git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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 };