]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - doc/examples/transcoding.c
Merge commit '26ab504ad8d2b23535c9a0ad43bf1fd0e6aa0893'
[ffmpeg] / doc / examples / transcoding.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2010 Nicolas George
3  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
4  * Copyright (c) 2014 Andrey Utkin
5  *
6  * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
7  * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
8  * in the Software without restriction, including without limitation the rights
9  * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
10  * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
11  * furnished to do so, subject to the following conditions:
12  *
13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
14  * all copies or substantial portions of the Software.
15  *
16  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
17  * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
18  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL
19  * THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
20  * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
21  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
22  * THE SOFTWARE.
23  */
24
25 /**
26  * @file
27  * API example for demuxing, decoding, filtering, encoding and muxing
28  * @example transcoding.c
29  */
30
31 #include <libavcodec/avcodec.h>
32 #include <libavformat/avformat.h>
33 #include <libavfilter/avfiltergraph.h>
34 #include <libavfilter/avcodec.h>
35 #include <libavfilter/buffersink.h>
36 #include <libavfilter/buffersrc.h>
37 #include <libavutil/opt.h>
38 #include <libavutil/pixdesc.h>
39
40 static AVFormatContext *ifmt_ctx;
41 static AVFormatContext *ofmt_ctx;
42 typedef struct FilteringContext {
43     AVFilterContext *buffersink_ctx;
44     AVFilterContext *buffersrc_ctx;
45     AVFilterGraph *filter_graph;
46 } FilteringContext;
47 static FilteringContext *filter_ctx;
48
49 static int open_input_file(const char *filename)
50 {
51     int ret;
52     unsigned int i;
53
54     ifmt_ctx = NULL;
55     if ((ret = avformat_open_input(&ifmt_ctx, filename, NULL, NULL)) < 0) {
56         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot open input file\n");
57         return ret;
58     }
59
60     if ((ret = avformat_find_stream_info(ifmt_ctx, NULL)) < 0) {
61         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot find stream information\n");
62         return ret;
63     }
64
65     for (i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) {
66         AVStream *stream;
67         AVCodecContext *codec_ctx;
68         stream = ifmt_ctx->streams[i];
69         codec_ctx = stream->codec;
70         /* Reencode video & audio and remux subtitles etc. */
71         if (codec_ctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO
72                 || codec_ctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
73             /* Open decoder */
74             ret = avcodec_open2(codec_ctx,
75                     avcodec_find_decoder(codec_ctx->codec_id), NULL);
76             if (ret < 0) {
77                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Failed to open decoder for stream #%u\n", i);
78                 return ret;
79             }
80         }
81     }
82
83     av_dump_format(ifmt_ctx, 0, filename, 0);
84     return 0;
85 }
86
87 static int open_output_file(const char *filename)
88 {
89     AVStream *out_stream;
90     AVStream *in_stream;
91     AVCodecContext *dec_ctx, *enc_ctx;
92     AVCodec *encoder;
93     int ret;
94     unsigned int i;
95
96     ofmt_ctx = NULL;
97     avformat_alloc_output_context2(&ofmt_ctx, NULL, NULL, filename);
98     if (!ofmt_ctx) {
99         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Could not create output context\n");
100         return AVERROR_UNKNOWN;
101     }
102
103
104     for (i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) {
105         out_stream = avformat_new_stream(ofmt_ctx, NULL);
106         if (!out_stream) {
107             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Failed allocating output stream\n");
108             return AVERROR_UNKNOWN;
109         }
110
111         in_stream = ifmt_ctx->streams[i];
112         dec_ctx = in_stream->codec;
113         enc_ctx = out_stream->codec;
114
115         if (dec_ctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO
116                 || dec_ctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
117             /* in this example, we choose transcoding to same codec */
118             encoder = avcodec_find_encoder(dec_ctx->codec_id);
119
120             /* In this example, we transcode to same properties (picture size,
