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 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/bprint.h"
  27 #include "libavutil/opt.h"
  28 #include "libswresample/swresample.h" // only for SWR_CH_MAX
  29 #include "avfilter.h"
  30 #include "audio.h"
  31 #include "bufferqueue.h"
  32 #include "internal.h"
  33
  34 typedef struct {
  35     const AVClass *class;
  36     int nb_inputs;
  37     int route[SWR_CH_MAX]; /**< channels routing, see copy_samples */
  38     int bps;
  39     struct amerge_input {
  40         struct FFBufQueue queue;
  41         int nb_ch;         /**< number of channels for the input */
  42         int nb_samples;
  43         int pos;
  44     } *in;
  45 } AMergeContext;
  46
  47 #define OFFSET(x) offsetof(AMergeContext, x)
  48
  49 static const AVOption amerge_options[] = {
  50     { "inputs", "specify the number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
  51       AV_OPT_TYPE_INT, { .dbl = 2 }, 2, SWR_CH_MAX },
  52     {0}
  53 };
  54
  55 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amerge);
  56
  57 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  58 {
  59     AMergeContext *am = ctx->priv;
  60     int i;
  61
  62     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
  63         ff_bufqueue_discard_all(&am->in[i].queue);
  64     av_freep(&am->in);
  65 }
  66
  67 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  68 {
  69     AMergeContext *am = ctx->priv;
  70     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
  71     AVFilterFormats *formats;
  72     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  73     int i, overlap = 0, nb_ch = 0;
  74
  75     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
  76         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  77             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  78             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  79                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  80             return AVERROR(EINVAL);
  81         }
  82         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  83         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  84             char buf[256];
  85             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  86             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  87         }
  88         am->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
  89         if (outlayout & inlayout[i])
  90             overlap++;
  91         outlayout |= inlayout[i];
  92         nb_ch += am->in[i].nb_ch;
  93     }
  94     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
  95         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
  96         return AVERROR(EINVAL);
  97     }
  98     if (overlap) {
  99         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 100                "Inputs overlap: output layout will be meaningless\n");
 101         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
 102             am->route[i] = i;
 103         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
 104         if (!outlayout)
 105             outlayout = ((int64_t)1 << nb_ch) - 1;
 106     } else {
 107         int *route[SWR_CH_MAX];
 108         int c, out_ch_number = 0;
 109
 110         route[0] = am->route;
 111         for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 112             route[i] = route[i - 1] + am->in[i - 1].nb_ch;
 113         for (c = 0; c < 64; c++)
 114             for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 115                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
 116                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
 117     }
 118     formats = ff_make_format_list(ff_packed_sample_fmts_array);
 119     ff_set_common_formats(ctx, formats);
 120     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 121         layouts = NULL;
 122         ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i]);
 123         ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts);
 124     }
 125     layouts = NULL;
 126     ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout);
 127     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts);
 128     ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
 129     return 0;
 130 }
 131
 132 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 133 {
 134     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 135     AMergeContext *am = ctx->priv;
 136     AVBPrint bp;
 137     int i;
 138
 139     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++) {
 140         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
 141             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 142                    "Inputs must have the same sample rate "
 143                    "(%"PRIi64" for in%d vs %"PRIi64")\n",
 144                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
 145             return AVERROR(EINVAL);
 146         }
 147     }
 148     am->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 149     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 150     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 151
 152     av_bprint_init(&bp, 0, 1);
 153     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 154         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
 155         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
 156     }
 157     av_bprintf(&bp, " -> out:");
 158     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
 159     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", bp.str);
 160
 161     return 0;
 162 }
 163
 164 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 165 {
 166     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 167     AMergeContext *am = ctx->priv;
 168     int i, ret;
 169
 170     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 171         if (!am->in[i].nb_samples)
 172             if ((ret = ff_request_frame(ctx->inputs[i])) < 0)
 173                 return ret;
 174     return 0;
 175 }
 176
 177 /**
 178  * Copy samples from several input streams to one output stream.
