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]->incfg.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]->incfg.samplerates)) < 0)
  96                     return ret;
  97                 layouts = ff_all_channel_layouts();
  98                 if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[idx]->incfg.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]->outcfg.formats)) < 0)
 105                     return ret;
 106                 if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 107                     if ((ret = ff_formats_ref(rates, &ctx->inputs[idx]->outcfg.samplerates)) < 0 ||
 108                         (ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[idx]->outcfg.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     outlink->frame_rate          = inlink->frame_rate;
 135
 136     for (seg = 1; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 137         inlink = ctx->inputs[in_no + seg * ctx->nb_outputs];
 138         if (outlink->frame_rate.num != inlink->frame_rate.num ||
 139             outlink->frame_rate.den != inlink->frame_rate.den) {
 140             av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
 141                     "Video inputs have different frame rates, output will be VFR\n");
 142             outlink->frame_rate = av_make_q(1, 0);
 143             break;
 144         }
 145     }
 146
 147     for (seg = 1; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 148         inlink = ctx->inputs[in_no + seg * ctx->nb_outputs];
 149         if (!outlink->sample_aspect_ratio.num)
 150             outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 151         /* possible enhancement: unsafe mode, do not check */
 152         if (outlink->w                       != inlink->w                       ||
 153             outlink->h                       != inlink->h                       ||
 154             outlink->sample_aspect_ratio.num != inlink->sample_aspect_ratio.num &&
 155                                                 inlink->sample_aspect_ratio.num ||
 156             outlink->sample_aspect_ratio.den != inlink->sample_aspect_ratio.den) {
 157             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input link %s parameters "
 158                    "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
 159                    "output link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
 160                    ctx->input_pads[in_no].name, inlink->w, inlink->h,
 161                    inlink->sample_aspect_ratio.num,
 162                    inlink->sample_aspect_ratio.den,
 163                    ctx->input_pads[out_no].name, outlink->w, outlink->h,
 164                    outlink->sample_aspect_ratio.num,
 165                    outlink->sample_aspect_ratio.den);
 166             if (!cat->unsafe)
 167                 return AVERROR(EINVAL);
 168         }
 169     }
 170
 171     return 0;
 172 }
 173
 174 static int push_frame(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, AVFrame *buf)
 175 {
 176     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 177     unsigned out_no = in_no % ctx->nb_outputs;
 178     AVFilterLink * inlink = ctx-> inputs[ in_no];
 179     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 180     struct concat_in *in = &cat->in[in_no];
 181
 182     buf->pts = av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
 183     in->pts = buf->pts;
 184     in->nb_frames++;
 185     /* add duration to input PTS */
 186     if (inlink->sample_rate)
 187         /* use number of audio samples */
 188         in->pts += av_rescale_q(buf->nb_samples,
 189                                 av_make_q(1, inlink->sample_rate),
 190                                 outlink->time_base);
 191     else if (in->nb_frames >= 2)
 192         /* use mean duration */
 193         in->pts = av_rescale(in->pts, in->nb_frames, in->nb_frames - 1);
 194
 195     buf->pts += cat->delta_ts;
 196     return ff_filter_frame(outlink, buf);
 197 }
 198
 199 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int w, int h)
 200 {
 201     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 202     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 203     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
 204
 205     return ff_get_video_buffer(outlink, w, h);
 206 }
 207
 208 static AVFrame *get_audio_buffer(AVFilterLink *inlink, int nb_samples)
 209 {
 210     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 211     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 212     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
 213
 214     return ff_get_audio_buffer(outlink, nb_samples);
 215 }
 216
 217 static void close_input(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no)
 218 {
 219     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 220
