git.sesse.net Git - vlc/blob - src/audio_output/filters.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * filters.c : audio output filters management
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2002-2007 VLC authors and VideoLAN
   5  * $Id$
   6  *
   7  * Authors: Christophe Massiot <massiot@via.ecp.fr>
   8  *
   9  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
  10  * under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
  11  * the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or
  12  * (at your option) any later version.
  13  *
  14  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the
  17  * GNU Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  20  * along with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
  21  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston MA 02110-1301, USA.
  22  *****************************************************************************/
  23
  24 /*****************************************************************************
  25  * Preamble
  26  *****************************************************************************/
  27 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  28 # include "config.h"
  29 #endif
  30
  31 #include <string.h>
  32 #include <assert.h>
  33
  34 #include <vlc_common.h>
  35 #include <vlc_dialog.h>
  36 #include <vlc_modules.h>
  37 #include <vlc_aout.h>
  38 #include <vlc_filter.h>
  39 #include <vlc_vout.h>                  /* for vout_Request */
  40 #include <vlc_input.h>
  41
  42 #include <libvlc.h>
  43 #include "aout_internal.h"
  44
  45 static filter_t *CreateFilter (vlc_object_t *obj, const char *type,
  46                                const char *name,
  47                                const audio_sample_format_t *infmt,
  48                                const audio_sample_format_t *outfmt)
  49 {
  50     filter_t *filter = vlc_custom_create (obj, sizeof (*filter), type);
  51     if (unlikely(filter == NULL))
  52         return NULL;
  53
  54     /*filter->p_owner not set here */
  55     filter->fmt_in.audio = *infmt;
  56     filter->fmt_in.i_codec = infmt->i_format;
  57     filter->fmt_out.audio = *outfmt;
  58     filter->fmt_out.i_codec = outfmt->i_format;
  59     filter->p_module = module_need (filter, type, name, false);
  60     if (filter->p_module == NULL)
  61     {
  62         /* If probing failed, formats shall not have been modified. */
  63         assert (AOUT_FMTS_IDENTICAL(&filter->fmt_in.audio, infmt));
  64         assert (AOUT_FMTS_IDENTICAL(&filter->fmt_out.audio, outfmt));
  65         vlc_object_release (filter);
  66         filter = NULL;
  67     }
  68     else
  69         assert (filter->pf_audio_filter != NULL);
  70     return filter;
  71 }
  72
  73 static filter_t *FindConverter (vlc_object_t *obj,
  74                                 const audio_sample_format_t *infmt,
  75                                 const audio_sample_format_t *outfmt)
  76 {
  77     return CreateFilter (obj, "audio converter", NULL, infmt, outfmt);
  78 }
  79
  80 static filter_t *FindResampler (vlc_object_t *obj,
  81                                 const audio_sample_format_t *infmt,
  82                                 const audio_sample_format_t *outfmt)
  83 {
  84     return CreateFilter (obj, "audio resampler", "$audio-resampler",
  85                          infmt, outfmt);
  86 }
  87
  88 /**
  89  * Destroys a chain of audio filters.
