git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/avf_concat.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2012 Nicolas George
   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.
  14  * See the GNU Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  17  * along with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
  18  * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * concat audio-video filter
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/avassert.h"
  27 #include "libavutil/avstring.h"
  28 #include "libavutil/channel_layout.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30 #include "avfilter.h"
  31 #define FF_BUFQUEUE_SIZE 256
  32 #include "bufferqueue.h"
  33 #include "internal.h"
  34 #include "video.h"
  35 #include "audio.h"
  36
  37 #define TYPE_ALL 2
  38
  39 typedef struct {
  40     const AVClass *class;
  41     unsigned nb_streams[TYPE_ALL]; /**< number of out streams of each type */
  42     unsigned nb_segments;
  43     unsigned cur_idx; /**< index of the first input of current segment */
  44     int64_t delta_ts; /**< timestamp to add to produce output timestamps */
  45     unsigned nb_in_active; /**< number of active inputs in current segment */
  46     unsigned unsafe;
  47     struct concat_in {
  48         int64_t pts;
  49         int64_t nb_frames;
  50         unsigned eof;
  51         struct FFBufQueue queue;
  52     } *in;
  53 } ConcatContext;
  54
  55 #define OFFSET(x) offsetof(ConcatContext, x)
  56 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
  57 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  58 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  59
  60 static const AVOption concat_options[] = {
  61     { "n", "specify the number of segments", OFFSET(nb_segments),
  62       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 2, INT_MAX, V|A|F},
  63     { "v", "specify the number of video streams",
  64       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO]),
  65       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, INT_MAX, V|F },
  66     { "a", "specify the number of audio streams",
  67       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO]),
  68       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, A|F},
  69     { "unsafe", "enable unsafe mode",
  70       OFFSET(unsafe),
  71       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, A|A|F},
  72     { 0 }
  73 };
  74
  75 AVFILTER_DEFINE_CLASS(concat);
  76
  77 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  78 {
  79     ConcatContext *cat = ctx->priv;
  80     unsigned type, nb_str, idx0 = 0, idx, str, seg;
  81     AVFilterFormats *formats, *rates = NULL;
  82     AVFilterChannelLayouts *layouts = NULL;
  83
  84     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
  85         nb_str = cat->nb_streams[type];
  86         for (str = 0; str < nb_str; str++) {
  87             idx = idx0;
  88
  89             /* Set the output formats */
  90             formats = ff_all_formats(type);
  91             if (!formats)
  92                 return AVERROR(ENOMEM);
  93             ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[idx]->in_formats);
  94             if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
  95                 rates = ff_all_samplerates();
  96                 if (!rates)
  97                     return AVERROR(ENOMEM);
  98                 ff_formats_ref(rates, &ctx->outputs[idx]->in_samplerates);
  99                 layouts = ff_all_channel_layouts();
 100                 if (!layouts)
 101                     return AVERROR(ENOMEM);
 102                 ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[idx]->in_channel_layouts);
 103             }
 104
 105             /* Set the same formats for each corresponding input */
 106             for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 107                 ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[idx]->out_formats);
 108                 if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 109                     ff_formats_ref(rates, &ctx->inputs[idx]->out_samplerates);
 110                     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[idx]->out_channel_layouts);
 111                 }
 112                 idx += ctx->nb_outputs;
 113             }
 114
 115             idx0++;
 116         }
 117     }
 118     return 0;
 119 }
 120
 121 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 122 {
 123     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 124     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
 125     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
 126     unsigned in_no  = out_no, seg;
 127     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[in_no];
 128
 129     /* enhancement: find a common one */
 130     outlink->time_base           = AV_TIME_BASE_Q;
 131     outlink->w                   = inlink->w;
 132     outlink->h                   = inlink->h;
 133     outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 134     outlink->format              = inlink->format;
 135     for (seg = 1; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 136         inlink = ctx->inputs[in_no += ctx->nb_outputs];
 137         /* possible enhancement: unsafe mode, do not check */
 138         if (outlink->w                       != inlink->w                       ||
 139             outlink->h                       != inlink->h                       ||
 140             outlink->sample_aspect_ratio.num != inlink->sample_aspect_ratio.num ||
 141             outlink->sample_aspect_ratio.den != inlink->sample_aspect_ratio.den) {
