lavfi: remove now unused args parameter from AVFilter.init and init_opaque
[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 int push_frame(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, AVFrame *buf)
160 {
161     ConcatContext *cat = ctx->priv;
162     unsigned out_no = in_no % ctx->nb_outputs;
163     AVFilterLink * inlink = ctx-> inputs[ in_no];
164     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
165     struct concat_in *in = &cat->in[in_no];
166
167     buf->pts = av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
168     in->pts = buf->pts;
169     in->nb_frames++;
170     /* add duration to input PTS */
171     if (inlink->sample_rate)
172         /* use number of audio samples */
173         in->pts += av_rescale_q(buf->nb_samples,
174                                 (AVRational){ 1, inlink->sample_rate },
175                                 outlink->time_base);
176     else if (in->nb_frames >= 2)
177         /* use mean duration */
178         in->pts = av_rescale(in->pts, in->nb_frames, in->nb_frames - 1);
179
180     buf->pts += cat->delta_ts;
181     return ff_filter_frame(outlink, buf);
182 }
183
184 static int process_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
185 {
186     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
187     ConcatContext *cat    = ctx->priv;
188     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
189
190     if (in_no < cat->cur_idx) {
191         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Frame after EOF on input %s\n",
192                ctx->input_pads[in_no].name);
193         av_frame_free(&buf);
194     } else if (in_no >= cat->cur_idx + ctx->nb_outputs) {
195         ff_bufqueue_add(ctx, &cat->in[in_no].queue, buf);
196     } else {
197         return push_frame(ctx, in_no, buf);
198     }
199     return 0;
200 }
201
202 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int w, int h)
203 {
204     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
205     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
206     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
207
208     return ff_get_video_buffer(outlink, w, h);
209 }
210
211 static AVFrame *get_audio_buffer(AVFilterLink *inlink, int nb_samples)
212 {
213     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
214     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
215     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
216
217     return ff_get_audio_buffer(outlink, nb_samples);
218 }
219
220 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
221 {
222     return process_frame(inlink, buf);
223 }
224
225 static void close_input(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no)
226 {
227     ConcatContext *cat = ctx->priv;
228
229     cat->in[in_no].eof = 1;
230     cat->nb_in_active--;
231     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "EOF on %s, %d streams left in segment.\n",
232            ctx->input_pads[in_no].name, cat->nb_in_active);
233 }
234
235 static void find_next_delta_ts(AVFilterContext *ctx, int64_t *seg_delta)
236 {
237     ConcatContext *cat = ctx->priv;
238     unsigned i = cat->cur_idx;
239     unsigned imax = i + ctx->nb_outputs;
240     int64_t pts;
241
242     pts = cat->in[i++].pts;
243     for (; i < imax; i++)
244         pts = FFMAX(pts, cat->in[i].pts);
245     cat->delta_ts += pts;
246     *seg_delta = pts;
247 }
248
249 static int send_silence(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, unsigned out_no,
250                         int64_t seg_delta)
251 {
252     ConcatContext *cat = ctx->priv;
253     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
254     int64_t base_pts = cat->in[in_no].pts + cat->delta_ts - seg_delta;
255     int64_t nb_samples, sent = 0;
256     int frame_nb_samples, ret;
257     AVRational rate_tb = { 1, ctx->inputs[in_no]->sample_rate };
258     AVFrame *buf;
259     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(outlink->channel_layout);
260
261     if (!rate_tb.den)
262         return AVERROR_BUG;
263     nb_samples = av_rescale_q(seg_delta - cat->in[in_no].pts,
264                               outlink->time_base, rate_tb);
265     frame_nb_samples = FFMAX(9600, rate_tb.den / 5); /* arbitrary */
266     while (nb_samples) {
267         frame_nb_samples = FFMIN(frame_nb_samples, nb_samples);
268         buf = ff_get_audio_buffer(outlink, frame_nb_samples);
269         if (!buf)
270             return AVERROR(ENOMEM);
271         av_samples_set_silence(buf->extended_data, 0, frame_nb_samples,
272                                nb_channels, outlink->format);
273         buf->pts = base_pts + av_rescale_q(sent, rate_tb, outlink->time_base);
274         ret = ff_filter_frame(outlink, buf);
275         if (ret < 0)
276             return ret;
277         sent       += frame_nb_samples;
278         nb_samples -= frame_nb_samples;
279     }
280     return 0;
281 }
282
283 static int flush_segment(AVFilterContext *ctx)
284 {
285     int ret;
286     ConcatContext *cat = ctx->priv;
287     unsigned str, str_max;
288     int64_t seg_delta;
289
290     find_next_delta_ts(ctx, &seg_delta);
291     cat->cur_idx += ctx->nb_outputs;
