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 "filters.h"
  32 #include "audio.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 #define SWR_CH_MAX 64
  36
  37 typedef struct AMergeContext {
  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         int nb_ch;         /**< number of channels for the input */
  44     } *in;
  45 } AMergeContext;
  46
  47 #define OFFSET(x) offsetof(AMergeContext, x)
  48 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  49
  50 static const AVOption amerge_options[] = {
  51     { "inputs", "specify the number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
  52       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 1, SWR_CH_MAX, FLAGS },
  53     { NULL }
  54 };
  55
  56 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amerge);
  57
  58 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  59 {
  60     AMergeContext *s = ctx->priv;
  61
  62     av_freep(&s->in);
  63     for (unsigned i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++)
  64         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
  65 }
  66
  67 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  68 {
  69     static const enum AVSampleFormat packed_sample_fmts[] = {
  70         AV_SAMPLE_FMT_U8,
  71         AV_SAMPLE_FMT_S16,
  72         AV_SAMPLE_FMT_S32,
  73         AV_SAMPLE_FMT_FLT,
  74         AV_SAMPLE_FMT_DBL,
  75         AV_SAMPLE_FMT_NONE
  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]->incfg.channel_layouts ||
  85             !ctx->inputs[i]->incfg.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]->incfg.channel_layouts->channel_layouts[0];
  91         if (ctx->inputs[i]->incfg.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 = FF_LAYOUT2COUNT(inlayout[i]);
  97         if (s->in[i].nb_ch) {
  98             overlap++;
  99         } else {
 100             s->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
 101             if (outlayout & inlayout[i])
 102                 overlap++;
 103             outlayout |= inlayout[i];
 104         }
 105         nb_ch += s->in[i].nb_ch;
 106     }
 107     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
 108         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
 109         return AVERROR(EINVAL);
 110     }
 111     if (overlap) {
 112         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 113                "Input channel layouts overlap: "
 114                "output layout will be determined by the number of distinct input channels\n");
 115         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
 116             s->route[i] = i;
 117         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
 118         if (!outlayout && nb_ch)
 119             outlayout = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL >> (64 - nb_ch);
 120     } else {
 121         int *route[SWR_CH_MAX];
 122         int c, out_ch_number = 0;
 123
 124         route[0] = s->route;
 125         for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++)
 126             route[i] = route[i - 1] + s->in[i - 1].nb_ch;
 127         for (c = 0; c < 64; c++)
 128             for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++)
 129                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
 130                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
 131     }
 132     formats = ff_make_format_list(packed_sample_fmts);
 133     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, formats)) < 0)
 134         return ret;
 135     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 136         layouts = NULL;
 137         if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i])) < 0)
 138             return ret;
 139         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->outcfg.channel_layouts)) < 0)
 140             return ret;
 141     }
 142     layouts = NULL;
 143     if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout)) < 0)
 144         return ret;
 145     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->incfg.channel_layouts)) < 0)
 146         return ret;
 147
 148     return ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
 149 }
 150
 151 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 152 {
 153     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 154     AMergeContext *s = ctx->priv;
 155     AVBPrint bp;
 156     int i;
 157
 158     for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
 159         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
 160             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 161                    "Inputs must have the same sample rate "
 162                    "%d for in%d vs %d\n",
 163                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
 164             return AVERROR(EINVAL);
 165         }
 166     }
 167     s->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 168     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 169     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 170
 171     av_bprint_init(&bp, 0, AV_BPRINT_SIZE_AUTOMATIC);
 172     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 173         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
 174         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
 175     }
 176     av_bprintf(&bp, " -> out:");
 177     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
 178     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", bp.str);
 179
 180     return 0;
 181 }
 182
 183 /**
 184  * Copy samples from several input streams to one output stream.