 142             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input link %s parameters "
 143                    "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
 144                    "output link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
 145                    ctx->input_pads[in_no].name, inlink->w, inlink->h,
 146                    inlink->sample_aspect_ratio.num,
 147                    inlink->sample_aspect_ratio.den,
 148                    ctx->input_pads[out_no].name, outlink->w, outlink->h,
 149                    outlink->sample_aspect_ratio.num,
 150                    outlink->sample_aspect_ratio.den);
 151             if (!cat->unsafe)
 152                 return AVERROR(EINVAL);
 153         }
 154     }
 155
 156     return 0;
 157 }
 158
 159 static void push_frame(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no,
 160                        AVFilterBufferRef *buf)
 161 {
 162     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 163     unsigned out_no = in_no % ctx->nb_outputs;
 164     AVFilterLink * inlink = ctx-> inputs[ in_no];
 165     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 166     struct concat_in *in = &cat->in[in_no];
 167
 168     buf->pts = av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
 169     in->pts = buf->pts;
 170     in->nb_frames++;
 171     /* add duration to input PTS */
 172     if (inlink->sample_rate)
 173         /* use number of audio samples */
 174         in->pts += av_rescale_q(buf->audio->nb_samples,
 175                                 (AVRational){ 1, inlink->sample_rate },
 176                                 outlink->time_base);
 177     else if (in->nb_frames >= 2)
 178         /* use mean duration */
 179         in->pts = av_rescale(in->pts, in->nb_frames, in->nb_frames - 1);
 180
 181     buf->pts += cat->delta_ts;
 182     ff_filter_frame(outlink, buf);
 183 }
 184
 185 static void process_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 186 {
 187     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
 188     ConcatContext *cat    = ctx->priv;
 189     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 190
 191     if (in_no < cat->cur_idx) {
 192         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Frame after EOF on input %s\n",
 193                ctx->input_pads[in_no].name);
 194         avfilter_unref_buffer(buf);
 195     } else if (in_no >= cat->cur_idx + ctx->nb_outputs) {
 196         ff_bufqueue_add(ctx, &cat->in[in_no].queue, buf);
 197     } else {
 198         push_frame(ctx, in_no, buf);
 199     }
 200 }
 201
 202 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int perms,
 203                                            int w, int h)
 204 {
 205     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 206     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 207     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
 208
 209     return ff_get_video_buffer(outlink, perms, w, h);
 210 }
 211
 212 static AVFilterBufferRef *get_audio_buffer(AVFilterLink *inlink, int perms,
 213                                            int nb_samples)
 214 {
 215     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 216     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 217     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
 218
 219     return ff_get_audio_buffer(outlink, perms, nb_samples);
 220 }
 221
 222 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 223 {
 224     process_frame(inlink, buf);
 225     return 0; /* enhancement: handle error return */
 226 }
 227
 228 static void close_input(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no)
 229 {
 230     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 231
 232     cat->in[in_no].eof = 1;
 233     cat->nb_in_active--;
 234     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "EOF on %s, %d streams left in segment.\n",
 235            ctx->input_pads[in_no].name, cat->nb_in_active);
 236 }
 237
 238 static void find_next_delta_ts(AVFilterContext *ctx)
 239 {
 240     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 241     unsigned i = cat->cur_idx;
 242     unsigned imax = i + ctx->nb_outputs;
 243     int64_t pts;
 244
 245     pts = cat->in[i++].pts;
 246     for (; i < imax; i++)
 247         pts = FFMAX(pts, cat->in[i].pts);
 248     cat->delta_ts += pts;
 249 }
 250
 251 static void send_silence(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, unsigned out_no)
 252 {
 253     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 254     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 255     int64_t base_pts = cat->in[in_no].pts + cat->delta_ts;
 256     int64_t nb_samples, sent = 0;
 257     int frame_nb_samples;
 258     AVRational rate_tb = { 1, ctx->inputs[in_no]->sample_rate };
 259     AVFilterBufferRef *buf;
 260     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(outlink->channel_layout);
 261
 262     if (!rate_tb.den)
 263         return;
 264     nb_samples = av_rescale_q(cat->delta_ts - base_pts,
 265                               outlink->time_base, rate_tb);
 266     frame_nb_samples = FFMAX(9600, rate_tb.den / 5); /* arbitrary */
 267     while (nb_samples) {
 268         frame_nb_samples = FFMIN(frame_nb_samples, nb_samples);
 269         buf = ff_get_audio_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, frame_nb_samples);
 270         if (!buf)
 271             return;
 272         av_samples_set_silence(buf->extended_data, 0, frame_nb_samples,
 273                                nb_channels, outlink->format);
 274         buf->pts = base_pts + av_rescale_q(sent, rate_tb, outlink->time_base);
 275         ff_filter_frame(outlink, buf);
 276         sent       += frame_nb_samples;
