx->outputs[i]);
356         if (!status)
357             continue;
358         for (j = i; j < ctx->nb_inputs; j += ctx->nb_outputs) {
359             if (!cat->in[j].eof) {
360                 cat->in[j].eof = 1;
361                 ff_inlink_set_status(ctx->inputs[j], status);
362                 return 0;
363             }
364         }
365
366     }
367
368     /* Forward available frames */
369     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
370         for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++) {
371             ret = ff_inlink_consume_frame(ctx->inputs[cat->cur_idx + i], &frame);
372             if (ret < 0)
373                 return ret;
374             if (ret) {
375                 ff_filter_set_ready(ctx, 10);
376                 return push_frame(ctx, cat->cur_idx + i, frame);
377             }
378         }
379     }
380
381     /* Forward status change */
382     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
383         for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++) {
384             ret = ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[cat->cur_idx + i], &status, &pts);
385             /* TODO use pts */
386             if (ret > 0) {
387                 close_input(ctx, cat->cur_idx + i);
388                 if (cat->cur_idx + ctx->nb_outputs >= ctx->nb_inputs) {
389                     ff_outlink_set_status(ctx->outputs[i], status, pts);
390                 }
391                 if (!cat->nb_in_active) {
392                     ret = flush_segment(ctx);
393                     if (ret < 0)
394                         return ret;
395                 }
396                 ff_filter_set_ready(ctx, 10);
397                 return 0;
398             }
399         }
400     }
401
402     ret = FFERROR_NOT_READY;
403     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++) {
404         if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[i])) {
405             if (cat->in[cat->cur_idx + i].eof) {
406                 for (j = 0; j < ctx->nb_outputs; j++)
407                     if (!cat->in[cat->cur_idx + j].eof)
408                         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[cat->cur_idx + j]);
409                 return 0;
410             } else {
411                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[cat->cur_idx + i]);
412                 ret = 0;
413             }
414         }
415     }
416
417     return ret;
418 }
419
420 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
421                            char *res, int res_len, int flags)
422 {
423     int ret = AVERROR(ENOSYS);
424
425     if (!strcmp(cmd, "next")) {
426         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Command received: next\n");
427         return flush_segment(ctx);
428     }
429
430     return ret;
431 }
432
433 AVFilter ff_avf_concat = {
434     .name          = "concat",
435     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Concatenate audio and video streams."),
436     .init          = init,
437     .uninit        = uninit,
438     .query_formats = query_formats,
439     .activate      = activate,
440     .priv_size     = sizeof(ConcatContext),
441     .inputs        = NULL,
442     .outputs       = NULL,
443     .priv_class    = &concat_class,
444     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS | AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS,
445     .process_command = process_command,
446 };