avf_concat: init pointers to NULL for saftey and to avoid warning of uninitialized...
[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 #define FF_BUFQUEUE_SIZE 256
32 #include "bufferqueue.h"
33 #include "internal.h"
34 #include "video.h"
35 #include "audio.h"
36
37 #define TYPE_ALL 2
38
39 typedef struct {
40     const AVClass *class;
41     unsigned nb_streams[TYPE_ALL]; /**< number of out streams of each type */
42     unsigned nb_segments;
43     unsigned cur_idx; /**< index of the first input of current segment */
44     int64_t delta_ts; /**< timestamp to add to produce output timestamps */
45     unsigned nb_in_active; /**< number of active inputs in current segment */
46     unsigned unsafe;
47     struct concat_in {
48         int64_t pts;
49         int64_t nb_frames;
50         unsigned eof;
51         struct FFBufQueue queue;
52     } *in;
53 } ConcatContext;
54
55 #define OFFSET(x) offsetof(ConcatContext, x)
56 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
57 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
58 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
59
60 static const AVOption concat_options[] = {
61     { "n", "specify the number of segments", OFFSET(nb_segments),
62       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 2, INT_MAX, V|A|F},
63     { "v", "specify the number of video streams",
64       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO]),
65       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, INT_MAX, V|F },
66     { "a", "specify the number of audio streams",
67       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO]),
68       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, A|F},
69     { "unsafe", "enable unsafe mode",
70       OFFSET(unsafe),
71       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, A|A|F},
72     { 0 }
73 };
74
75 AVFILTER_DEFINE_CLASS(concat);
76
77 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
78 {
79     ConcatContext *cat = ctx->priv;
80     unsigned type, nb_str, idx0 = 0, idx, str, seg;
81     AVFilterFormats *formats, *rates = NULL;
82     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
83
84     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
85         nb_str = cat->nb_streams[type];
86         for (str = 0; str < nb_str; str++) {
87             idx = idx0;
88
89             /* Set the output formats */
90             formats = ff_all_formats(type);
91             if (!formats)
92                 return AVERROR(ENOMEM);
93             ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[idx]->in_formats);
94             if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
95                 rates = ff_all_samplerates();
96                 if (!rates)
97                     return AVERROR(ENOMEM);
98                 ff_formats_ref(rates, &ctx->outputs[idx]->in_samplerates);
99                 layouts = ff_all_channel_layouts();
100                 if (!layouts)
101                     return AVERROR(ENOMEM);
102                 ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[idx]->in_channel_layouts);
103             }
104
105             /* Set the same formats for each corresponding input */
106             for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
107                 ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[idx]->out_formats);
108                 if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
109                     ff_formats_ref(rates, &ctx->inputs[idx]->out_samplerates);
110                     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[idx]->out_channel_layouts);
111                 }
112                 idx += ctx->nb_outputs;
113             }
114
115             idx0++;
116         }
117     }
118     return 0;
119 }
120
121 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
122 {
123     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
124     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
125     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
126     unsigned in_no  = out_no, seg;
127     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[in_no];
128
129     /* enhancement: find a common one */
130     outlink->time_base           = AV_TIME_BASE_Q;
131     outlink->w                   = inlink->w;
132     outlink->h                   = inlink->h;
133     outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
134     outlink->format              = inlink->format;
135     for (seg = 1; seg < cat->nb_segments; seg++) {
136         inlink = ctx->inputs[in_no += ctx->nb_outputs];
137         /* possible enhancement: unsafe mode, do not check */
138         if (outlink->w                       != inlink->w                       ||
139             outlink->h                       != inlink->h                       ||
140             outlink->sample_aspect_ratio.num != inlink->sample_aspect_ratio.num ||
141             outlink->sample_aspect_ratio.den != inlink->sample_aspect_ratio.den) {
142             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input link %s parameters "
143                    "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
144                    "output link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
145                    ctx->input_pads[in_no].name, inlink->w, inlink->h,