 221     cat->in[in_no].eof = 1;
 222     cat->nb_in_active--;
 223     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "EOF on %s, %d streams left in segment.\n",
 224            ctx->input_pads[in_no].name, cat->nb_in_active);
 225 }
 226
 227 static void find_next_delta_ts(AVFilterContext *ctx, int64_t *seg_delta)
 228 {
 229     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 230     unsigned i = cat->cur_idx;
 231     unsigned imax = i + ctx->nb_outputs;
 232     int64_t pts;
 233
 234     pts = cat->in[i++].pts;
 235     for (; i < imax; i++)
 236         pts = FFMAX(pts, cat->in[i].pts);
 237     cat->delta_ts += pts;
 238     *seg_delta = pts;
 239 }
 240
 241 static int send_silence(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, unsigned out_no,
 242                         int64_t seg_delta)
 243 {
 244     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 245     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 246     int64_t base_pts = cat->in[in_no].pts + cat->delta_ts - seg_delta;
 247     int64_t nb_samples, sent = 0;
 248     int frame_nb_samples, ret;
 249     AVRational rate_tb = { 1, ctx->inputs[in_no]->sample_rate };
 250     AVFrame *buf;
 251
 252     if (!rate_tb.den)
 253         return AVERROR_BUG;
 254     if (cat->in[in_no].pts < INT64_MIN + seg_delta)
 255         return AVERROR_INVALIDDATA;
 256     if (seg_delta < cat->in[in_no].pts)
 257         return AVERROR_INVALIDDATA;
 258     nb_samples = av_rescale_q(seg_delta - cat->in[in_no].pts,
 259                               outlink->time_base, rate_tb);
 260     frame_nb_samples = FFMAX(9600, rate_tb.den / 5); /* arbitrary */
 261     while (nb_samples) {
 262         frame_nb_samples = FFMIN(frame_nb_samples, nb_samples);
 263         buf = ff_get_audio_buffer(outlink, frame_nb_samples);
 264         if (!buf)
 265             return AVERROR(ENOMEM);
 266         av_samples_set_silence(buf->extended_data, 0, frame_nb_samples,
 267                                outlink->channels, outlink->format);
 268         buf->pts = base_pts + av_rescale_q(sent, rate_tb, outlink->time_base);
 269         ret = ff_filter_frame(outlink, buf);
 270         if (ret < 0)
 271             return ret;
 272         sent       += frame_nb_samples;
 273         nb_samples -= frame_nb_samples;
 274     }
 275     return 0;
 276 }
 277
 278 static int flush_segment(AVFilterContext *ctx)
 279 {
 280     int ret;
 281     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 282     unsigned str, str_max;
 283     int64_t seg_delta;
 284
 285     find_next_delta_ts(ctx, &seg_delta);
 286     cat->cur_idx += ctx->nb_outputs;
 287     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 288     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Segment finished at pts=%"PRId64"\n",
 289            cat->delta_ts);
 290
 291     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
 292         /* pad audio streams with silence */
 293         str = cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO];
 294         str_max = str + cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO];
 295         for (; str < str_max; str++) {
 296             ret = send_silence(ctx, cat->cur_idx - ctx->nb_outputs + str, str,
 297                                seg_delta);
 298             if (ret < 0)
 299                 return ret;
 300         }
 301     }
 302     return 0;
 303 }
 304
 305 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 306 {
 307     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 308     unsigned seg, type, str;
 309     int ret;
 310
 311     /* create input pads */
 312     for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 313         for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 314             for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 315                 AVFilterPad pad = {
 316                     .type             = type,
 317                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 318                     .get_audio_buffer = get_audio_buffer,
 319                 };
 320                 pad.name = av_asprintf("in%d:%c%d", seg, "va"[type], str);
 321                 if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, ctx->nb_inputs, &pad)) < 0) {
 322                     av_freep(&pad.name);
 323                     return ret;
 324                 }
 325             }
 326         }
 327     }
 328     /* create output pads */
 329     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 330         for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 331             AVFilterPad pad = {
 332                 .type          = type,
 333                 .config_props  = config_output,
 334             };
 335             pad.name = av_asprintf("out:%c%d", "va"[type], str);
