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     int i;
  62
  63     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  64         if (ctx->input_pads)
  65             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
  66     }
  67     av_freep(&s->in);
  68 }
  69
  70 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  71 {
  72     static const enum AVSampleFormat packed_sample_fmts[] = {
  73         AV_SAMPLE_FMT_U8,
  74         AV_SAMPLE_FMT_S16,
  75         AV_SAMPLE_FMT_S32,
  76         AV_SAMPLE_FMT_FLT,
  77         AV_SAMPLE_FMT_DBL,
  78         AV_SAMPLE_FMT_NONE
  79     };
  80     AMergeContext *s = ctx->priv;
  81     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
  82     AVFilterFormats *formats;
  83     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  84     int i, ret, overlap = 0, nb_ch = 0;
  85
  86     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  87         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  88             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  89             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
  90                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  91             return AVERROR(EAGAIN);
  92         }
  93         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  94         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  95             char buf[256];
  96             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  97             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  98         }
  99         s->in[i].nb_ch = FF_LAYOUT2COUNT(inlayout[i]);
 100         if (s->in[i].nb_ch) {
 101             overlap++;
 102         } else {
 103             s->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
 104             if (outlayout & inlayout[i])
 105                 overlap++;
 106             outlayout |= inlayout[i];
 107         }
 108         nb_ch += s->in[i].nb_ch;
 109     }
 110     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
 111         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
 112         return AVERROR(EINVAL);
 113     }
 114     if (overlap) {
 115         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 116                "Input channel layouts overlap: "
 117                "output layout will be determined by the number of distinct input channels\n");
 118         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
 119             s->route[i] = i;
 120         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
 121         if (!outlayout && nb_ch)
 122             outlayout = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL >> (64 - nb_ch);
 123     } else {
 124         int *route[SWR_CH_MAX];
 125         int c, out_ch_number = 0;
 126
 127         route[0] = s->route;
 128         for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++)
 129             route[i] = route[i - 1] + s->in[i - 1].nb_ch;
 130         for (c = 0; c < 64; c++)
 131             for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++)
 132                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
 133                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
 134     }
 135     formats = ff_make_format_list(packed_sample_fmts);
 136     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, formats)) < 0)
 137         return ret;
 138     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 139         layouts = NULL;
 140         if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i])) < 0)
 141             return ret;
 142         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts)) < 0)
 143             return ret;
 144     }
 145     layouts = NULL;
 146     if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout)) < 0)
 147         return ret;
 148     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts)) < 0)
 149         return ret;
 150
 151     return ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
 152 }
 153
 154 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 155 {
 156     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 157     AMergeContext *s = ctx->priv;
 158     AVBPrint bp;
 159     int i;
 160
 161     for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
 162         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
 163             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 164                    "Inputs must have the same sample rate "
 165                    "%d for in%d vs %d\n",
 166                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
 167             return AVERROR(EINVAL);
 168         }
 169     }
 170     s->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 171     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 172     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 173
 174     av_bprint_init(&bp, 0, AV_BPRINT_SIZE_AUTOMATIC);
 175     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 176         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
 177         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
 178     }
 179     av_bprintf(&bp, " -> out:");
 180     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
 181     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", bp.str);
 182
 183     return 0;
 184 }
 185
 186 /**
 187  * Copy samples from several input streams to one output stream.