146                    inlink->sample_aspect_ratio.num,
147                    inlink->sample_aspect_ratio.den,
148                    ctx->input_pads[out_no].name, outlink->w, outlink->h,
149                    outlink->sample_aspect_ratio.num,
150                    outlink->sample_aspect_ratio.den);
151             if (!cat->unsafe)
152                 return AVERROR(EINVAL);
153         }
154     }
155
156     return 0;
157 }
158
159 static void push_frame(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no,
160                        AVFilterBufferRef *buf)
161 {
162     ConcatContext *cat = ctx->priv;
163     unsigned out_no = in_no % ctx->nb_outputs;
164     AVFilterLink * inlink = ctx-> inputs[ in_no];
165     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
166     struct concat_in *in = &cat->in[in_no];
167
168     buf->pts = av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
169     in->pts = buf->pts;
170     in->nb_frames++;
171     /* add duration to input PTS */
172     if (inlink->sample_rate)
173         /* use number of audio samples */
174         in->pts += av_rescale_q(buf->audio->nb_samples,
175                                 (AVRational){ 1, inlink->sample_rate },
176                                 outlink->time_base);
177     else if (in->nb_frames >= 2)
178         /* use mean duration */
179         in->pts = av_rescale(in->pts, in->nb_frames, in->nb_frames - 1);
180
181     buf->pts += cat->delta_ts;
182     ff_filter_frame(outlink, buf);
183 }
184
185 static void process_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
186 {
187     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
188     ConcatContext *cat    = ctx->priv;
189     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
190
191     if (in_no < cat->cur_idx) {
192         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Frame after EOF on input %s\n",
193                ctx->input_pads[in_no].name);
194         avfilter_unref_buffer(buf);
195     } else if (in_no >= cat->cur_idx + ctx->nb_outputs) {
196         ff_bufqueue_add(ctx, &cat->in[in_no].queue, buf);
197     } else {
198         push_frame(ctx, in_no, buf);
199     }
200 }
201
202 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int perms,
203                                            int w, int h)
204 {
205     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
206     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
207     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
208
209     return ff_get_video_buffer(outlink, perms, w, h);
210 }
211
212 static AVFilterBufferRef *get_audio_buffer(AVFilterLink *inlink, int perms,
213                                            int nb_samples)
214 {
215     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
216     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
217     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
218
219     return ff_get_audio_buffer(outlink, perms, nb_samples);
220 }
221
222 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
223 {
224     process_frame(inlink, buf);
225     return 0; /* enhancement: handle error return */
226 }
227
228 static void close_input(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no)
229 {
230     ConcatContext *cat = ctx->priv;
231
232     cat->in[in_no].eof = 1;
233     cat->nb_in_active--;
234     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "EOF on %s, %d streams left in segment.\n",
235            ctx->input_pads[in_no].name, cat->nb_in_active);
236 }
237
238 static void find_next_delta_ts(AVFilterContext *ctx)
239 {
240     ConcatContext *cat = ctx->priv;
241     unsigned i = cat->cur_idx;
242     unsigned imax = i + ctx->nb_outputs;
243     int64_t pts;
244
245     pts = cat->in[i++].pts;
246     for (; i < imax; i++)
247         pts = FFMAX(pts, cat->in[i].pts);
248     cat->delta_ts += pts;
249 }
250
251 static void send_silence(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, unsigned out_no)
252 {
253     ConcatContext *cat = ctx->priv;
254     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
255     int64_t base_pts = cat->in[in_no].pts + cat->delta_ts;
256     int64_t nb_samples, sent = 0;
257     int frame_nb_samples;
258     AVRational rate_tb = { 1, ctx->inputs[in_no]->sample_rate };
259     AVFilterBufferRef *buf;
260     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(outlink->channel_layout);
261
262     if (!rate_tb.den)
263         return;
264     nb_samples = av_rescale_q(cat->delta_ts - base_pts,
265                               outlink->time_base, rate_tb);
266     frame_nb_samples = FFMAX(9600, rate_tb.den / 5); /* arbitrary */
267     while (nb_samples) {
268         frame_nb_samples = FFMIN(frame_nb_samples, nb_samples);
269         buf = ff_get_audio_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, frame_nb_samples);
270         if (!buf)
271             return;
272         av_samples_set_silence(buf->extended_data, 0, frame_nb_samples,
273                                nb_channels, outlink->format);
274         buf->pts = base_pts + av_rescale_q(sent, rate_tb, outlink->time_base);
275         ff_filter_frame(outlink, buf);
276         sent       += frame_nb_samples;
277         nb_samples -= frame_nb_samples;
278     }
279 }
280
281 static void flush_segment(AVFilterContext *ctx)
282 {
283     ConcatContext *cat = ctx->priv;