292     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
293     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Segment finished at pts=%"PRId64"\n",
294            cat->delta_ts);
295
296     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
297         /* pad audio streams with silence */
298         str = cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO];
299         str_max = str + cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO];
300         for (; str < str_max; str++) {
301             ret = send_silence(ctx, cat->cur_idx - ctx->nb_outputs + str, str,
302                                seg_delta);
303             if (ret < 0)
304                 return ret;
305         }
306         /* flush queued buffers */
307         /* possible enhancement: flush in PTS order */
308         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs;
309         for (str = cat->cur_idx; str < str_max; str++) {
310             while (cat->in[str].queue.available) {
311                 ret = push_frame(ctx, str, ff_bufqueue_get(&cat->in[str].queue));
312                 if (ret < 0)
313                     return ret;
314             }
315         }
316     }
317     return 0;
318 }
319
320 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
321 {
322     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
323     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
324     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
325     unsigned in_no  = out_no + cat->cur_idx;
326     unsigned str, str_max;
327     int ret;
328
329     while (1) {
330         if (in_no >= ctx->nb_inputs)
331             return AVERROR_EOF;
332         if (!cat->in[in_no].eof) {
333             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[in_no]);
334             if (ret != AVERROR_EOF)
335                 return ret;
336             close_input(ctx, in_no);
337         }
338         /* cycle on all inputs to finish the segment */
339         /* possible enhancement: request in PTS order */
340         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs - 1;
341         for (str = cat->cur_idx; cat->nb_in_active;
342              str = str == str_max ? cat->cur_idx : str + 1) {
343             if (cat->in[str].eof)
344                 continue;
345             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[str]);
346             if (ret == AVERROR_EOF)
347                 close_input(ctx, str);
348             else if (ret < 0)
349                 return ret;
350         }
351         ret = flush_segment(ctx);
352         if (ret < 0)
353             return ret;
354         in_no += ctx->nb_outputs;
355     }
356 }
357
358 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
359 {
360     ConcatContext *cat = ctx->priv;
361     unsigned seg, type, str;
362
363     /* create input pads */
364     for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
365         for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
366             for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
367                 AVFilterPad pad = {
368                     .type             = type,
369                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
370                     .get_audio_buffer = get_audio_buffer,
371                     .filter_frame     = filter_frame,
372                 };
373                 pad.name = av_asprintf("in%d:%c%d", seg, "va"[type], str);
374                 ff_insert_inpad(ctx, ctx->nb_inputs, &pad);
375             }
376         }
377     }
378     /* create output pads */
379     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
380         for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
381             AVFilterPad pad = {
382                 .type          = type,
383                 .config_props  = config_output,
384                 .request_frame = request_frame,
385             };
386             pad.name = av_asprintf("out:%c%d", "va"[type], str);
387             ff_insert_outpad(ctx, ctx->nb_outputs, &pad);
388         }
389     }
390
391     cat->in = av_calloc(ctx->nb_inputs, sizeof(*cat->in));
392     if (!cat->in)
393         return AVERROR(ENOMEM);
394     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
395     return 0;
396 }
397
398 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
399 {
400     ConcatContext *cat = ctx->priv;
401     unsigned i;
402
403     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
404         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
405         ff_bufqueue_discard_all(&cat->in[i].queue);
406     }
407     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
408         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
409     av_free(cat->in);
410 }
411
412 AVFilter avfilter_avf_concat = {
413     .name          = "concat",
414     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Concatenate audio and video streams."),
415     .init          = init,
416     .uninit        = uninit,
417     .query_formats = query_formats,
418     .priv_size     = sizeof(ConcatContext),
419     .inputs        = NULL,
420     .outputs       = NULL,
421     .priv_class    = &concat_class,
422 };