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/avstring.h"
  28 #include "libavutil/bprint.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30 #include "libswresample/swresample.h" // only for SWR_CH_MAX
  31 #include "avfilter.h"
  32 #include "audio.h"
  33 #include "bufferqueue.h"
  34 #include "internal.h"
  35
  36 typedef struct {
  37     const AVClass *class;
  38     int nb_inputs;
  39     int route[SWR_CH_MAX]; /**< channels routing, see copy_samples */
  40     int bps;
  41     struct amerge_input {
  42         struct FFBufQueue queue;
  43         int nb_ch;         /**< number of channels for the input */
  44         int nb_samples;
  45         int pos;
  46     } *in;
  47 } AMergeContext;
  48
  49 #define OFFSET(x) offsetof(AMergeContext, x)
  50 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  51
  52 static const AVOption amerge_options[] = {
  53     { "inputs", "specify the number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
  54       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 2, SWR_CH_MAX, FLAGS },
  55     {0}
  56 };
  57
  58 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amerge);
  59
  60 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  61 {
  62     AMergeContext *am = ctx->priv;
  63     int i;
  64
  65     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
  66         ff_bufqueue_discard_all(&am->in[i].queue);
  67         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
  68     }
  69     av_freep(&am->in);
  70 }
  71
  72 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  73 {
  74     AMergeContext *am = ctx->priv;
  75     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
  76     AVFilterFormats *formats;
  77     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  78     int i, overlap = 0, nb_ch = 0;
  79
  80     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
  81         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  82             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  83             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  84                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  85             return AVERROR(EINVAL);
  86         }
  87         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  88         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  89             char buf[256];
  90             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  91             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  92         }
  93         am->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
  94         if (outlayout & inlayout[i])
  95             overlap++;
  96         outlayout |= inlayout[i];
  97         nb_ch += am->in[i].nb_ch;
  98     }
  99     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
 100         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
 101         return AVERROR(EINVAL);
 102     }
 103     if (overlap) {
 104         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 105                "Input channel layouts overlap: "
 106                "output layout will be determined by the number of distinct input channels\n");
 107         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
 108             am->route[i] = i;
 109         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
 110         if (!outlayout)
 111             outlayout = ((int64_t)1 << nb_ch) - 1;
 112     } else {
 113         int *route[SWR_CH_MAX];
 114         int c, out_ch_number = 0;
 115
 116         route[0] = am->route;
 117         for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 118             route[i] = route[i - 1] + am->in[i - 1].nb_ch;
 119         for (c = 0; c < 64; c++)
 120             for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 121                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
 122                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
 123     }
 124     formats = ff_make_format_list(ff_packed_sample_fmts_array);
 125     ff_set_common_formats(ctx, formats);
 126     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 127         layouts = NULL;
 128         ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i]);
 129         ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts);
 130     }
 131     layouts = NULL;
 132     ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout);
 133     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts);
 134     ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
 135     return 0;
 136 }
 137
 138 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 139 {
 140     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 141     AMergeContext *am = ctx->priv;
 142     AVBPrint bp;
 143     int i;
 144
 145     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++) {
 146         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
 147             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 148                    "Inputs must have the same sample rate "
 149                    "%d for in%d vs %d\n",
 150                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
 151             return AVERROR(EINVAL);
 152         }
 153     }
 154     am->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 155     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 156     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 157
 158     av_bprint_init(&bp, 0, 1);
 159     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 160         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
 161         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
 162     }
 163     av_bprintf(&bp, " -> out:");
 164     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
 165     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", bp.str);