 179  * @param nb_inputs number of inputs
 180  * @param in        inputs; used only for the nb_ch field;
 181  * @param route     routing values;
 182  *                  input channel i goes to output channel route[i];
 183  *                  i <  in[0].nb_ch are the channels from the first output;
 184  *                  i >= in[0].nb_ch are the channels from the second output
 185  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
 186  *                  will be left at the end of the copied samples
 187  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
 188  *                  must point to a buffer big enough;
 189  *                  will be left at the end of the copied samples
 190  * @param ns        number of samples to copy
 191  * @param bps       bytes per sample
 192  */
 193 static inline void copy_samples(int nb_inputs, struct amerge_input in[],
 194                                 int *route, uint8_t *ins[],
 195                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
 196 {
 197     int *route_cur;
 198     int i, c, nb_ch = 0;
 199
 200     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 201         nb_ch += in[i].nb_ch;
 202     while (ns--) {
 203         route_cur = route;
 204         for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 205             for (c = 0; c < in[i].nb_ch; c++) {
 206                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
 207                 ins[i] += bps;
 208             }
 209         }
 210         *outs += nb_ch * bps;
 211     }
 212 }
 213
 214 static void filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *insamples)
 215 {
 216     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 217     AMergeContext *am = ctx->priv;
 218     AVFilterLink *const outlink = ctx->outputs[0];
 219     int input_number;
 220     int nb_samples, ns, i;
 221     AVFilterBufferRef *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX];
 222     uint8_t *ins[SWR_CH_MAX], *outs;
 223
 224     for (input_number = 0; input_number < am->nb_inputs; input_number++)
 225         if (inlink == ctx->inputs[input_number])
 226             break;
 227     av_assert1(input_number < am->nb_inputs);
 228     ff_bufqueue_add(ctx, &am->in[input_number].queue, insamples);
 229     am->in[input_number].nb_samples += insamples->audio->nb_samples;
 230     nb_samples = am->in[0].nb_samples;
 231     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 232         nb_samples = FFMIN(nb_samples, am->in[i].nb_samples);
 233     if (!nb_samples)
 234         return;
 235
 236     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE, nb_samples);
 237     outs = outbuf->data[0];
 238     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 239         inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 240         ins[i] = inbuf[i]->data[0] +
 241                  am->in[i].pos * am->in[i].nb_ch * am->bps;
 242     }
 243     outbuf->pts = inbuf[0]->pts == AV_NOPTS_VALUE ? AV_NOPTS_VALUE :
 244                   inbuf[0]->pts +
 245                   av_rescale_q(am->in[0].pos,
 246                                (AVRational){ 1, ctx->inputs[0]->sample_rate },
 247                                ctx->outputs[0]->time_base);
 248
 249     avfilter_copy_buffer_ref_props(outbuf, inbuf[0]);
 250     outbuf->audio->nb_samples     = nb_samples;
 251     outbuf->audio->channel_layout = outlink->channel_layout;
 252
 253     while (nb_samples) {
 254         ns = nb_samples;
 255         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 256             ns = FFMIN(ns, inbuf[i]->audio->nb_samples - am->in[i].pos);
 257         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 258            +~13% overall (including two common decoders) */
 259         switch (am->bps) {
 260             case 1:
 261                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 1);
 262                 break;
 263             case 2:
 264                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 2);
 265                 break;
 266             case 4:
 267                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 4);
 268                 break;
 269             default:
 270                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, am->bps);
 271                 break;
 272         }
 273
 274         nb_samples -= ns;
 275         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 276             am->in[i].nb_samples -= ns;
 277             am->in[i].pos += ns;
 278             if (am->in[i].pos == inbuf[i]->audio->nb_samples) {
 279                 am->in[i].pos = 0;
 280                 avfilter_unref_buffer(inbuf[i]);
 281                 ff_bufqueue_get(&am->in[i].queue);
 282                 inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 283                 ins[i] = inbuf[i] ? inbuf[i]->data[0] : NULL;
 284             }
 285         }
 286     }
 287     ff_filter_samples(ctx->outputs[0], outbuf);
 288 }
 289
 290 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 291 {
 292     AMergeContext *am = ctx->priv;
 293     int ret, i;
 294     char name[16];
 295
 296     am->class = &amerge_class;
 297     av_opt_set_defaults(am);
 298     ret = av_set_options_string(am, args, "=", ":");
 299     if (ret < 0) {
 300         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options: '%s'\n", args);
 301         return ret;
 302     }
 303     am->in = av_calloc(am->nb_inputs, sizeof(*am->in));
 304     if (!am->in)
 305         return AVERROR(ENOMEM);
 306     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 307         AVFilterPad pad = {
 308             .name             = name,
 309             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 310             .filter_samples   = filter_samples,
 311             .min_perms        = AV_PERM_READ | AV_PERM_PRESERVE,
 312         };
 313         snprintf(name, sizeof(name), "in%d", i);
 314         ff_insert_inpad(ctx, i, &pad);
 315     }
 316     return 0;
 317 }
 318
 319 AVFilter avfilter_af_amerge = {
 320     .name          = "amerge",
 321     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two audio streams into "
 322                                           "a single multi-channel stream."),
 323     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 324     .init          = init,
 325     .uninit        = uninit,
 326     .query_formats = query_formats,
 327
 328     .inputs    = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 329     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {
 330         { .name             = "default",
 331           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 332           .config_props     = config_output,
 333           .request_frame    = request_frame, },
 334         { .name = NULL }
 335     },
 336 };