 336             if ((ret = ff_insert_outpad(ctx, ctx->nb_outputs, &pad)) < 0) {
 337                 av_freep(&pad.name);
 338                 return ret;
 339             }
 340         }
 341     }
 342
 343     cat->in = av_calloc(ctx->nb_inputs, sizeof(*cat->in));
 344     if (!cat->in)
 345         return AVERROR(ENOMEM);
 346     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 347     return 0;
 348 }
 349
 350 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 351 {
 352     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 353     unsigned i;
 354
 355     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++)
 356         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 357     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
 358         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
 359     av_freep(&cat->in);
 360 }
 361
 362 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 363 {
 364     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 365     AVFrame *frame;
 366     unsigned i, j;
 367     int ret, status;
 368     int64_t pts;
 369
 370     /* Forward status back */
 371     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++) {
 372         status = ff_outlink_get_status(ctx->outputs[i]);
 373         if (!status)
 374             continue;
 375         for (j = i; j < ctx->nb_inputs; j += ctx->nb_outputs) {
 376             if (!cat->in[j].eof) {
 377                 cat->in[j].eof = 1;
 378                 ff_inlink_set_status(ctx->inputs[j], status);
 379                 return 0;
 380             }
 381         }
 382
 383     }
 384
 385     /* Forward available frames */
 386     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
 387         for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++) {
 388             ret = ff_inlink_consume_frame(ctx->inputs[cat->cur_idx + i], &frame);
 389             if (ret < 0)
 390                 return ret;
 391             if (ret) {
 392                 ff_filter_set_ready(ctx, 10);
 393                 return push_frame(ctx, cat->cur_idx + i, frame);
 394             }
 395         }
 396     }
 397
 398     /* Forward status change */
 399     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
 400         for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++) {
 401             ret = ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[cat->cur_idx + i], &status, &pts);
 402             /* TODO use pts */
 403             if (ret > 0) {
 404                 close_input(ctx, cat->cur_idx + i);
 405                 if (cat->cur_idx + ctx->nb_outputs >= ctx->nb_inputs) {
 406                     ff_outlink_set_status(ctx->outputs[i], status, pts);
 407                 }
 408                 if (!cat->nb_in_active) {
 409                     ret = flush_segment(ctx);
 410                     if (ret < 0)
 411                         return ret;
 412                 }
 413                 ff_filter_set_ready(ctx, 10);
 414                 return 0;
 415             }
 416         }
 417     }
 418
 419     ret = FFERROR_NOT_READY;
 420     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++) {
 421         if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[i])) {
 422             if (cat->in[cat->cur_idx + i].eof) {
 423                 for (j = 0; j < ctx->nb_outputs; j++)
 424                     if (!cat->in[cat->cur_idx + j].eof)
 425                         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[cat->cur_idx + j]);
 426                 return 0;
 427             } else {
 428                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[cat->cur_idx + i]);
 429                 ret = 0;
 430             }
 431         }
 432     }
 433
 434     return ret;
 435 }
 436
 437 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
 438                            char *res, int res_len, int flags)
 439 {
 440     int ret = AVERROR(ENOSYS);
 441
 442     if (!strcmp(cmd, "next")) {
 443         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Command received: next\n");
 444         return flush_segment(ctx);
 445     }
 446
 447     return ret;
 448 }
 449
 450 const AVFilter ff_avf_concat = {
 451     .name          = "concat",
 452     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Concatenate audio and video streams."),
 453     .init          = init,
 454     .uninit        = uninit,
 455     .query_formats = query_formats,
 456     .activate      = activate,
 457     .priv_size     = sizeof(ConcatContext),
 458     .inputs        = NULL,
 459     .outputs       = NULL,
 460     .priv_class    = &concat_class,
 461     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS | AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS,
 462     .process_command = process_command,
 463 };