121              * sample rate etc.). These properties can be changed for output
122              * streams easily using filters */
123             if (dec_ctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
124                 enc_ctx->height = dec_ctx->height;
125                 enc_ctx->width = dec_ctx->width;
126                 enc_ctx->sample_aspect_ratio = dec_ctx->sample_aspect_ratio;
127                 /* take first format from list of supported formats */
128                 enc_ctx->pix_fmt = encoder->pix_fmts[0];
129                 /* video time_base can be set to whatever is handy and supported by encoder */
130                 enc_ctx->time_base = dec_ctx->time_base;
131             } else {
132                 enc_ctx->sample_rate = dec_ctx->sample_rate;
133                 enc_ctx->channel_layout = dec_ctx->channel_layout;
134                 enc_ctx->channels = av_get_channel_layout_nb_channels(enc_ctx->channel_layout);
135                 /* take first format from list of supported formats */
136                 enc_ctx->sample_fmt = encoder->sample_fmts[0];
137                 enc_ctx->time_base = (AVRational){1, enc_ctx->sample_rate};
138             }
139
140             /* Third parameter can be used to pass settings to encoder */
141             ret = avcodec_open2(enc_ctx, encoder, NULL);
142             if (ret < 0) {
143                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot open video encoder for stream #%u\n", i);
144                 return ret;
145             }
146         } else if (dec_ctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_UNKNOWN) {
147             av_log(NULL, AV_LOG_FATAL, "Elementary stream #%d is of unknown type, cannot proceed\n", i);
148             return AVERROR_INVALIDDATA;
149         } else {
150             /* if this stream must be remuxed */
151             ret = avcodec_copy_context(ofmt_ctx->streams[i]->codec,
152                     ifmt_ctx->streams[i]->codec);
153             if (ret < 0) {
154                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Copying stream context failed\n");
155                 return ret;
156             }
157         }
158
159         if (ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_GLOBALHEADER)
160             enc_ctx->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
161
162     }
163     av_dump_format(ofmt_ctx, 0, filename, 1);
164
165     if (!(ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE)) {
166         ret = avio_open(&ofmt_ctx->pb, filename, AVIO_FLAG_WRITE);
167         if (ret < 0) {
168             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Could not open output file '%s'", filename);
169             return ret;
170         }
171     }
172
173     /* init muxer, write output file header */
174     ret = avformat_write_header(ofmt_ctx, NULL);
175     if (ret < 0) {
176         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Error occurred when opening output file\n");
177         return ret;
178     }
179
180     return 0;
181 }
182
183 static int init_filter(FilteringContext* fctx, AVCodecContext *dec_ctx,
184         AVCodecContext *enc_ctx, const char *filter_spec)
185 {
186     char args[512];
187     int ret = 0;
188     AVFilter *buffersrc = NULL;
189     AVFilter *buffersink = NULL;
190     AVFilterContext *buffersrc_ctx = NULL;
191     AVFilterContext *buffersink_ctx = NULL;
192     AVFilterInOut *outputs = avfilter_inout_alloc();
193     AVFilterInOut *inputs  = avfilter_inout_alloc();
194     AVFilterGraph *filter_graph = avfilter_graph_alloc();
195
196     if (!outputs || !inputs || !filter_graph) {
197         ret = AVERROR(ENOMEM);
198         goto end;
199     }
200
201     if (dec_ctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
202         buffersrc = avfilter_get_by_name("buffer");
203         buffersink = avfilter_get_by_name("buffersink");
204         if (!buffersrc || !buffersink) {
205             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "filtering source or sink element not found\n");
206             ret = AVERROR_UNKNOWN;
207             goto end;
208         }
209
210         snprintf(args, sizeof(args),
211                 "video_size=%dx%d:pix_fmt=%d:time_base=%d/%d:pixel_aspect=%d/%d",
212                 dec_ctx->width, dec_ctx->height, dec_ctx->pix_fmt,
213                 dec_ctx->time_base.num, dec_ctx->time_base.den,
214                 dec_ctx->sample_aspect_ratio.num,
215                 dec_ctx->sample_aspect_ratio.den);
216
217         ret = avfilter_graph_create_filter(&buffersrc_ctx, buffersrc, "in",
218                 args, NULL, filter_graph);
219         if (ret < 0) {
