git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/af_amerge.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2011 Nicolas George <nicolas.george@normalesup.org>
   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.  See the
  14  * GNU Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * Audio merging filter
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/avstring.h"
  27 #include "libavutil/bprint.h"
  28 #include "libavutil/channel_layout.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30 #include "avfilter.h"
  31 #include "filters.h"
  32 #include "audio.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 #define SWR_CH_MAX 64
  36
  37 typedef struct AMergeContext {
  38     const AVClass *class;
  39     int nb_inputs;
  40     int route[SWR_CH_MAX]; /**< channels routing, see copy_samples */
  41     int bps;
  42     struct amerge_input {
  43         int nb_ch;         /**< number of channels for the input */
  44     } *in;
  45 } AMergeContext;
  46
  47 #define OFFSET(x) offsetof(AMergeContext, x)
  48 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  49
  50 static const AVOption amerge_options[] = {
  51     { "inputs", "specify the number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
  52       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 1, SWR_CH_MAX, FLAGS },
  53     { NULL }
  54 };
  55
  56 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amerge);
  57
  58 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  59 {
  60     AMergeContext *s = ctx->priv;
  61     int i;
  62
  63     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  64         if (ctx->input_pads)
  65             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
  66     }
  67     av_freep(&s->in);
  68 }
  69
  70 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  71 {
  72     AMergeContext *s = ctx->priv;
  73     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
  74     AVFilterFormats *formats;
  75     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  76     int i, ret, overlap = 0, nb_ch = 0;
  77
  78     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  79         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  80             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  81             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
  82                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  83             return AVERROR(EAGAIN);
  84         }
  85         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  86         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  87             char buf[256];
  88             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  89             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  90         }
  91         s->in[i].nb_ch = FF_LAYOUT2COUNT(inlayout[i]);
  92         if (s->in[i].nb_ch) {
  93             overlap++;
  94         } else {
  95             s->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
  96             if (outlayout & inlayout[i])
  97                 overlap++;
  98             outlayout |= inlayout[i];
  99         }
 100         nb_ch += s->in[i].nb_ch;
 101     }
 102     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
 103         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
 104         return AVERROR(EINVAL);
 105     }
 106     if (overlap) {
 107         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 108                "Input channel layouts overlap: "
 109                "output layout will be determined by the number of distinct input channels\n");
 110         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
 111             s->route[i] = i;
 112         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
 113         if (!outlayout && nb_ch)
 114             outlayout = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL >> (64 - nb_ch);
 115     } else {
 116         int *route[SWR_CH_MAX];
 117         int c, out_ch_number = 0;
 118
 119         route[0] = s->route;
 120         for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++)
 121             route[i] = route[i - 1] + s->in[i - 1].nb_ch;
 122         for (c = 0; c < 64; c++)
 123             for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++)
 124                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
 125                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
 126     }
 127     formats = ff_make_format_list(ff_packed_sample_fmts_array);
 128     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, formats)) < 0)
 129         return ret;
 130     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 131         layouts = NULL;
 132         if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i])) < 0)
 133             return ret;
 134         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts)) < 0)
 135             return ret;
 136     }
 137     layouts = NULL;
 138     if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout)) < 0)
 139         return ret;
 140     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts)) < 0)
 141         return ret;
 142
 143     return ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
 144 }
 145
 146 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 147 {
 148     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 149     AMergeContext *s = ctx->priv;
 150     AVBPrint bp;
 151     int i;
 152
 153     for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
 154         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
 155             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 156                    "Inputs must have the same sample rate "
 157                    "%d for in%d vs %d\n",
 158                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
 159             return AVERROR(EINVAL);
 160         }
 161     }
 162     s->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 163     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 164     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 165
 166     av_bprint_init(&bp, 0, AV_BPRINT_SIZE_AUTOMATIC);
 167     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 168         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
 169         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
 170     }
 171     av_bprintf(&bp, " -> out:");
 172     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
 173     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", bp.str);
 174
 175     return 0;
 176 }
 177
 178 /**
 179  * Copy samples from several input streams to one output stream.