  90  */
  91 static void aout_FiltersPipelineDestroy(filter_t *const *filters, unsigned n)
  92 {
  93     for( unsigned i = 0; i < n; i++ )
  94     {
  95         filter_t *p_filter = filters[i];
  96
  97         module_unneed( p_filter, p_filter->p_module );
  98         vlc_object_release( p_filter );
  99     }
 100 }
 101
 102 static filter_t *TryFormat (vlc_object_t *obj, vlc_fourcc_t codec,
 103                             audio_sample_format_t *restrict fmt)
 104 {
 105     audio_sample_format_t output = *fmt;
 106
 107     assert (codec != fmt->i_format);
 108     output.i_format = codec;
 109     aout_FormatPrepare (&output);
 110
 111     filter_t *filter = FindConverter (obj, fmt, &output);
 112     if (filter != NULL)
 113         *fmt = output;
 114     return filter;
 115 }
 116
 117 /**
 118  * Allocates audio format conversion filters
 119  * @param obj parent VLC object for new filters
 120  * @param filters table of filters [IN/OUT]
 121  * @param count pointer to the number of filters in the table [IN/OUT]
 122  * @param max size of filters table [IN]
 123  * @param infmt input audio format
 124  * @param outfmt output audio format
 125  * @return 0 on success, -1 on failure
 126  */
 127 static int aout_FiltersPipelineCreate(vlc_object_t *obj, filter_t **filters,
 128                                       unsigned *count, unsigned max,
 129                                  const audio_sample_format_t *restrict infmt,
 130                                  const audio_sample_format_t *restrict outfmt)
 131 {
 132     aout_FormatsPrint (obj, "conversion:", infmt, outfmt);
 133     max -= *count;
 134     filters += *count;
 135
 136     /* There is a lot of second guessing on what the conversion plugins can
 137      * and cannot do. This seems hardly avoidable, the conversion problem need
 138      * to be reduced somehow. */
 139     audio_sample_format_t input = *infmt;
 140     unsigned n = 0;
 141
 142     /* Encapsulate or decode non-linear formats */
 143     if (!AOUT_FMT_LINEAR(infmt) && infmt->i_format != outfmt->i_format)
 144     {
 145         if (n == max)
 146             goto overflow;
 147
 148         filter_t *f = TryFormat (obj, VLC_CODEC_S32N, &input);
 149         if (f == NULL)
 150             f = TryFormat (obj, VLC_CODEC_FL32, &input);
 151         if (f == NULL)
 152         {
 153             msg_Err (obj, "cannot find %s for conversion pipeline",
 154                      "decoder");
 155             goto error;
 156         }
 157
 158         filters[n++] = f;
 159     }
 160     assert (AOUT_FMT_LINEAR(&input));
 161
 162     /* Remix channels */
 163     if (infmt->i_physical_channels != outfmt->i_physical_channels
 164      || infmt->i_original_channels != outfmt->i_original_channels)
 165     {   /* Remixing currently requires FL32... TODO: S16N */
 166         if (input.i_format != VLC_CODEC_FL32)
 167         {
 168             if (n == max)
 169                 goto overflow;
 170
 171             filter_t *f = TryFormat (obj, VLC_CODEC_FL32, &input);
 172             if (f == NULL)
 173             {
 174                 msg_Err (obj, "cannot find %s for conversion pipeline",
 175                          "pre-mix converter");
 176                 goto error;
 177             }
 178
 179             filters[n++] = f;
 180         }
 181
 182         if (n == max)
 183             goto overflow;
 184
 185         audio_sample_format_t output;
 186         output.i_format = input.i_format;
 187         output.i_rate = input.i_rate;
 188         output.i_physical_channels = outfmt->i_physical_channels;
 189         output.i_original_channels = outfmt->i_original_channels;
 190         aout_FormatPrepare (&output);
 191
 192         filter_t *f = FindConverter (obj, &input, &output);
 193         if (f == NULL)
 194         {
 195             msg_Err (obj, "cannot find %s for conversion pipeline",
 196                      "remixer");
 197             goto error;
 198         }
 199
 200         input = output;
 201         filters[n++] = f;
 202     }
 203
 204     /* Resample */
 205     if (input.i_rate != outfmt->i_rate)
 206     {   /* Resampling works with any linear format, but may be ugly. */
 207         if (n == max)
 208             goto overflow;
 209
 210         audio_sample_format_t output = input;
 211         output.i_rate = outfmt->i_rate;
 212
 213         filter_t *f = FindConverter (obj, &input, &output);
 214         if (f == NULL)
 215         {
 216             msg_Err (obj, "cannot find %s for conversion pipeline",
 217                      "resampler");
 218             goto error;
 219         }
 220
 221         input = output;
 222         filters[n++] = f;
 223     }
 224
 225     /* Format */
 226     if (input.i_format != outfmt->i_format)
 227     {
 228         if (max == 0)
 229             goto overflow;
 230
 231         filter_t *f = TryFormat (obj, outfmt->i_format, &input);
 232         if (f == NULL)
 233         {
 234             msg_Err (obj, "cannot find %s for conversion pipeline",
 235                      "post-mix converter");
 236             goto error;
 237         }
 238         filters[n++] = f;
 239     }
 240
 241     msg_Dbg (obj, "conversion pipeline complete");
 242     *count += n;
 243     return 0;
 244
 245 overflow:
 246     msg_Err (obj, "maximum of %u conversion filters reached", max);
 247     dialog_Fatal (obj, _("Audio filtering failed"),
 248                   _("The maximum number of filters (%u) was reached."), max);
 249 error:
 250     aout_FiltersPipelineDestroy (filters, n);
 251     return -1;
 252 }
 253
 254 #define aout_FiltersPipelineCreate(obj,f,n,m,i,o) \
 255         aout_FiltersPipelineCreate(VLC_OBJECT(obj),f,n,m,i,o)
 256
 257 /**
 258  * Filters an audio buffer through a chain of filters.
