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/audioconvert.h"
  27 #include "libavutil/bprint.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29 #include "libswresample/swresample.h" // only for SWR_CH_MAX
  30 #include "avfilter.h"
  31 #include "audio.h"
  32 #include "bufferqueue.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 typedef struct {
  36     const AVClass *class;
  37     int nb_inputs;
  38     int route[SWR_CH_MAX]; /**< channels routing, see copy_samples */
  39     int bps;
  40     struct amerge_input {
  41         struct FFBufQueue queue;
  42         int nb_ch;         /**< number of channels for the input */
  43         int nb_samples;
  44         int pos;
  45     } *in;
  46 } AMergeContext;
  47
  48 #define OFFSET(x) offsetof(AMergeContext, x)
  49
  50 static const AVOption amerge_options[] = {
  51     { "inputs", "specify the number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
  52       AV_OPT_TYPE_INT, { .dbl = 2 }, 2, SWR_CH_MAX },
  53     {0}
  54 };
  55
  56 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amerge);
  57
  58 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  59 {
  60     AMergeContext *am = ctx->priv;
  61     int i;
  62
  63     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
  64         ff_bufqueue_discard_all(&am->in[i].queue);
  65     av_freep(&am->in);
  66 }
  67
  68 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  69 {
  70     AMergeContext *am = ctx->priv;
  71     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
  72     AVFilterFormats *formats;
  73     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  74     int i, overlap = 0, nb_ch = 0;
  75
  76     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
  77         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  78             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  79             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  80                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  81             return AVERROR(EINVAL);
  82         }
  83         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  84         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  85             char buf[256];
  86             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  87             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  88         }
  89         am->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
  90         if (outlayout & inlayout[i])
  91             overlap++;
  92         outlayout |= inlayout[i];
  93         nb_ch += am->in[i].nb_ch;
  94     }
  95     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
  96         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
  97         return AVERROR(EINVAL);
  98     }
  99     if (overlap) {
 100         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 101                "Inputs overlap: output layout will be meaningless\n");
 102         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
 103             am->route[i] = i;
 104         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
 105         if (!outlayout)
 106             outlayout = ((int64_t)1 << nb_ch) - 1;
 107     } else {
 108         int *route[SWR_CH_MAX];
 109         int c, out_ch_number = 0;
 110
 111         route[0] = am->route;
 112         for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 113             route[i] = route[i - 1] + am->in[i - 1].nb_ch;
 114         for (c = 0; c < 64; c++)
 115             for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 116                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
 117                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
 118     }
 119     formats = ff_make_format_list(ff_packed_sample_fmts_array);
 120     ff_set_common_formats(ctx, formats);
 121     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 122         layouts = NULL;
 123         ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i]);
 124         ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts);
 125     }
 126     layouts = NULL;
 127     ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout);
 128     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts);
 129     ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
 130     return 0;
 131 }
 132
 133 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 134 {
 135     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 136     AMergeContext *am = ctx->priv;
 137     AVBPrint bp;
 138     int i;
 139
 140     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++) {
 141         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
 142             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 143                    "Inputs must have the same sample rate "
 144                    "%d for in%d vs %d\n",
 145                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
 146             return AVERROR(EINVAL);
 147         }
 148     }
 149     am->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 150     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 151     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 152
 153     av_bprint_init(&bp, 0, 1);
 154     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 155         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
 156         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
 157     }
 158     av_bprintf(&bp, " -> out:");
 159     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
 160     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", bp.str);
 161
 162     return 0;
 163 }
 164
 165 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 166 {
 167     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 168     AMergeContext *am = ctx->priv;
 169     int i, ret;
 170
 171     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 172         if (!am->in[i].nb_samples)
 173             if ((ret = ff_request_frame(ctx->inputs[i])) < 0)
 174                 return ret;
 175     return 0;
 176 }
 177
 178 /**
 179  * Copy samples from several input streams to one output stream.