284     unsigned str, str_max;
285
286     find_next_delta_ts(ctx);
287     cat->cur_idx += ctx->nb_outputs;
288     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
289     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Segment finished at pts=%"PRId64"\n",
290            cat->delta_ts);
291
292     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
293         /* pad audio streams with silence */
294         str = cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO];
295         str_max = str + cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO];
296         for (; str < str_max; str++)
297             send_silence(ctx, cat->cur_idx - ctx->nb_outputs + str, str);
298         /* flush queued buffers */
299         /* possible enhancement: flush in PTS order */
300         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs;
301         for (str = cat->cur_idx; str < str_max; str++)
302             while (cat->in[str].queue.available)
303                 push_frame(ctx, str, ff_bufqueue_get(&cat->in[str].queue));
304     }
305 }
306
307 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
308 {
309     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
310     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
311     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
312     unsigned in_no  = out_no + cat->cur_idx;
313     unsigned str, str_max;
314     int ret;
315
316     while (1) {
317         if (in_no >= ctx->nb_inputs)
318             return AVERROR_EOF;
319         if (!cat->in[in_no].eof) {
320             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[in_no]);
321             if (ret != AVERROR_EOF)
322                 return ret;
323             close_input(ctx, in_no);
324         }
325         /* cycle on all inputs to finish the segment */
326         /* possible enhancement: request in PTS order */
327         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs - 1;
328         for (str = cat->cur_idx; cat->nb_in_active;
329              str = str == str_max ? cat->cur_idx : str + 1) {
330             if (cat->in[str].eof)
331                 continue;
332             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[str]);
333             if (ret == AVERROR_EOF)
334                 close_input(ctx, str);
335             else if (ret < 0)
336                 return ret;
337         }
338         flush_segment(ctx);
339         in_no += ctx->nb_outputs;
340     }
341 }
342
343 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
344 {
345     ConcatContext *cat = ctx->priv;
346     int ret;
347     unsigned seg, type, str;
348
349     cat->class = &concat_class;
350     av_opt_set_defaults(cat);
351     ret = av_set_options_string(cat, args, "=", ":");
352     if (ret < 0) {
353         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options: '%s'\n", args);
354         return ret;
355     }
356
357     /* create input pads */
358     for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
359         for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
360             for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
361                 AVFilterPad pad = {
362                     .type             = type,
363                     .min_perms        = AV_PERM_READ | AV_PERM_PRESERVE,
364                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
365                     .get_audio_buffer = get_audio_buffer,
366                     .filter_frame     = filter_frame,
367                 };
368                 pad.name = av_asprintf("in%d:%c%d", seg, "va"[type], str);
369                 ff_insert_inpad(ctx, ctx->nb_inputs, &pad);
370             }
371         }
372     }
373     /* create output pads */
374     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
375         for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
376             AVFilterPad pad = {
377                 .type          = type,
378                 .config_props  = config_output,
379                 .request_frame = request_frame,
380             };
381             pad.name = av_asprintf("out:%c%d", "va"[type], str);
382             ff_insert_outpad(ctx, ctx->nb_outputs, &pad);
383         }
384     }
385
386     cat->in = av_calloc(ctx->nb_inputs, sizeof(*cat->in));
387     if (!cat->in)
388         return AVERROR(ENOMEM);
389     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
390     return 0;
391 }
392
393 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
394 {
395     ConcatContext *cat = ctx->priv;
396     unsigned i;
397
398     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
399         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
400         ff_bufqueue_discard_all(&cat->in[i].queue);
401     }
402     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
403         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
404     av_free(cat->in);
405 }
406
407 AVFilter avfilter_avf_concat = {
408     .name          = "concat",
409     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Concatenate audio and video streams."),
410     .init          = init,
411     .uninit        = uninit,
412     .query_formats = query_formats,
413     .priv_size     = sizeof(ConcatContext),
414     .inputs        = NULL,
415     .outputs       = NULL,
416     .priv_class    = &concat_class,
417 };