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 #define FF_INTERNAL_FIELDS 1
  27 #include "framequeue.h"
  28
  29 #include "libavutil/avstring.h"
  30 #include "libavutil/bprint.h"
  31 #include "libavutil/channel_layout.h"
  32 #include "libavutil/opt.h"
  33 #include "avfilter.h"
  34 #include "filters.h"
  35 #include "audio.h"
  36 #include "internal.h"
  37
  38 #define SWR_CH_MAX 64
  39
  40 typedef struct AMergeContext {
  41     const AVClass *class;
  42     int nb_inputs;
  43     int route[SWR_CH_MAX]; /**< channels routing, see copy_samples */
  44     int bps;
  45     struct amerge_input {
  46         int nb_ch;         /**< number of channels for the input */
  47     } *in;
  48 } AMergeContext;
  49
  50 #define OFFSET(x) offsetof(AMergeContext, x)
  51 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  52
  53 static const AVOption amerge_options[] = {
  54     { "inputs", "specify the number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
  55       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 1, SWR_CH_MAX, FLAGS },
  56     { NULL }
  57 };
  58
  59 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amerge);
  60
  61 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  62 {
  63     AMergeContext *s = ctx->priv;
  64     int i;
  65
  66     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  67         if (ctx->input_pads)
  68             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
  69     }
  70     av_freep(&s->in);
  71 }
  72
  73 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  74 {
  75     AMergeContext *s = ctx->priv;
  76     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
  77     AVFilterFormats *formats;
  78     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  79     int i, ret, overlap = 0, nb_ch = 0;
  80
  81     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
  82         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  83             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  84             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
  85                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  86             return AVERROR(EAGAIN);
  87         }
  88         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  89         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  90             char buf[256];
  91             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  92             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  93         }
  94         s->in[i].nb_ch = FF_LAYOUT2COUNT(inlayout[i]);
  95         if (s->in[i].nb_ch) {
  96             overlap++;
  97         } else {
  98             s->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
  99             if (outlayout & inlayout[i])
 100                 overlap++;
 101             outlayout |= inlayout[i];
 102         }
 103         nb_ch += s->in[i].nb_ch;
 104     }
 105     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
 106         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
 107         return AVERROR(EINVAL);
 108     }
 109     if (overlap) {
 110         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 111                "Input channel layouts overlap: "
 112                "output layout will be determined by the number of distinct input channels\n");
 113         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
 114             s->route[i] = i;
 115         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
 116         if (!outlayout && nb_ch)
 117             outlayout = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL >> (64 - nb_ch);
 118     } else {
 119         int *route[SWR_CH_MAX];
 120         int c, out_ch_number = 0;
 121
 122         route[0] = s->route;
 123         for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++)
 124             route[i] = route[i - 1] + s->in[i - 1].nb_ch;
 125         for (c = 0; c < 64; c++)
 126             for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++)
 127                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
 128                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
 129     }
 130     formats = ff_make_format_list(ff_packed_sample_fmts_array);
 131     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, formats)) < 0)
 132         return ret;
 133     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 134         layouts = NULL;
 135         if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i])) < 0)
 136             return ret;
 137         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts)) < 0)
 138             return ret;
 139     }
 140     layouts = NULL;
 141     if ((ret = ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout)) < 0)
 142         return ret;
 143     if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts)) < 0)
 144         return ret;
 145
 146     return ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
 147 }
 148
 149 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 150 {
 151     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 152     AMergeContext *s = ctx->priv;
 153     AVBPrint bp;
 154     int i;
 155
 156     for (i = 1; i < s->nb_inputs; i++) {
 157         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
 158             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 159                    "Inputs must have the same sample rate "
 160                    "%d for in%d vs %d\n",
 161                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
 162             return AVERROR(EINVAL);
 163         }
 164     }
 165     s->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 166     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 167     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 168
 169     av_bprint_init(&bp, 0, AV_BPRINT_SIZE_AUTOMATIC);
 170     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 171         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
 172         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
 173     }
 174     av_bprintf(&bp, " -> out:");
 175     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
 176     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", bp.str);
 177
 178     return 0;
 179 }
 180
 181 /**
 182  * Copy samples from several input streams to one output stream.
