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/audioconvert.h"
  27 #include "libavutil/avassert.h"
  28 #include "libavutil/opt.h"
  29 #include "avfilter.h"
  30 #define FF_BUFQUEUE_SIZE 256
  31 #include "bufferqueue.h"
  32 #include "internal.h"
  33 #include "video.h"
  34 #include "audio.h"
  35
  36 #define TYPE_ALL 2
  37
  38 typedef struct {
  39     const AVClass *class;
  40     unsigned nb_streams[TYPE_ALL]; /**< number of out streams of each type */
  41     unsigned nb_segments;
  42     unsigned cur_idx; /**< index of the first input of current segment */
  43     int64_t delta_ts; /**< timestamp to add to produce output timestamps */
  44     unsigned nb_in_active; /**< number of active inputs in current segment */
  45     struct concat_in {
  46         int64_t pts;
  47         int64_t nb_frames;
  48         unsigned eof;
  49         struct FFBufQueue queue;
  50     } *in;
  51 } ConcatContext;
  52
  53 #define OFFSET(x) offsetof(ConcatContext, x)
  54 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
  55 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  56 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  57
  58 static const AVOption concat_options[] = {
  59     { "n", "specify the number of segments", OFFSET(nb_segments),
  60       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 2, INT_MAX, V|A|F},
  61     { "v", "specify the number of video streams",
  62       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO]),
  63       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, INT_MAX, V|F },
  64     { "a", "specify the number of audio streams",
  65       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO]),
  66       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, A|F},
  67     { 0 }
  68 };
  69
  70 AVFILTER_DEFINE_CLASS(concat);
  71
  72 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  73 {
  74     ConcatContext *cat = ctx->priv;
  75     unsigned type, nb_str, idx0 = 0, idx, str, seg;
  76     AVFilterFormats *formats, *rates;
  77     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  78
  79     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
  80         nb_str = cat->nb_streams[type];
  81         for (str = 0; str < nb_str; str++) {
  82             idx = idx0;
  83
  84             /* Set the output formats */
  85             formats = ff_all_formats(type);
  86             if (!formats)
  87                 return AVERROR(ENOMEM);
  88             ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[idx]->in_formats);
  89             if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
  90                 rates = ff_all_samplerates();
  91                 if (!rates)
  92                     return AVERROR(ENOMEM);
  93                 ff_formats_ref(rates, &ctx->outputs[idx]->in_samplerates);
  94                 layouts = ff_all_channel_layouts();
  95                 if (!layouts)
  96                     return AVERROR(ENOMEM);
  97                 ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[idx]->in_channel_layouts);
  98             }
  99
 100             /* Set the same formats for each corresponding input */
 101             for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 102                 ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[idx]->out_formats);
 103                 if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 104                     ff_formats_ref(rates, &ctx->inputs[idx]->out_samplerates);
 105                     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[idx]->out_channel_layouts);
 106                 }
 107                 idx += ctx->nb_outputs;
 108             }
 109
 110             idx0++;
 111         }
 112     }
 113     return 0;
 114 }
 115
 116 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 117 {
 118     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 119     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
 120     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
 121     unsigned in_no  = out_no, seg;
 122     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[in_no];
 123
 124     /* enhancement: find a common one */
 125     outlink->time_base           = AV_TIME_BASE_Q;
 126     outlink->w                   = inlink->w;
 127     outlink->h                   = inlink->h;
 128     outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 129     outlink->format              = inlink->format;
 130     for (seg = 1; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 131         inlink = ctx->inputs[in_no += ctx->nb_outputs];
 132         /* possible enhancement: unsafe mode, do not check */
 133         if (outlink->w                       != inlink->w                       ||
 134             outlink->h                       != inlink->h                       ||
 135             outlink->sample_aspect_ratio.num != inlink->sample_aspect_ratio.num ||
 136             outlink->sample_aspect_ratio.den != inlink->sample_aspect_ratio.den) {
 137             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input link %s parameters "
 138                    "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
 139                    "output link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
 140                    ctx->input_pads[in_no].name, inlink->w, inlink->h,
 141                    inlink->sample_aspect_ratio.num,
 142                    inlink->sample_aspect_ratio.den,
