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 static const AVClass amerge_class = {
  56     .class_name = "AMergeContext",
  57     .item_name  = av_default_item_name,
  58     .option     = amerge_options,
  59 };
  60
  61 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  62 {
  63     AMergeContext *am = ctx->priv;
  64     int i;
  65
  66     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
  67         ff_bufqueue_discard_all(&am->in[i].queue);
  68     av_freep(&am->in);
  69 }
  70
  71 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  72 {
  73     AMergeContext *am = ctx->priv;
  74     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
  75     AVFilterFormats *formats;
  76     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  77     int i, overlap = 0, nb_ch = 0;
  78
  79     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
  80         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  81             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  82             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
  83                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  84             return AVERROR(EINVAL);
  85         }
  86         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  87         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  88             char buf[256];
  89             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  90             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  91         }
  92         am->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
  93         if (outlayout & inlayout[i])
  94             overlap++;
  95         outlayout |= inlayout[i];
  96         nb_ch += am->in[i].nb_ch;
  97     }
  98     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
  99         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
 100         return AVERROR(EINVAL);
 101     }
 102     if (overlap) {
 103         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 104                "Inputs overlap: output layout will be meaningless\n");
 105         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
 106             am->route[i] = i;
 107         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
 108         if (!outlayout)
 109             outlayout = ((int64_t)1 << nb_ch) - 1;
 110     } else {
 111         int *route[SWR_CH_MAX];
 112         int c, out_ch_number = 0;
 113
 114         route[0] = am->route;
 115         for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 116             route[i] = route[i - 1] + am->in[i - 1].nb_ch;
 117         for (c = 0; c < 64; c++)
 118             for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 119                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
 120                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
 121     }
 122     formats = avfilter_make_format_list(ff_packed_sample_fmts_array);
 123     avfilter_set_common_sample_formats(ctx, formats);
 124     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 125         layouts = NULL;
 126         ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i]);
 127         ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts);
 128     }
 129     layouts = NULL;
 130     ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout);
 131     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts);
 132     ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
 133     return 0;
 134 }
 135
 136 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 137 {
 138     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 139     AMergeContext *am = ctx->priv;
 140     AVBPrint bp;
 141     int i;
 142
 143     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++) {
 144         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
 145             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 146                    "Inputs must have the same sample rate "
 147                    "(%"PRIi64" for in%d vs %"PRIi64")\n",
 148                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
 149             return AVERROR(EINVAL);
 150         }
 151     }
 152     am->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 153     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 154     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 155
 156     av_bprint_init(&bp, 0, 1);
 157     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 158         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
 159         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
 160     }
 161     av_bprintf(&bp, " -> out:");
 162     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
 163     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "%s\n", bp.str);
 164
 165     return 0;
 166 }
 167
 168 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 169 {
 170     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 171     AMergeContext *am = ctx->priv;
 172     int i, ret;
 173
 174     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 175         if (!am->in[i].nb_samples)
 176             if ((ret = avfilter_request_frame(ctx->inputs[i])) < 0)
 177                 return ret;
 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 filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *insamples)
 219 {
 220     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 221     AMergeContext *am = ctx->priv;
 222     AVFilterLink *const outlink = ctx->outputs[0];
 223     int input_number;
 224     int nb_samples, ns, i;
 225     AVFilterBufferRef *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX];
 226     uint8_t *ins[SWR_CH_MAX], *outs;
 227
 228     for (input_number = 0; input_number < am->nb_inputs; input_number++)
 229         if (inlink == ctx->inputs[input_number])
 230             break;
 231     av_assert1(input_number < am->nb_inputs);
 232     ff_bufqueue_add(ctx, &am->in[input_number].queue, insamples);
 233     am->in[input_number].nb_samples += insamples->audio->nb_samples;
 234     nb_samples = am->in[0].nb_samples;
 235     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 236         nb_samples = FFMIN(nb_samples, am->in[i].nb_samples);
 237     if (!nb_samples)
 238         return;
 239
 240     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], AV_PERM_WRITE, nb_samples);
 241     outs = outbuf->data[0];
 242     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 243         inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 244         ins[i] = inbuf[i]->data[0] +
 245                  am->in[i].pos * am->in[i].nb_ch * am->bps;
 246     }
 247     outbuf->pts = inbuf[0]->pts == AV_NOPTS_VALUE ? AV_NOPTS_VALUE :
 248                   inbuf[0]->pts +
 249                   av_rescale_q(am->in[0].pos,
 250                                (AVRational){ 1, ctx->inputs[0]->sample_rate },
 251                                ctx->outputs[0]->time_base);
 252
 253     avfilter_copy_buffer_ref_props(outbuf, inbuf[0]);
 254     outbuf->audio->nb_samples     = nb_samples;
 255     outbuf->audio->channel_layout = outlink->channel_layout;
 256
 257     while (nb_samples) {
 258         ns = nb_samples;
 259         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 260             ns = FFMIN(ns, inbuf[i]->audio->nb_samples - am->in[i].pos);
 261         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 262            +~13% overall (including two common decoders) */
 263         switch (am->bps) {
 264             case 1:
 265                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 1);
 266                 break;
 267             case 2:
 268                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 2);
 269                 break;
 270             case 4:
 271                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 4);
 272                 break;
 273             default:
 274                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, am->bps);
 275                 break;
 276         }
 277
 278         nb_samples -= ns;
 279         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 280             am->in[i].nb_samples -= ns;
 281             am->in[i].pos += ns;
 282             if (am->in[i].pos == inbuf[i]->audio->nb_samples) {
 283                 am->in[i].pos = 0;
 284                 avfilter_unref_buffer(inbuf[i]);
 285                 ff_bufqueue_get(&am->in[i].queue);
 286                 inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 287                 ins[i] = inbuf[i] ? inbuf[i]->data[0] : NULL;
 288             }
 289         }
 290     }
 291     ff_filter_samples(ctx->outputs[0], outbuf);
 292 }
 293
 294 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
 295 {
 296     AMergeContext *am = ctx->priv;
 297     int ret, i;
 298     char name[16];
 299
 300     am->class = &amerge_class;
 301     av_opt_set_defaults(am);
 302     ret = av_set_options_string(am, args, "=", ":");
 303     if (ret < 0) {
 304         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options: '%s'\n", args);
 305         return ret;
 306     }
 307     am->in = av_calloc(am->nb_inputs, sizeof(*am->in));
 308     if (!am->in)
 309         return AVERROR(ENOMEM);
 310     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 311         AVFilterPad pad = {
 312             .name             = name,
 313             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 314             .filter_samples   = filter_samples,
 315             .min_perms        = AV_PERM_READ | AV_PERM_PRESERVE,
 316         };
 317         snprintf(name, sizeof(name), "in%d", i);
 318         avfilter_insert_inpad(ctx, i, &pad);
 319     }
 320     return 0;
 321 }
 322
 323 AVFilter avfilter_af_amerge = {
 324     .name          = "amerge",
 325     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two audio streams into "
 326                                           "a single multi-channel stream."),
 327     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 328     .init          = init,
 329     .uninit        = uninit,
 330     .query_formats = query_formats,
 331
 332     .inputs    = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 333     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {
 334         { .name             = "default",
 335           .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 336           .config_props     = config_output,
 337           .request_frame    = request_frame, },
 338         { .name = NULL }
 339     },
 340 };