 180  * @param nb_inputs number of inputs
 181  * @param in        inputs; used only for the nb_ch field;
 182  * @param route     routing values;
 183  *                  input channel i goes to output channel route[i];
 184  *                  i <  in[0].nb_ch are the channels from the first output;
 185  *                  i >= in[0].nb_ch are the channels from the second output
 186  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
 187  *                  will be left at the end of the copied samples
 188  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
 189  *                  must point to a buffer big enough;
 190  *                  will be left at the end of the copied samples
 191  * @param ns        number of samples to copy
 192  * @param bps       bytes per sample
 193  */
 194 static inline void copy_samples(int nb_inputs, struct amerge_input in[],
 195                                 int *route, uint8_t *ins[],
 196                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
 197 {
 198     int *route_cur;
 199     int i, c, nb_ch = 0;
 200
 201     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 202         nb_ch += in[i].nb_ch;
 203     while (ns--) {
 204         route_cur = route;
 205         for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 206             for (c = 0; c < in[i].nb_ch; c++) {
 207                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
 208                 ins[i] += bps;
 209             }
 210         }
 211         *outs += nb_ch * bps;
 212     }
 213 }
 214
 215 static int filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *insamples)
 216 {
 217     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 218     AMergeContext *am = ctx->priv;
 219     AVFilterLink *const outlink = ctx->outputs[0];
 220     int input_number;
 221     int nb_samples, ns, i;
 222     AVFilterBufferRef *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX];
 223     uint8_t *ins[SWR_CH_MAX], *outs;
 224
 225     for (input_number = 0; input_number < am->nb_inputs; input_number++)
 226         if (inlink == ctx->inputs[input_number])
 227             break;
 228     av_assert1(input_number < am->nb_inputs);
 229     ff_bufqueue_add(ctx, &am->in[input_number].queue, insamples);
 230     am->in[input_number].nb_samples += insamples->audio->nb_samples;
 231     nb_samples = am->in[0].nb_samples;
 232     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 233         nb_samples = FFMIN(nb_samples, am->in[i].nb_samples);
 234     if (!nb_samples)
 235         return 0;
 236
 237     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE, nb_samples);
 238     outs = outbuf->data[0];
 239     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 240         inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 241         ins[i] = inbuf[i]->data[0] +
 242                  am->in[i].pos * am->in[i].nb_ch * am->bps;
 243     }
 244     avfilter_copy_buffer_ref_props(outbuf, inbuf[0]);
 245     outbuf->pts = inbuf[0]->pts == AV_NOPTS_VALUE ? AV_NOPTS_VALUE :
 246                   inbuf[0]->pts +
 247                   av_rescale_q(am->in[0].pos,
 248                                (AVRational){ 1, ctx->inputs[0]->sample_rate },
 249                                ctx->outputs[0]->time_base);
 250
 251     outbuf->audio->nb_samples     = nb_samples;
 252     outbuf->audio->channel_layout = outlink->channel_layout;
 253
 254     while (nb_samples) {
 255         ns = nb_samples;
 256         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 257             ns = FFMIN(ns, inbuf[i]->audio->nb_samples - am->in[i].pos);
 258         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 259            +~13% overall (including two common decoders) */
 260         switch (am->bps) {
 261             case 1:
 262                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 1);
 263                 break;
 264             case 2:
 265                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 2);
 266                 break;
 267             case 4:
 268                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 4);
 269                 break;
 270             default:
 271                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, am->bps);
 272                 break;
 273         }
 274
 275         nb_samples -= ns;
 276         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 277             am->in[i].nb_samples -= ns;
 278             am->in[i].pos += ns;
 279             if (am->in[i].pos == inbuf[i]->audio->nb_samples) {
 280                 am->in[i].pos = 0;
 281                 avfilter_unref_buffer(inbuf[i]);
 282                 ff_bufqueue_get(&am->in[i].queue);
 283                 inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 284                 ins[i] = inbuf[i] ? inbuf[i]->data[0] : NULL;
 285             }
 286         }
 287     }
 288     return ff_filter_samples(ctx->outputs[0], outbuf);
 289 }
 290
 291 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 292 {
 293     AMergeContext *am = ctx->priv;
 294     int ret, i;
 295     char name[16];
 296
 297     am->class = &amerge_class;
 298     av_opt_set_defaults(am);
 299     ret = av_set_options_string(am, args, "=", ":");
 300     if (ret < 0) {
 301         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options: '%s'\n", args);
 302         return ret;
 303     }
 304     am->in = av_calloc(am->nb_inputs, sizeof(*am->in));
 305     if (!am->in)
 306         return AVERROR(ENOMEM);
 307     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 308         AVFilterPad pad = {
 309             .name             = name,
 310             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 311             .filter_samples   = filter_samples,
 312             .min_perms        = AV_PERM_READ | AV_PERM_PRESERVE,
 313         };
 314         snprintf(name, sizeof(name), "in%d", i);
 315         ff_insert_inpad(ctx, i, &pad);
 316     }
 317     return 0;
 318 }
 319
 320 AVFilter avfilter_af_amerge = {
 321     .name          = "amerge",
 322     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two audio streams into "
 323                                           "a single multi-channel stream."),
 324     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 325     .init          = init,
 326     .uninit        = uninit,
 327     .query_formats = query_formats,
 328
 329     .inputs    = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 330     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {
 331         { .name             = "default",
 332           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 333           .config_props     = config_output,
 334           .request_frame    = request_frame, },
 335         { .name = NULL }
 336     },
 337 };