 143                    ctx->input_pads[out_no].name, outlink->w, outlink->h,
 144                    outlink->sample_aspect_ratio.num,
 145                    outlink->sample_aspect_ratio.den);
 146             return AVERROR(EINVAL);
 147         }
 148     }
 149
 150     return 0;
 151 }
 152
 153 static void push_frame(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no,
 154                        AVFilterBufferRef *buf)
 155 {
 156     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 157     unsigned out_no = in_no % ctx->nb_outputs;
 158     AVFilterLink * inlink = ctx-> inputs[ in_no];
 159     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 160     struct concat_in *in = &cat->in[in_no];
 161
 162     buf->pts = av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
 163     in->pts = buf->pts;
 164     in->nb_frames++;
 165     /* add duration to input PTS */
 166     if (inlink->sample_rate)
 167         /* use number of audio samples */
 168         in->pts += av_rescale_q(buf->audio->nb_samples,
 169                                 (AVRational){ 1, inlink->sample_rate },
 170                                 outlink->time_base);
 171     else if (in->nb_frames >= 2)
 172         /* use mean duration */
 173         in->pts = av_rescale(in->pts, in->nb_frames, in->nb_frames - 1);
 174
 175     buf->pts += cat->delta_ts;
 176     switch (buf->type) {
 177     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 178         ff_start_frame(outlink, buf);
 179         ff_draw_slice(outlink, 0, outlink->h, 1);
 180         ff_end_frame(outlink);
 181         break;
 182     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 183         ff_filter_samples(outlink, buf);
 184         break;
 185     }
 186 }
 187
 188 static void process_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 189 {
 190     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
 191     ConcatContext *cat    = ctx->priv;
 192     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 193
 194     if (in_no < cat->cur_idx) {
 195         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Frame after EOF on input %s\n",
 196                ctx->input_pads[in_no].name);
 197         avfilter_unref_buffer(buf);
 198     } else if (in_no >= cat->cur_idx + ctx->nb_outputs) {
 199         ff_bufqueue_add(ctx, &cat->in[in_no].queue, buf);
 200     } else {
 201         push_frame(ctx, in_no, buf);
 202     }
 203 }
 204
 205 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int perms,
 206                                            int w, int h)
 207 {
 208     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 209     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 210     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
 211
 212     return ff_get_video_buffer(outlink, perms, w, h);
 213 }
 214
 215 static AVFilterBufferRef *get_audio_buffer(AVFilterLink *inlink, int perms,
 216                                            int nb_samples)
 217 {
 218     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 219     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 220     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
 221
 222     return ff_get_audio_buffer(outlink, perms, nb_samples);
 223 }
 224
 225 static int start_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 226 {
 227     return 0;
 228 }
 229
 230 static int draw_slice(AVFilterLink *inlink, int y, int h, int dir)
 231 {
 232     return 0;
 233 }
 234
 235 static int end_frame(AVFilterLink *inlink)
 236 {
 237     process_frame(inlink, inlink->cur_buf);
 238     inlink->cur_buf = NULL;
 239     return 0;
 240 }
 241
 242 static int filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 243 {
 244     process_frame(inlink, buf);
 245     return 0; /* enhancement: handle error return */
 246 }
 247
 248 static void close_input(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no)
 249 {
 250     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 251
 252     cat->in[in_no].eof = 1;
 253     cat->nb_in_active--;
 254     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "EOF on %s, %d streams left in segment.\n",
 255            ctx->input_pads[in_no].name, cat->nb_in_active);
 256 }
 257
 258 static void find_next_delta_ts(AVFilterContext *ctx)
 259 {
 260     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 261     unsigned i = cat->cur_idx;
 262     unsigned imax = i + ctx->nb_outputs;
 263     int64_t pts;
 264
 265     pts = cat->in[i++].pts;
 266     for (; i < imax; i++)
 267         pts = FFMAX(pts, cat->in[i].pts);
 268     cat->delta_ts += pts;
 269 }
 270
 271 static void send_silence(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, unsigned out_no)
 272 {
 273     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 274     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 275     int64_t base_pts = cat->in[in_no].pts + cat->delta_ts;
 276     int64_t nb_samples, sent = 0;
 277     int frame_nb_samples;
 278     AVRational rate_tb = { 1, ctx->inputs[in_no]->sample_rate };
 279     AVFilterBufferRef *buf;
 280     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(outlink->channel_layout);
 281
 282     if (!rate_tb.den)
 283         return;
 284     nb_samples = av_rescale_q(cat->delta_ts - base_pts,
 285                               outlink->time_base, rate_tb);
 286     frame_nb_samples = FFMAX(9600, rate_tb.den / 5); /* arbitrary */
 287     while (nb_samples) {
 288         frame_nb_samples = FFMIN(frame_nb_samples, nb_samples);
