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 "audio.h"
  32 #include "bufferqueue.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 #define SWR_CH_MAX 64
  36
  37 typedef struct {
  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         struct FFBufQueue queue;
  44         int nb_ch;         /**< number of channels for the input */
  45         int nb_samples;
  46         int pos;
  47     } *in;
  48 } AMergeContext;
  49
  50 #define OFFSET(x) offsetof(AMergeContext, x)
  51 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  52
  53 static const AVOption amerge_options[] = {
  54     { "inputs", "specify the number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
  55       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 2, SWR_CH_MAX, FLAGS },
  56     { NULL }
  57 };
  58
  59 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amerge);
  60
  61 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  62 {
  63     AMergeContext *s = ctx->priv;
  64     int i;
  65
  66     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  67         if (s->in)
  68             ff_bufqueue_discard_all(&s->in[i].queue);
  69         if (ctx->input_pads)
  70             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
  71     }
  72     av_freep(&s->in);
  73 }
  74
  75 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  76 {
  77     AMergeContext *s = ctx->priv;
  78     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
  79     AVFilterFormats *formats;
  80     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  81     int i, ret, overlap = 0, nb_ch = 0;
  82
  83     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  84         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  85             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  86             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
  87                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  88             return AVERROR(EAGAIN);
  89         }
  90         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  91         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  92             char buf[256];
  93             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  94             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  95         }
  96         s->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
  97         if (outlayout & inlayout[i])
  98             overlap++;
  99         outlayout |= inlayout[i];
 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, 1);
 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 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 179 {
 180     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 181     AMergeContext *s = ctx->priv;
 182     int i, ret;
 183
 184     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++)
 185         if (!s->in[i].nb_samples)
 186             if ((ret = ff_request_frame(ctx->inputs[i])) < 0)
 187                 return ret;
 188     return 0;
 189 }
 190
 191 /**
 192  * Copy samples from several input streams to one output stream.
 193  * @param nb_inputs number of inputs
 194  * @param in        inputs; used only for the nb_ch field;
 195  * @param route     routing values;
 196  *                  input channel i goes to output channel route[i];
 197  *                  i <  in[0].nb_ch are the channels from the first output;
 198  *                  i >= in[0].nb_ch are the channels from the second output
 199  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
 200  *                  will be left at the end of the copied samples
 201  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
 202  *                  must point to a buffer big enough;
 203  *                  will be left at the end of the copied samples
 204  * @param ns        number of samples to copy
 205  * @param bps       bytes per sample
 206  */
 207 static inline void copy_samples(int nb_inputs, struct amerge_input in[],
 208                                 int *route, uint8_t *ins[],
 209                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
 210 {
 211     int *route_cur;
 212     int i, c, nb_ch = 0;
 213
 214     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 215         nb_ch += in[i].nb_ch;
 216     while (ns--) {
 217         route_cur = route;
 218         for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 219             for (c = 0; c < in[i].nb_ch; c++) {
 220                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
 221                 ins[i] += bps;
 222             }
 223         }
 224         *outs += nb_ch * bps;
 225     }
 226 }
 227
 228 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
 229 {
 230     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 231     AMergeContext *s = ctx->priv;
 232     AVFilterLink *const outlink = ctx->outputs[0];
 233     int input_number;
 234     int nb_samples, ns, i;
 235     AVFrame *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX];
 236     uint8_t *ins[SWR_CH_MAX], *outs;
 237
 238     for (input_number = 0; input_number < s->nb_inputs; input_number++)
 239         if (inlink == ctx->inputs[input_number])
 240             break;
 241     av_assert1(input_number < s->nb_inputs);
 242     if (ff_bufqueue_is_full(&s->in[input_number].queue)) {
 243         av_frame_free(&insamples);
 244         return AVERROR(ENOMEM);
 245     }
 246     ff_bufqueue_add(ctx, &s->in[input_number].queue, av_frame_clone(insamples));
 247     s->in[input_number].nb_samples += insamples->nb_samples;
 248     av_frame_free(&insamples);
 249     nb_samples = s->in[0].nb_samples;
 250     for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++)
 251         nb_samples = FFMIN(nb_samples, s->in[i].nb_samples);
 252     if (!nb_samples)
 253         return 0;
 254
 255     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], nb_samples);
 256     if (!outbuf)
 257         return AVERROR(ENOMEM);
 258     outs = outbuf->data[0];
 259     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 260         inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&s->in[i].queue, 0);
 261         ins[i] = inbuf[i]->data[0] +
 262                  s->in[i].pos * s->in[i].nb_ch * s->bps;
 263     }
 264     av_frame_copy_props(outbuf, inbuf[0]);
 265     outbuf->pts = inbuf[0]->pts == AV_NOPTS_VALUE ? AV_NOPTS_VALUE :
 266                   inbuf[0]->pts +
 267                   av_rescale_q(s->in[0].pos,
 268                                av_make_q(1, ctx->inputs[0]->sample_rate),
 269                                ctx->outputs[0]->time_base);
 270
 271     outbuf->nb_samples     = nb_samples;
 272     outbuf->channel_layout = outlink->channel_layout;
 273     av_frame_set_channels(outbuf, outlink->channels);
 274
 275     while (nb_samples) {
 276         ns = nb_samples;
 277         for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++)
 278             ns = FFMIN(ns, inbuf[i]->nb_samples - s->in[i].pos);
 279         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 280            +~13% overall (including two common decoders) */
 281         switch (s->bps) {
 282             case 1:
 283                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, ns, 1);
 284                 break;
 285             case 2:
 286                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, ns, 2);
 287                 break;
 288             case 4:
 289                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, ns, 4);
 290                 break;
 291             default:
 292                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, ns, s->bps);
 293                 break;
 294         }
 295
 296         nb_samples -= ns;
 297         for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 298             s->in[i].nb_samples -= ns;
 299             s->in[i].pos += ns;
 300             if (s->in[i].pos == inbuf[i]->nb_samples) {
 301                 s->in[i].pos = 0;
 302                 av_frame_free(&inbuf[i]);
 303                 ff_bufqueue_get(&s->in[i].queue);
 304                 inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&s->in[i].queue, 0);
 305                 ins[i] = inbuf[i] ? inbuf[i]->data[0] : NULL;
 306             }
 307         }
 308     }
 309     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], outbuf);
 310 }
 311
 312 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 313 {
 314     AMergeContext *s = ctx->priv;
 315     int i;
 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             .filter_frame     = filter_frame,
 326         };
 327         if (!name)
 328             return AVERROR(ENOMEM);
 329         ff_insert_inpad(ctx, i, &pad);
 330     }
 331     return 0;
 332 }
 333
 334 static const AVFilterPad amerge_outputs[] = {
 335     {
 336         .name          = "default",
 337         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 338         .config_props  = config_output,
 339         .request_frame = request_frame,
 340     },
 341     { NULL }
 342 };
 343
 344 AVFilter ff_af_amerge = {
 345     .name          = "amerge",
 346     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two or more audio streams into "
 347                                           "a single multi-channel stream."),
 348     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 349     .init          = init,
 350     .uninit        = uninit,
 351     .query_formats = query_formats,
 352     .inputs        = NULL,
 353     .outputs       = amerge_outputs,
 354     .priv_class    = &amerge_class,
 355     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS,
 356 };