220             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot create buffer source\n");
221             goto end;
222         }
223
224         ret = avfilter_graph_create_filter(&buffersink_ctx, buffersink, "out",
225                 NULL, NULL, filter_graph);
226         if (ret < 0) {
227             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot create buffer sink\n");
228             goto end;
229         }
230
231         ret = av_opt_set_bin(buffersink_ctx, "pix_fmts",
232                 (uint8_t*)&enc_ctx->pix_fmt, sizeof(enc_ctx->pix_fmt),
233                 AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
234         if (ret < 0) {
235             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot set output pixel format\n");
236             goto end;
237         }
238     } else if (dec_ctx->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
239         buffersrc = avfilter_get_by_name("abuffer");
240         buffersink = avfilter_get_by_name("abuffersink");
241         if (!buffersrc || !buffersink) {
242             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "filtering source or sink element not found\n");
243             ret = AVERROR_UNKNOWN;
244             goto end;
245         }
246
247         if (!dec_ctx->channel_layout)
248             dec_ctx->channel_layout =
249                 av_get_default_channel_layout(dec_ctx->channels);
250         snprintf(args, sizeof(args),
251                 "time_base=%d/%d:sample_rate=%d:sample_fmt=%s:channel_layout=0x%"PRIx64,
252                 dec_ctx->time_base.num, dec_ctx->time_base.den, dec_ctx->sample_rate,
253                 av_get_sample_fmt_name(dec_ctx->sample_fmt),
254                 dec_ctx->channel_layout);
255         ret = avfilter_graph_create_filter(&buffersrc_ctx, buffersrc, "in",
256                 args, NULL, filter_graph);
257         if (ret < 0) {
258             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot create audio buffer source\n");
259             goto end;
260         }
261
262         ret = avfilter_graph_create_filter(&buffersink_ctx, buffersink, "out",
263                 NULL, NULL, filter_graph);
264         if (ret < 0) {
265             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot create audio buffer sink\n");
266             goto end;
267         }
268
269         ret = av_opt_set_bin(buffersink_ctx, "sample_fmts",
270                 (uint8_t*)&enc_ctx->sample_fmt, sizeof(enc_ctx->sample_fmt),
271                 AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
272         if (ret < 0) {
273             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot set output sample format\n");
274             goto end;
275         }
276
277         ret = av_opt_set_bin(buffersink_ctx, "channel_layouts",
278                 (uint8_t*)&enc_ctx->channel_layout,
279                 sizeof(enc_ctx->channel_layout), AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
280         if (ret < 0) {
281             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot set output channel layout\n");
282             goto end;
283         }
284
285         ret = av_opt_set_bin(buffersink_ctx, "sample_rates",
286                 (uint8_t*)&enc_ctx->sample_rate, sizeof(enc_ctx->sample_rate),
287                 AV_OPT_SEARCH_CHILDREN);
288         if (ret < 0) {
289             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Cannot set output sample rate\n");
290             goto end;
291         }
292     } else {
293         ret = AVERROR_UNKNOWN;
294         goto end;
295     }
296
297     /* Endpoints for the filter graph. */
298     outputs->name       = av_strdup("in");
299     outputs->filter_ctx = buffersrc_ctx;
300     outputs->pad_idx    = 0;
301     outputs->next       = NULL;
302
303     inputs->name       = av_strdup("out");
304     inputs->filter_ctx = buffersink_ctx;
305     inputs->pad_idx    = 0;
306     inputs->next       = NULL;
307
308     if (!outputs->name || !inputs->name) {
309         ret = AVERROR(ENOMEM);
310         goto end;
311     }
312
313     if ((ret = avfilter_graph_parse_ptr(filter_graph, filter_spec,
314                     &inputs, &outputs, NULL)) < 0)
315         goto end;
316
317     if ((ret = avfilter_graph_config(filter_graph, NULL)) < 0)
318         goto end;
319
320     /* Fill FilteringContext */
321     fctx->buffersrc_ctx = buffersrc_ctx;
322     fctx->buffersink_ctx = buffersink_ctx;
323     fctx->filter_graph = filter_graph;
324
325 end:
326     avfilter_inout_free(&inputs);
327     avfilter_inout_free(&outputs);
328
329     return ret;
330 }
331
332 static int init_filters(void)
333 {
334     const char *filter_spec;
335     unsigned int i;
336     int ret;