 180  * @param nb_inputs number of inputs
 181  * @param in        inputs; used only for the nb_ch field;
 182  * @param route     routing values;
 183  *                  input channel i goes to output channel route[i];
 184  *                  i <  in[0].nb_ch are the channels from the first output;
 185  *                  i >= in[0].nb_ch are the channels from the second output
 186  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
 187  *                  will be left at the end of the copied samples
 188  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
 189  *                  must point to a buffer big enough;
 190  *                  will be left at the end of the copied samples
 191  * @param ns        number of samples to copy
 192  * @param bps       bytes per sample
 193  */
 194 static inline void copy_samples(int nb_inputs, struct amerge_input in[],
 195                                 int *route, uint8_t *ins[],
 196                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
 197 {
 198     int *route_cur;
 199     int i, c, nb_ch = 0;
 200
 201     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 202         nb_ch += in[i].nb_ch;
 203     while (ns--) {
 204         route_cur = route;
 205         for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 206             for (c = 0; c < in[i].nb_ch; c++) {
 207                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
 208                 ins[i] += bps;
 209             }
 210         }
 211         *outs += nb_ch * bps;
 212     }
 213 }
 214
 215 static void free_frames(int nb_inputs, AVFrame **input_frames)
 216 {
 217     int i;
 218     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 219         av_frame_free(&input_frames[i]);
 220 }
 221
 222 static int try_push_frame(AVFilterContext *ctx, int nb_samples)
 223 {
 224     AMergeContext *s = ctx->priv;
 225     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 226     int i, ret;
 227     AVFrame *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX] = { NULL };
 228     uint8_t *outs, *ins[SWR_CH_MAX];
 229
 230     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 231         ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[i], nb_samples, nb_samples, &inbuf[i]);
 232         if (ret < 0) {
 233             free_frames(i, inbuf);
 234             return ret;
 235         }
 236         ins[i] = inbuf[i]->data[0];
 237     }
 238
 239     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], nb_samples);
 240     if (!outbuf) {
 241         free_frames(s->nb_inputs, inbuf);
 242         return AVERROR(ENOMEM);
 243     }
 244
 245     outs = outbuf->data[0];
 246     outbuf->pts = inbuf[0]->pts;
 247
 248     outbuf->nb_samples     = nb_samples;
 249     outbuf->channel_layout = outlink->channel_layout;
 250     outbuf->channels       = outlink->channels;
 251
 252     while (nb_samples) {
 253         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 254            +~13% overall (including two common decoders) */
 255         switch (s->bps) {
 256             case 1:
 257                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 1);
 258                 break;
 259             case 2:
 260                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 2);
 261                 break;
 262             case 4:
 263                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 4);
 264                 break;
 265             default:
 266                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, s->bps);
 267                 break;
 268         }
 269
 270         nb_samples = 0;
 271     }
 272
 273     free_frames(s->nb_inputs, inbuf);
 274     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], outbuf);
 275 }
 276
 277 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 278 {
 279     int i, status;
 280     int ret, nb_samples;
 281     int64_t pts;
 282
 283     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[0], ctx);
 284
 285     nb_samples = ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[0]);
 286     for (i = 1; i < ctx->nb_inputs && nb_samples > 0; i++) {
 287         nb_samples = FFMIN(ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[i]), nb_samples);
 288     }
 289
 290     if (nb_samples) {
 291         ret = try_push_frame(ctx, nb_samples);
 292         if (ret < 0)
 293             return ret;
 294     }
 295
 296     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 297         if (ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[i]))
 298             continue;
 299
 300         if (ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[i], &status, &pts)) {
 301             ff_outlink_set_status(ctx->outputs[0], status, pts);
 302             return 0;
 303         } else if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0])) {
 304             ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[i]);
 305             return 0;
 306         }
 307     }
 308
 309     return 0;
 310 }
 311
 312 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 313 {
 314     AMergeContext *s = ctx->priv;
 315     int i, ret;
 316
 317     s->in = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->in));
 318     if (!s->in)
 319         return AVERROR(ENOMEM);
 320     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 321         char *name = av_asprintf("in%d", i);
 322         AVFilterPad pad = {
 323             .name             = name,
 324             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 325         };
 326         if (!name)
 327             return AVERROR(ENOMEM);
 328         if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, i, &pad)) < 0) {
 329             av_freep(&pad.name);
 330             return ret;
 331         }
 332     }
 333     return 0;
 334 }
 335
 336 static const AVFilterPad amerge_outputs[] = {
 337     {
 338         .name          = "default",
 339         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 340         .config_props  = config_output,
 341     },
 342     { NULL }
 343 };
 344
 345 AVFilter ff_af_amerge = {
 346     .name          = "amerge",
 347     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two or more audio streams into "
 348                                           "a single multi-channel stream."),
 349     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 350     .init          = init,
 351     .uninit        = uninit,
 352     .query_formats = query_formats,
 353     .activate      = activate,
 354     .inputs        = NULL,
 355     .outputs       = amerge_outputs,
 356     .priv_class    = &amerge_class,
 357     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS,
 358 };