 188  * @param nb_inputs number of inputs
 189  * @param in        inputs; used only for the nb_ch field;
 190  * @param route     routing values;
 191  *                  input channel i goes to output channel route[i];
 192  *                  i <  in[0].nb_ch are the channels from the first output;
 193  *                  i >= in[0].nb_ch are the channels from the second output
 194  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
 195  *                  will be left at the end of the copied samples
 196  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
 197  *                  must point to a buffer big enough;
 198  *                  will be left at the end of the copied samples
 199  * @param ns        number of samples to copy
 200  * @param bps       bytes per sample
 201  */
 202 static inline void copy_samples(int nb_inputs, struct amerge_input in[],
 203                                 int *route, uint8_t *ins[],
 204                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
 205 {
 206     int *route_cur;
 207     int i, c, nb_ch = 0;
 208
 209     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 210         nb_ch += in[i].nb_ch;
 211     while (ns--) {
 212         route_cur = route;
 213         for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 214             for (c = 0; c < in[i].nb_ch; c++) {
 215                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
 216                 ins[i] += bps;
 217             }
 218         }
 219         *outs += nb_ch * bps;
 220     }
 221 }
 222
 223 static void free_frames(int nb_inputs, AVFrame **input_frames)
 224 {
 225     int i;
 226     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 227         av_frame_free(&input_frames[i]);
 228 }
 229
 230 static int try_push_frame(AVFilterContext *ctx, int nb_samples)
 231 {
 232     AMergeContext *s = ctx->priv;
 233     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 234     int i, ret;
 235     AVFrame *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX] = { NULL };
 236     uint8_t *outs, *ins[SWR_CH_MAX];
 237
 238     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 239         ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[i], nb_samples, nb_samples, &inbuf[i]);
 240         if (ret < 0) {
 241             free_frames(i, inbuf);
 242             return ret;
 243         }
 244         ins[i] = inbuf[i]->data[0];
 245     }
 246
 247     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], nb_samples);
 248     if (!outbuf) {
 249         free_frames(s->nb_inputs, inbuf);
 250         return AVERROR(ENOMEM);
 251     }
 252
 253     outs = outbuf->data[0];
 254     outbuf->pts = inbuf[0]->pts;
 255
 256     outbuf->nb_samples     = nb_samples;
 257     outbuf->channel_layout = outlink->channel_layout;
 258     outbuf->channels       = outlink->channels;
 259
 260     while (nb_samples) {
 261         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 262            +~13% overall (including two common decoders) */
 263         switch (s->bps) {
 264             case 1:
 265                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 1);
 266                 break;
 267             case 2:
 268                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 2);
 269                 break;
 270             case 4:
 271                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 4);
 272                 break;
 273             default:
 274                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, s->bps);
 275                 break;
 276         }
 277
 278         nb_samples = 0;
 279     }
 280
 281     free_frames(s->nb_inputs, inbuf);
 282     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], outbuf);
 283 }
 284
 285 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 286 {
 287     int i, status;
 288     int ret, nb_samples;
 289     int64_t pts;
 290
 291     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[0], ctx);
 292
 293     nb_samples = ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[0]);
 294     for (i = 1; i < ctx->nb_inputs && nb_samples > 0; i++) {
 295         nb_samples = FFMIN(ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[i]), nb_samples);
 296     }
 297
 298     if (nb_samples) {
 299         ret = try_push_frame(ctx, nb_samples);
 300         if (ret < 0)
 301             return ret;
 302     }
 303
 304     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 305         if (ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[i]))
 306             continue;
 307
 308         if (ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[i], &status, &pts)) {
 309             ff_outlink_set_status(ctx->outputs[0], status, pts);
 310             return 0;
 311         } else if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0])) {
 312             ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[i]);
 313             return 0;
 314         }
 315     }
 316
 317     return 0;
 318 }
 319
 320 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 321 {
 322     AMergeContext *s = ctx->priv;
 323     int i, ret;
 324
 325     s->in = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->in));
 326     if (!s->in)
 327         return AVERROR(ENOMEM);
 328     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 329         char *name = av_asprintf("in%d", i);
 330         AVFilterPad pad = {
 331             .name             = name,
 332             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 333         };
 334         if (!name)
 335             return AVERROR(ENOMEM);
 336         if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, i, &pad)) < 0) {
 337             av_freep(&pad.name);
 338             return ret;
 339         }
 340     }
 341     return 0;
 342 }
 343
 344 static const AVFilterPad amerge_outputs[] = {
 345     {
 346         .name          = "default",
 347         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 348         .config_props  = config_output,
 349     },
 350     { NULL }
 351 };
 352
 353 AVFilter ff_af_amerge = {
 354     .name          = "amerge",
 355     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two or more audio streams into "
 356                                           "a single multi-channel stream."),
 357     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 358     .init          = init,
 359     .uninit        = uninit,
 360     .query_formats = query_formats,
 361     .activate      = activate,
 362     .inputs        = NULL,
 363     .outputs       = amerge_outputs,
 364     .priv_class    = &amerge_class,
 365     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS,
 366 };