 259  */
 260 static block_t *aout_FiltersPipelinePlay(filter_t *const *filters,
 261                                          unsigned count, block_t *block)
 262 {
 263     /* TODO: use filter chain */
 264     for (unsigned i = 0; (i < count) && (block != NULL); i++)
 265     {
 266         filter_t *filter = filters[i];
 267
 268         /* Please note that p_block->i_nb_samples & i_buffer
 269          * shall be set by the filter plug-in. */
 270         block = filter->pf_audio_filter (filter, block);
 271     }
 272     return block;
 273 }
 274
 275 struct aout_filters
 276 {
 277     filter_t *rate_filter; /**< The filter adjusting samples count
 278         (either the scaletempo filter or a resampler) */
 279     filter_t *resampler; /**< The resampler */
 280     int resampling; /**< Current resampling (Hz) */
 281
 282     unsigned count; /**< Number of filters */
 283     filter_t *tab[AOUT_MAX_FILTERS]; /**< Configured user filters
 284         (e.g. equalization) and their conversions */
 285 };
 286
 287 /** Callback for visualization selection */
 288 static int VisualizationCallback (vlc_object_t *obj, const char *var,
 289                                   vlc_value_t oldval, vlc_value_t newval,
 290                                   void *data)
 291 {
 292     const char *mode = newval.psz_string;
 293
 294     if (!*mode)
 295         mode = "none";
 296     /* FIXME: This ugly hack enforced by visual effect-list, as is the need for
 297      * separate "visual" (external) and "audio-visual" (internal) variables...
 298      * The visual plugin should have one submodule per effect instead. */
 299     if (strcasecmp (mode, "none") && strcasecmp (mode, "goom")
 300      && strcasecmp (mode, "projectm") && strcasecmp (mode, "vsxu"))
 301     {
 302         var_Create (obj, "effect-list", VLC_VAR_STRING);
 303         var_SetString (obj, "effect-list", mode);
 304         mode = "visual";
 305     }
 306
 307     var_SetString (obj, "audio-visual", mode);
 308     aout_InputRequestRestart ((audio_output_t *)obj);
 309     (void) var; (void) oldval; (void) data;
 310     return VLC_SUCCESS;
 311 }
 312
 313 static int EqualizerCallback (vlc_object_t *obj, const char *var,
 314                               vlc_value_t oldval, vlc_value_t newval,
 315                               void *data)
 316 {
 317     const char *val = newval.psz_string;
 318
 319     if (*val)
 320     {
 321         var_Create (obj, "equalizer-preset", VLC_VAR_STRING);
 322         var_SetString (obj, "equalizer-preset", val);
 323     }
 324
 325     if (aout_ChangeFilterString (obj, obj, "audio-filter", "equalizer", *val))
 326         aout_InputRequestRestart ((audio_output_t *)obj); /* <- That sucks! */
 327
 328     (void) var; (void) oldval; (void) data;
 329     return VLC_SUCCESS;
 330 }
 331
 332 vout_thread_t *aout_filter_RequestVout (filter_t *filter, vout_thread_t *vout,
 333                                         video_format_t *fmt)
 334 {
 335     /* NOTE: This only works from audio output.