 183  * @param nb_inputs number of inputs
 184  * @param in        inputs; used only for the nb_ch field;
 185  * @param route     routing values;
 186  *                  input channel i goes to output channel route[i];
 187  *                  i <  in[0].nb_ch are the channels from the first output;
 188  *                  i >= in[0].nb_ch are the channels from the second output
 189  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
 190  *                  will be left at the end of the copied samples
 191  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
 192  *                  must point to a buffer big enough;
 193  *                  will be left at the end of the copied samples
 194  * @param ns        number of samples to copy
 195  * @param bps       bytes per sample
 196  */
 197 static inline void copy_samples(int nb_inputs, struct amerge_input in[],
 198                                 int *route, uint8_t *ins[],
 199                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
 200 {
 201     int *route_cur;
 202     int i, c, nb_ch = 0;
 203
 204     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 205         nb_ch += in[i].nb_ch;
 206     while (ns--) {
 207         route_cur = route;
 208         for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 209             for (c = 0; c < in[i].nb_ch; c++) {
 210                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
 211                 ins[i] += bps;
 212             }
 213         }
 214         *outs += nb_ch * bps;
 215     }
 216 }
 217
 218 static void free_frames(int nb_inputs, AVFrame **input_frames)
 219 {
 220     int i;
 221     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 222         av_frame_free(&input_frames[i]);
 223 }
 224
 225 static int try_push_frame(AVFilterContext *ctx, int nb_samples)
 226 {
 227     AMergeContext *s = ctx->priv;
 228     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 229     int i, ret;
 230     AVFrame *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX] = { NULL };
 231     uint8_t *outs, *ins[SWR_CH_MAX];
 232
 233     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 234         ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[i], nb_samples, nb_samples, &inbuf[i]);
 235         if (ret < 0) {
 236             free_frames(i, inbuf);
 237             return ret;
 238         }
 239         ins[i] = inbuf[i]->data[0];
 240     }
 241
 242     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], nb_samples);
 243     if (!outbuf) {
 244         free_frames(s->nb_inputs, inbuf);
 245         return AVERROR(ENOMEM);
 246     }
 247
 248     outs = outbuf->data[0];
 249     outbuf->pts = inbuf[0]->pts;
 250
 251     outbuf->nb_samples     = nb_samples;
 252     outbuf->channel_layout = outlink->channel_layout;
 253     outbuf->channels       = outlink->channels;
 254
 255     while (nb_samples) {
 256         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 257            +~13% overall (including two common decoders) */
 258         switch (s->bps) {
 259             case 1:
 260                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 1);
 261                 break;
 262             case 2:
 263                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 2);
 264                 break;
 265             case 4:
 266                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, 4);
 267                 break;
 268             default:
 269                 copy_samples(s->nb_inputs, s->in, s->route, ins, &outs, nb_samples, s->bps);
 270                 break;
 271         }
 272
 273         nb_samples = 0;
 274     }
 275
 276     free_frames(s->nb_inputs, inbuf);
 277     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], outbuf);
 278 }
 279
 280 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 281 {
 282     int i, status;
 283     int ret, nb_samples;
 284     int64_t pts;
 285
 286     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[0], ctx);
 287
 288     nb_samples = ff_framequeue_queued_samples(&ctx->inputs[0]->fifo);
 289     for (i = 1; i < ctx->nb_inputs && nb_samples > 0; i++) {
 290         nb_samples = FFMIN(ff_framequeue_queued_samples(&ctx->inputs[i]->fifo), nb_samples);
 291     }
 292
 293     if (nb_samples) {
 294         ret = try_push_frame(ctx, nb_samples);
 295         if (ret < 0)
 296             return ret;
 297     }
 298
 299     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 300         if (ff_framequeue_queued_samples(&ctx->inputs[i]->fifo))
 301             continue;
 302
 303         if (ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[i], &status, &pts)) {
 304             ff_outlink_set_status(ctx->outputs[0], status, pts);
 305             return 0;
 306         } else if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0])) {
 307             ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[i]);
 308             return 0;
 309         }
 310     }
 311
 312     return 0;
 313 }
 314
 315 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 316 {
 317     AMergeContext *s = ctx->priv;
 318     int i, ret;
 319
 320     s->in = av_calloc(s->nb_inputs, sizeof(*s->in));
 321     if (!s->in)
 322         return AVERROR(ENOMEM);
 323     for (i = 0; i < s->nb_inputs; i++) {
 324         char *name = av_asprintf("in%d", i);
 325         AVFilterPad pad = {
 326             .name             = name,
 327             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 328         };
 329         if (!name)
 330             return AVERROR(ENOMEM);
 331         if ((ret = ff_insert_inpad(ctx, i, &pad)) < 0) {
 332             av_freep(&pad.name);
 333             return ret;
 334         }
 335     }
 336     return 0;
 337 }
 338
 339 static const AVFilterPad amerge_outputs[] = {
 340     {
 341         .name          = "default",
 342         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 343         .config_props  = config_output,
 344     },
 345     { NULL }
 346 };
 347
 348 AVFilter ff_af_amerge = {
 349     .name          = "amerge",
 350     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two or more audio streams into "
 351                                           "a single multi-channel stream."),
 352     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 353     .init          = init,
 354     .uninit        = uninit,
 355     .query_formats = query_formats,
 356     .activate      = activate,
 357     .inputs        = NULL,
 358     .outputs       = amerge_outputs,
 359     .priv_class    = &amerge_class,
 360     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS,
 361 };