 166
 167     return 0;
 168 }
 169
 170 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 171 {
 172     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 173     AMergeContext *am = ctx->priv;
 174     int i, ret;
 175
 176     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 177         if (!am->in[i].nb_samples)
 178             if ((ret = ff_request_frame(ctx->inputs[i])) < 0)
 179                 return ret;
 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 int filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *insamples)
 221 {
 222     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 223     AMergeContext *am = ctx->priv;
 224     AVFilterLink *const outlink = ctx->outputs[0];
 225     int input_number;
 226     int nb_samples, ns, i;
 227     AVFilterBufferRef *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX];
 228     uint8_t *ins[SWR_CH_MAX], *outs;
 229
 230     for (input_number = 0; input_number < am->nb_inputs; input_number++)
 231         if (inlink == ctx->inputs[input_number])
 232             break;
 233     av_assert1(input_number < am->nb_inputs);
 234     ff_bufqueue_add(ctx, &am->in[input_number].queue, insamples);
 235     am->in[input_number].nb_samples += insamples->audio->nb_samples;
 236     nb_samples = am->in[0].nb_samples;
 237     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 238         nb_samples = FFMIN(nb_samples, am->in[i].nb_samples);
 239     if (!nb_samples)
 240         return 0;
 241
 242     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE, nb_samples);
 243     outs = outbuf->data[0];
 244     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 245         inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 246         ins[i] = inbuf[i]->data[0] +
 247                  am->in[i].pos * am->in[i].nb_ch * am->bps;
 248     }
 249     avfilter_copy_buffer_ref_props(outbuf, inbuf[0]);
 250     outbuf->pts = inbuf[0]->pts == AV_NOPTS_VALUE ? AV_NOPTS_VALUE :
 251                   inbuf[0]->pts +
 252                   av_rescale_q(am->in[0].pos,
 253                                (AVRational){ 1, ctx->inputs[0]->sample_rate },
 254                                ctx->outputs[0]->time_base);
 255
 256     outbuf->audio->nb_samples     = nb_samples;
 257     outbuf->audio->channel_layout = outlink->channel_layout;
 258
 259     while (nb_samples) {
 260         ns = nb_samples;
 261         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 262             ns = FFMIN(ns, inbuf[i]->audio->nb_samples - am->in[i].pos);
 263         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 264            +~13% overall (including two common decoders) */
 265         switch (am->bps) {
 266             case 1:
 267                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 1);
 268                 break;
 269             case 2:
 270                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 2);
 271                 break;
 272             case 4:
 273                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 4);
 274                 break;
 275             default:
 276                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, am->bps);
 277                 break;
 278         }
 279
 280         nb_samples -= ns;
 281         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 282             am->in[i].nb_samples -= ns;
 283             am->in[i].pos += ns;
 284             if (am->in[i].pos == inbuf[i]->audio->nb_samples) {
 285                 am->in[i].pos = 0;
 286                 avfilter_unref_buffer(inbuf[i]);
 287                 ff_bufqueue_get(&am->in[i].queue);
 288                 inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 289                 ins[i] = inbuf[i] ? inbuf[i]->data[0] : NULL;
 290             }
 291         }
 292     }
 293     return ff_filter_samples(ctx->outputs[0], outbuf);
 294 }
 295
 296 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 297 {
 298     AMergeContext *am = ctx->priv;
 299     int ret, i;
 300
 301     am->class = &amerge_class;
 302     av_opt_set_defaults(am);
 303     ret = av_set_options_string(am, args, "=", ":");
 304     if (ret < 0) {
 305         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options: '%s'\n", args);
 306         return ret;
 307     }
 308     am->in = av_calloc(am->nb_inputs, sizeof(*am->in));
 309     if (!am->in)
 310         return AVERROR(ENOMEM);
 311     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 312         char *name = av_asprintf("in%d", i);
 313         AVFilterPad pad = {
 314             .name             = name,
 315             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 316             .filter_samples   = filter_samples,
 317             .min_perms        = AV_PERM_READ | AV_PERM_PRESERVE,
 318         };
 319         if (!name)
 320             return AVERROR(ENOMEM);
 321         ff_insert_inpad(ctx, i, &pad);
 322     }
 323     return 0;
 324 }
 325
 326 AVFilter avfilter_af_amerge = {
 327     .name          = "amerge",
 328     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two audio streams into "
 329                                           "a single multi-channel stream."),
 330     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 331     .init          = init,
 332     .uninit        = uninit,
 333     .query_formats = query_formats,
 334
 335     .inputs    = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 336     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {
 337         { .name             = "default",
 338           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 339           .config_props     = config_output,
 340           .request_frame    = request_frame, },
 341         { .name = NULL }
 342     },
 343     .priv_class = &amerge_class,
 344 };