 336      * If you want to use visualization filters from another place, you will
 337      * need to add a new pf_aout_request_vout callback or store a pointer
 338      * to aout_request_vout_t inside filter_t (i.e. a level of indirection). */
 339     aout_owner_t *owner = aout_owner ((audio_output_t *)filter->p_parent);
 340     aout_request_vout_t *req = &owner->request_vout;
 341
 342     return req->pf_request_vout (req->p_private, vout, fmt,
 343                                  owner->recycle_vout);
 344 }
 345
 346 static int AppendFilter(vlc_object_t *obj, const char *type, const char *name,
 347                         aout_filters_t *restrict filters,
 348                         audio_sample_format_t *restrict infmt,
 349                         const audio_sample_format_t *restrict outfmt)
 350 {
 351     const unsigned max = sizeof (filters->tab) / sizeof (filters->tab[0]);
 352     if (filters->count >= max)
 353     {
 354         msg_Err (obj, "maximum of %u filters reached", max);
 355         return -1;
 356     }
 357
 358     filter_t *filter = CreateFilter (obj, type, name, infmt, outfmt);
 359     if (filter == NULL)
 360     {
 361         msg_Err (obj, "cannot add user %s \"%s\" (skipped)", type, name);
 362         return -1;
 363     }
 364
 365     /* convert to the filter input format if necessary */
 366     if (aout_FiltersPipelineCreate (filter, filters->tab, &filters->count,
 367                                     max - 1, infmt, &filter->fmt_in.audio))
 368     {
 369         msg_Err (filter, "cannot add user %s \"%s\" (skipped)", type, name);
 370         module_unneed (filter, filter->p_module);
 371         vlc_object_release (filter);
 372         return -1;
 373     }
 374
 375     assert (filters->count < max);
 376     filters->tab[filters->count] = filter;
 377     filters->count++;
 378     *infmt = filter->fmt_out.audio;
 379     return 0;
 380 }
 381
 382
 383 /**
 384  * Sets up the audio filters.
 385  */
 386 aout_filters_t *aout_FiltersNew (audio_output_t *aout,
 387                                  const audio_sample_format_t *restrict infmt,
 388                                  const audio_sample_format_t *restrict outfmt,
 389                                  const aout_request_vout_t *request_vout)
 390 {
 391     aout_filters_t *filters = malloc (sizeof (*filters));
 392     if (unlikely(filters == NULL))
 393         return NULL;
 394
 395     filters->rate_filter = NULL;
 396     filters->resampler = NULL;
 397     filters->resampling = 0;
 398     filters->count = 0;
 399
 400     aout_owner_t *owner = aout_owner (aout);
 401
 402     /* Prepare format structure */
 403     aout_FormatPrint (aout, "input", infmt);
 404     audio_sample_format_t input_format = *infmt;
 405     audio_sample_format_t output_format = *outfmt;
 406
 407     /* Now add user filters */
 408     var_AddCallback (aout, "visual", VisualizationCallback, NULL);
 409     var_AddCallback (aout, "equalizer", EqualizerCallback, NULL);
 410
 411     if (!AOUT_FMT_LINEAR(outfmt))
 412     {   /* Non-linear output: just convert formats, no filters/visu */
 413         if (!AOUT_FMTS_IDENTICAL(infmt, outfmt))
 414         {
 415             aout_FormatsPrint (aout, "pass-through:", infmt, outfmt);
 416             filters->tab[0] = FindConverter(VLC_OBJECT(aout), infmt, outfmt);
 417             if (filters->tab[0] == NULL)
 418             {
 419                 msg_Err (aout, "cannot setup pass-through");
 420                 goto error;
 421             }
 422             filters->count++;
 423         }
 424         return filters;
 425     }
 426
 427     /* parse user filter lists */
 428     if (var_InheritBool (aout, "audio-time-stretch"))
 429     {
 430         if (AppendFilter(VLC_OBJECT(aout), "audio filter", "scaletempo",
 431                          filters, &input_format, &output_format) == 0)
 432             filters->rate_filter = filters->tab[filters->count - 1];
 433     }
 434
 435     char *str = var_InheritString (aout, "audio-filter");
 436     if (str != NULL)
 437     {
 438         char *p = str, *name;
 439         while ((name = strsep (&p, " :")) != NULL)
 440         {
 441             AppendFilter(VLC_OBJECT(aout), "audio filter", name, filters,
 442                          &input_format, &output_format);
 443         }
 444         free (str);
 445     }
 446