337     filter_ctx = av_malloc_array(ifmt_ctx->nb_streams, sizeof(*filter_ctx));
338     if (!filter_ctx)
339         return AVERROR(ENOMEM);
340
341     for (i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) {
342         filter_ctx[i].buffersrc_ctx  = NULL;
343         filter_ctx[i].buffersink_ctx = NULL;
344         filter_ctx[i].filter_graph   = NULL;
345         if (!(ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO
346                 || ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO))
347             continue;
348
349
350         if (ifmt_ctx->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO)
351             filter_spec = "null"; /* passthrough (dummy) filter for video */
352         else
353             filter_spec = "anull"; /* passthrough (dummy) filter for audio */
354         ret = init_filter(&filter_ctx[i], ifmt_ctx->streams[i]->codec,
355                 ofmt_ctx->streams[i]->codec, filter_spec);
356         if (ret)
357             return ret;
358     }
359     return 0;
360 }
361
362 static int encode_write_frame(AVFrame *filt_frame, unsigned int stream_index, int *got_frame) {
363     int ret;
364     int got_frame_local;
365     AVPacket enc_pkt;
366     int (*enc_func)(AVCodecContext *, AVPacket *, const AVFrame *, int *) =
367         (ifmt_ctx->streams[stream_index]->codec->codec_type ==
368          AVMEDIA_TYPE_VIDEO) ? avcodec_encode_video2 : avcodec_encode_audio2;
369
370     if (!got_frame)
371         got_frame = &got_frame_local;
372
373     av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "Encoding frame\n");
374     /* encode filtered frame */
375     enc_pkt.data = NULL;
376     enc_pkt.size = 0;
377     av_init_packet(&enc_pkt);
378     ret = enc_func(ofmt_ctx->streams[stream_index]->codec, &enc_pkt,
379             filt_frame, got_frame);
380     av_frame_free(&filt_frame);
381     if (ret < 0)
382         return ret;
383     if (!(*got_frame))
384         return 0;
385
386     /* prepare packet for muxing */
387     enc_pkt.stream_index = stream_index;
388     av_packet_rescale_ts(&enc_pkt,
389                          ofmt_ctx->streams[stream_index]->codec->time_base,
390                          ofmt_ctx->streams[stream_index]->time_base);
391
392     av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Muxing frame\n");
393     /* mux encoded frame */
394     ret = av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &enc_pkt);
395     return ret;
396 }
397
398 static int filter_encode_write_frame(AVFrame *frame, unsigned int stream_index)
399 {
400     int ret;
401     AVFrame *filt_frame;
402
403     av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "Pushing decoded frame to filters\n");
404     /* push the decoded frame into the filtergraph */
405     ret = av_buffersrc_add_frame_flags(filter_ctx[stream_index].buffersrc_ctx,
406             frame, 0);
407     if (ret < 0) {
408         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Error while feeding the filtergraph\n");
409         return ret;
410     }
411
412     /* pull filtered frames from the filtergraph */
413     while (1) {
414         filt_frame = av_frame_alloc();
415         if (!filt_frame) {
416             ret = AVERROR(ENOMEM);
417             break;
418         }
419         av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "Pulling filtered frame from filters\n");
420         ret = av_buffersink_get_frame(filter_ctx[stream_index].buffersink_ctx,
421                 filt_frame);
422         if (ret < 0) {
423             /* if no more frames for output - returns AVERROR(EAGAIN)
424              * if flushed and no more frames for output - returns AVERROR_EOF
425              * rewrite retcode to 0 to show it as normal procedure completion
426              */
427             if (ret == AVERROR(EAGAIN) || ret == AVERROR_EOF)
428                 ret = 0;
429             av_frame_free(&filt_frame);
430             break;
431         }
432
433         filt_frame->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_NONE;
434         ret = encode_write_frame(filt_frame, stream_index, NULL);
435         if (ret < 0)
436             break;
437     }
438
439     return ret;
440 }
441
442 static int flush_encoder(unsigned int stream_index)
443 {
444     int ret;
445     int got_frame;
446
447     if (!(ofmt_ctx->streams[stream_index]->codec->codec->capabilities &
448                 CODEC_CAP_DELAY))
449         return 0;
450
451     while (1) {
452         av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "Flushing stream #%u encoder\n", stream_index);
453         ret = encode_write_frame(NULL, stream_index, &got_frame);
454         if (ret < 0)
455             break;
456         if (!got_frame)