 277         nb_samples -= frame_nb_samples;
 278     }
 279 }
 280
 281 static void flush_segment(AVFilterContext *ctx)
 282 {
 283     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 284     unsigned str, str_max;
 285
 286     find_next_delta_ts(ctx);
 287     cat->cur_idx += ctx->nb_outputs;
 288     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 289     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Segment finished at pts=%"PRId64"\n",
 290            cat->delta_ts);
 291
 292     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
 293         /* pad audio streams with silence */
 294         str = cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO];
 295         str_max = str + cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO];
 296         for (; str < str_max; str++)
 297             send_silence(ctx, cat->cur_idx - ctx->nb_outputs + str, str);
 298         /* flush queued buffers */
 299         /* possible enhancement: flush in PTS order */
 300         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs;
 301         for (str = cat->cur_idx; str < str_max; str++)
 302             while (cat->in[str].queue.available)
 303                 push_frame(ctx, str, ff_bufqueue_get(&cat->in[str].queue));
 304     }
 305 }
 306
 307 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 308 {
 309     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 310     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
 311     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
 312     unsigned in_no  = out_no + cat->cur_idx;
 313     unsigned str, str_max;
 314     int ret;
 315
 316     while (1) {
 317         if (in_no >= ctx->nb_inputs)
 318             return AVERROR_EOF;
 319         if (!cat->in[in_no].eof) {
 320             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[in_no]);
 321             if (ret != AVERROR_EOF)
 322                 return ret;
 323             close_input(ctx, in_no);
 324         }
 325         /* cycle on all inputs to finish the segment */
 326         /* possible enhancement: request in PTS order */
 327         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs - 1;
 328         for (str = cat->cur_idx; cat->nb_in_active;
 329              str = str == str_max ? cat->cur_idx : str + 1) {
 330             if (cat->in[str].eof)
 331                 continue;
 332             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[str]);
 333             if (ret == AVERROR_EOF)
 334                 close_input(ctx, str);
 335             else if (ret < 0)
 336                 return ret;
 337         }
 338         flush_segment(ctx);
 339         in_no += ctx->nb_outputs;
 340     }
 341 }
 342
 343 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 344 {
 345     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 346     int ret;
 347     unsigned seg, type, str;
 348
 349     cat->class = &concat_class;
 350     av_opt_set_defaults(cat);
 351     ret = av_set_options_string(cat, args, "=", ":");
 352     if (ret < 0) {
 353         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options: '%s'\n", args);
 354         return ret;
 355     }
 356
 357     /* create input pads */
 358     for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 359         for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 360             for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 361                 AVFilterPad pad = {
 362                     .type             = type,
 363                     .min_perms        = AV_PERM_READ | AV_PERM_PRESERVE,
 364                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 365                     .get_audio_buffer = get_audio_buffer,
 366                     .filter_frame     = filter_frame,
 367                 };
 368                 pad.name = av_asprintf("in%d:%c%d", seg, "va"[type], str);
 369                 ff_insert_inpad(ctx, ctx->nb_inputs, &pad);
 370             }
 371         }
 372     }
 373     /* create output pads */
 374     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 375         for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 376             AVFilterPad pad = {
 377                 .type          = type,
 378                 .config_props  = config_output,
 379                 .request_frame = request_frame,
 380             };
 381             pad.name = av_asprintf("out:%c%d", "va"[type], str);
 382             ff_insert_outpad(ctx, ctx->nb_outputs, &pad);
 383         }
 384     }
 385
 386     cat->in = av_calloc(ctx->nb_inputs, sizeof(*cat->in));
 387     if (!cat->in)
 388         return AVERROR(ENOMEM);
 389     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 390     return 0;
 391 }
 392
 393 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 394 {
 395     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 396     unsigned i;
 397
 398     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 399         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 400         ff_bufqueue_discard_all(&cat->in[i].queue);
 401     }
 402     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
 403         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
 404     av_free(cat->in);
 405 }
 406
 407 AVFilter avfilter_avf_concat = {
 408     .name          = "concat",
 409     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Concatenate audio and video streams."),
 410     .init          = init,
 411     .uninit        = uninit,
 412     .query_formats = query_formats,
 413     .priv_size     = sizeof(ConcatContext),
 414     .inputs        = NULL,
 415     .outputs       = NULL,
 416     .priv_class    = &concat_class,
 417 };