 447     char *visual = var_InheritString (aout, "audio-visual");
 448     owner->request_vout = *request_vout;
 449     owner->recycle_vout = visual != NULL;
 450     if (visual != NULL && strcasecmp (visual, "none"))
 451     {
 452         AppendFilter(VLC_OBJECT(aout), "visualization", visual, filters,
 453                      &input_format, &output_format);
 454     }
 455     free (visual);
 456
 457     /* convert to the output format (minus resampling) if necessary */
 458     output_format.i_rate = input_format.i_rate;
 459     if (aout_FiltersPipelineCreate (aout, filters->tab, &filters->count,
 460                               AOUT_MAX_FILTERS, &input_format, &output_format))
 461     {
 462         msg_Err (aout, "cannot setup filtering pipeline");
 463         goto error;
 464     }
 465     input_format = output_format;
 466
 467     /* insert the resampler */
 468     output_format.i_rate = outfmt->i_rate;
 469     assert (AOUT_FMTS_IDENTICAL(&output_format, outfmt));
 470     filters->resampler = FindResampler (VLC_OBJECT(aout), &input_format,
 471                                         &output_format);
 472     if (filters->resampler == NULL && input_format.i_rate != outfmt->i_rate)
 473     {
 474         msg_Err (aout, "cannot setup a resampler");
 475         goto error;
 476     }
 477     if (filters->rate_filter == NULL)
 478         filters->rate_filter = filters->resampler;
 479
 480     return filters;
 481
 482 error:
 483     aout_FiltersPipelineDestroy (filters->tab, filters->count);
 484     var_DelCallback (aout, "equalizer", EqualizerCallback, NULL);
 485     var_DelCallback (aout, "visual", VisualizationCallback, NULL);
 486     free (filters);
 487     return NULL;
 488 }
 489
 490 /**
 491  * Destroys the audio filters.
 492  */
 493 void aout_FiltersDelete (audio_output_t *aout, aout_filters_t *filters)
 494 {
 495     aout_owner_t *owner = aout_owner (aout);
 496
 497     if (filters->resampler != NULL)
 498         aout_FiltersPipelineDestroy (&filters->resampler, 1);
 499     aout_FiltersPipelineDestroy (filters->tab, filters->count);
 500     var_DelCallback (aout, "equalizer", EqualizerCallback, NULL);
 501     var_DelCallback (aout, "visual", VisualizationCallback, NULL);
 502
 503     /* XXX We need to update recycle_vout before calling
 504      * aout_FiltersPipelineDestroy().
 505      * FIXME There may be a race condition if audio-visual is updated between
 506      * aout_FiltersDestroy() and the next aout_FiltersNew().
 507      */
 508     char *visual = var_InheritString (aout, "audio-visual");
 509     owner->recycle_vout = (visual != NULL) && *visual;
 510     free (visual);
 511
 512     free (filters);
 513 }
 514
 515 bool aout_FiltersAdjustResampling (aout_filters_t *filters, int adjust)
 516 {
 517     if (filters->resampler == NULL)
 518         return false;
 519
 520     if (adjust)
 521         filters->resampling += adjust;
 522     else
 523         filters->resampling = 0;
 524     return filters->resampling != 0;
 525 }
 526
 527 block_t *aout_FiltersPlay (aout_filters_t *filters, block_t *block, int rate)
 528 {
 529     int nominal_rate = 0;
 530
 531     if (rate != INPUT_RATE_DEFAULT)
 532     {
 533         filter_t *rate_filter = filters->rate_filter;
 534
 535         if (rate_filter == NULL)
 536             goto drop; /* Without linear, non-nominal rate is impossible. */
 537
 538         /* Override input rate */
 539         nominal_rate = rate_filter->fmt_in.audio.i_rate;
 540         rate_filter->fmt_in.audio.i_rate =
 541             (nominal_rate * INPUT_RATE_DEFAULT) / rate;
 542     }
 543
 544     block = aout_FiltersPipelinePlay (filters->tab, filters->count, block);
 545     if (filters->resampler != NULL)
 546     {   /* NOTE: the resampler needs to run even if resampling is 0.
 547          * The decoder and output rates can still be different. */
 548         filters->resampler->fmt_in.audio.i_rate += filters->resampling;
 549         block = aout_FiltersPipelinePlay (&filters->resampler, 1, block);
 550         filters->resampler->fmt_in.audio.i_rate -= filters->resampling;
 551     }
 552
 553     if (nominal_rate != 0)
 554     {   /* Restore input rate */
 555         assert (filters->rate_filter != NULL);
 556         filters->rate_filter->fmt_in.audio.i_rate = nominal_rate;
 557     }
 558     return block;
 559
 560 drop:
 561     block_Release (block);
 562     return NULL;
 563 }