457             return 0;
458     }
459     return ret;
460 }
461
462 int main(int argc, char **argv)
463 {
464     int ret;
465     AVPacket packet = { .data = NULL, .size = 0 };
466     AVFrame *frame = NULL;
467     enum AVMediaType type;
468     unsigned int stream_index;
469     unsigned int i;
470     int got_frame;
471     int (*dec_func)(AVCodecContext *, AVFrame *, int *, const AVPacket *);
472
473     if (argc != 3) {
474         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Usage: %s <input file> <output file>\n", argv[0]);
475         return 1;
476     }
477
478     av_register_all();
479     avfilter_register_all();
480
481     if ((ret = open_input_file(argv[1])) < 0)
482         goto end;
483     if ((ret = open_output_file(argv[2])) < 0)
484         goto end;
485     if ((ret = init_filters()) < 0)
486         goto end;
487
488     /* read all packets */
489     while (1) {
490         if ((ret = av_read_frame(ifmt_ctx, &packet)) < 0)
491             break;
492         stream_index = packet.stream_index;
493         type = ifmt_ctx->streams[packet.stream_index]->codec->codec_type;
494         av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Demuxer gave frame of stream_index %u\n",
495                 stream_index);
496
497         if (filter_ctx[stream_index].filter_graph) {
498             av_log(NULL, AV_LOG_DEBUG, "Going to reencode&filter the frame\n");
499             frame = av_frame_alloc();
500             if (!frame) {
501                 ret = AVERROR(ENOMEM);
502                 break;
503             }
504             av_packet_rescale_ts(&packet,
505                                  ifmt_ctx->streams[stream_index]->time_base,
506                                  ifmt_ctx->streams[stream_index]->codec->time_base);
507             dec_func = (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) ? avcodec_decode_video2 :
508                 avcodec_decode_audio4;
509             ret = dec_func(ifmt_ctx->streams[stream_index]->codec, frame,
510                     &got_frame, &packet);
511             if (ret < 0) {
512                 av_frame_free(&frame);
513                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Decoding failed\n");
514                 break;
515             }
516
517             if (got_frame) {
518                 frame->pts = av_frame_get_best_effort_timestamp(frame);
519                 ret = filter_encode_write_frame(frame, stream_index);
520                 av_frame_free(&frame);
521                 if (ret < 0)
522                     goto end;
523             } else {
524                 av_frame_free(&frame);
525             }
526         } else {
527             /* remux this frame without reencoding */
528             av_packet_rescale_ts(&packet,
529                                  ifmt_ctx->streams[stream_index]->time_base,
530                                  ofmt_ctx->streams[stream_index]->time_base);
531
532             ret = av_interleaved_write_frame(ofmt_ctx, &packet);
533             if (ret < 0)
534                 goto end;
535         }
536         av_free_packet(&packet);
537     }
538
539     /* flush filters and encoders */
540     for (i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) {
541         /* flush filter */
542         if (!filter_ctx[i].filter_graph)
543             continue;
544         ret = filter_encode_write_frame(NULL, i);
545         if (ret < 0) {
546             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Flushing filter failed\n");
547             goto end;
548         }
549
550         /* flush encoder */
551         ret = flush_encoder(i);
552         if (ret < 0) {
553             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Flushing encoder failed\n");
554             goto end;
555         }
556     }
557
558     av_write_trailer(ofmt_ctx);
559 end:
560     av_free_packet(&packet);
561     av_frame_free(&frame);
562     for (i = 0; i < ifmt_ctx->nb_streams; i++) {
563         avcodec_close(ifmt_ctx->streams[i]->codec);
564         if (ofmt_ctx && ofmt_ctx->nb_streams > i && ofmt_ctx->streams[i] && ofmt_ctx->streams[i]->codec)
565             avcodec_close(ofmt_ctx->streams[i]->codec);
566         if (filter_ctx && filter_ctx[i].filter_graph)
567             avfilter_graph_free(&filter_ctx[i].filter_graph);
568     }
569     av_free(filter_ctx);
570     avformat_close_input(&ifmt_ctx);
571     if (ofmt_ctx && !(ofmt_ctx->oformat->flags & AVFMT_NOFILE))
572         avio_close(ofmt_ctx->pb);
573     avformat_free_context(ofmt_ctx);
574
575     if (ret < 0)
576         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "Error occurred: %s\n", av_err2str(ret));
577
578     return ret ? 1 : 0;
579 }