 185  * @param nb_inputs number of inputs
 186  * @param in        inputs; used only for the nb_ch field;
 187  * @param route     routing values;
 188  *                  input channel i goes to output channel route[i];
 189  *                  i <  in[0].nb_ch are the channels from the first output;
 190  *                  i >= in[0].nb_ch are the channels from the second output
 191  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
 192  *                  will be left at the end of the copied samples
 193  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
 194  *                  must point to a buffer big enough;
 195  *                  will be left at the end of the copied samples
 196  * @param ns        number of samples to copy
 197  * @param bps       bytes per sample
 198  */
 199 static inline void copy_samples(int nb_inputs, struct amerge_input in[],
 200                                 int *route, uint8_t *ins[],
 201                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
 202 {
 203     int *route_cur;
 204     int i, c, nb_ch = 0;
 205
 206     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 207         nb_ch += in[i].nb_ch;
 208     while (ns--) {
 209         route_cur = route;
 210         for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 211             for (c = 0; c < in[i].nb_ch; c++) {
 212                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
 213                 ins[i] += bps;
 214             }
 215         }
 216         *outs += nb_ch * bps;
 217     }
 218 }
 219
 220 static void free_frames(int nb_inputs, AVFrame **input_frames)
 221 {
 222     int i;
 223     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 224         av_frame_free(&input_frames[i]);
 225 }
 226
 227 static int try_push_frame(AVFilterContext *ctx, int nb_samples)
 228 {
 229     AMergeContext *s = ctx->priv;
 230     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 231     int i, ret;
 232     AVFrame *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX] = { NULL };
 233     uint8_t *outs, *ins[SWR_CH_MAX];
 234
 235     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 236         ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[i], nb_samples, nb_samples, &inbuf[i]);
 237         if (ret < 0) {
 238             free_frames(i, inbuf);
 239             return ret;
 240         }
 241         ins[i] = inbuf[i]->data[0];
 242     }
 243
 244     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], nb_samples);
 245     if (!outbuf) {
 246         free_frames(s->nb_inputs, inbuf);
 247         return AVERROR(ENOMEM);
 248     }
 249
 250     outs = outbuf->data[0];
 251     outbuf->pts = inbuf[0]->pts;
 252
 253     outbuf->nb_samples     = nb_samples;
 254     outbuf->channel_layout = outlink->channel_layout;
 255     outbuf->channels       = outlink->channels;
 256
 257     while (nb_samples) {
 258         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 259            +~13% overall (including two common decoders) */
 260         switch (s->bps) {
 261             case 1:
 262                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 1);
 263                 break;
 264             case 2:
 265                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 2);
 266                 break;
 267             case 4:
 268                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 4);
 269                 break;
 270             default:
 271                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, s->bps);
 272                 break;
 273         }
 274
 275         nb_samples = 0;
 276     }
 277
 278     free_frames(s->nb_inputs, inbuf);
 279     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], outbuf);
 280 }
 281
 282 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 283 {
 284     int i, status;
 285     int ret, nb_samples;
 286     int64_t pts;
 287
 288     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[0], ctx);
 289
 290     nb_samples = ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[0]);
 291     for (i = 1; i < ctx->nb_inputs && nb_samples > 0; i++) {
 292         nb_samples = FFMIN(ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[i]), nb_samples);
 293     }
 294
 295     if (nb_samples) {
 296         ret = try_push_frame(ctx, nb_samples);
 297         if (ret < 0)
 298             return ret;
 299     }
 300
 301     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 302         if (ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[i]))
 303             continue;
 304
 305         if (ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[i], &status, &pts)) {
 306             ff_outlink_set_status(ctx->outputs[0], status, pts);
 307             return 0;
 308         } else if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0])) {
 309             ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[i]);
 310             return 0;
 311         }
 312     }
 313
 314     return 0;
 315 }
 316
 317 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 318 {
 319     AMergeContext *s = ctx->priv;
 320     int i, ret;
 321
 322     s->in = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->in));
 323     if (!s->in)
 324         return AVERROR(ENOMEM);
 325     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 326         char *name = av_asprintf("in%d", i);
 327         AVFilterPad pad = {
 328             .name             = name,
 329             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 330         };
 331         if (!name)
 332             return AVERROR(ENOMEM);
 333         if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, i, &pad)) < 0) {
 334             av_freep(&pad.name);
 335             return ret;
 336         }
 337     }
 338     return 0;
 339 }
 340
 341 static const AVFilterPad amerge_outputs[] = {
 342     {
 343         .name          = "default",
 344         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 345         .config_props  = config_output,
 346     },
 347     { NULL }
 348 };
 349
 350 const AVFilter ff_af_amerge = {
 351     .name          = "amerge",
 352     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two or more audio streams into "
 353                                           "a single multi-channel stream."),
 354     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 355     .init          = init,
 356     .uninit        = uninit,
 357     .query_formats = query_formats,
 358     .activate      = activate,
 359     .inputs        = NULL,
 360     .outputs       = amerge_outputs,
 361     .priv_class    = &amerge_class,
 362     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS,
 363 };