 289         buf = ff_get_audio_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, frame_nb_samples);
 290         if (!buf)
 291             return;
 292         av_samples_set_silence(buf->extended_data, 0, frame_nb_samples,
 293                                nb_channels, outlink->format);
 294         buf->pts = base_pts + av_rescale_q(sent, rate_tb, outlink->time_base);
 295         ff_filter_samples(outlink, buf);
 296         sent       += frame_nb_samples;
 297         nb_samples -= frame_nb_samples;
 298     }
 299 }
 300
 301 static void flush_segment(AVFilterContext *ctx)
 302 {
 303     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 304     unsigned str, str_max;
 305
 306     find_next_delta_ts(ctx);
 307     cat->cur_idx += ctx->nb_outputs;
 308     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 309     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Segment finished at pts=%"PRId64"\n",
 310            cat->delta_ts);
 311
 312     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
 313         /* pad audio streams with silence */
 314         str = cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO];
 315         str_max = str + cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO];
 316         for (; str < str_max; str++)
 317             send_silence(ctx, cat->cur_idx - ctx->nb_outputs + str, str);
 318         /* flush queued buffers */
 319         /* possible enhancement: flush in PTS order */
 320         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs;
 321         for (str = cat->cur_idx; str < str_max; str++)
 322             while (cat->in[str].queue.available)
 323                 push_frame(ctx, str, ff_bufqueue_get(&cat->in[str].queue));
 324     }
 325 }
 326
 327 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 328 {
 329     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 330     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
 331     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
 332     unsigned in_no  = out_no + cat->cur_idx;
 333     unsigned str, str_max;
 334     int ret;
 335
 336     while (1) {
 337         if (in_no >= ctx->nb_inputs)
 338             return AVERROR_EOF;
 339         if (!cat->in[in_no].eof) {
 340             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[in_no]);
 341             if (ret != AVERROR_EOF)
 342                 return ret;
 343             close_input(ctx, in_no);
 344         }
 345         /* cycle on all inputs to finish the segment */
 346         /* possible enhancement: request in PTS order */
 347         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs - 1;
 348         for (str = cat->cur_idx; cat->nb_in_active;
 349              str = str == str_max ? cat->cur_idx : str + 1) {
 350             if (cat->in[str].eof)
 351                 continue;
 352             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[str]);
 353             if (ret == AVERROR_EOF)
 354                 close_input(ctx, str);
 355             else if (ret < 0)
 356                 return ret;
 357         }
 358         flush_segment(ctx);
 359         in_no += ctx->nb_outputs;
 360     }
 361 }
 362
 363 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 364 {
 365     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 366     int ret;
 367     unsigned seg, type, str;
 368     char name[32];
 369
 370     cat->class = &concat_class;
 371     av_opt_set_defaults(cat);
 372     ret = av_set_options_string(cat, args, "=", ":");
 373     if (ret < 0) {
 374         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options: '%s'\n", args);
 375         return ret;
 376     }
 377
 378     /* create input pads */
 379     for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 380         for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 381             for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 382                 AVFilterPad pad = {
 383                     .type             = type,
 384                     .min_perms        = AV_PERM_READ | AV_PERM_PRESERVE,
 385                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 386                     .get_audio_buffer = get_audio_buffer,
 387                 };
 388                 snprintf(name, sizeof(name), "in%d:%c%d", seg, "va"[type], str);
 389                 pad.name = av_strdup(name);
 390                 if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 391                     pad.start_frame = start_frame;
 392                     pad.draw_slice  = draw_slice;
 393                     pad.end_frame   = end_frame;
 394                 } else {
 395                     pad.filter_samples = filter_samples;
 396                 }
 397                 ff_insert_inpad(ctx, ctx->nb_inputs, &pad);
 398             }
 399         }
 400     }
 401     /* create output pads */
 402     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 403         for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 404             AVFilterPad pad = {
 405                 .type          = type,
 406                 .config_props  = config_output,
 407                 .request_frame = request_frame,
 408             };
 409             snprintf(name, sizeof(name), "out:%c%d", "va"[type], str);
 410             pad.name = av_strdup(name);
 411             ff_insert_outpad(ctx, ctx->nb_outputs, &pad);
 412         }
 413     }
 414
 415     cat->in = av_calloc(ctx->nb_inputs, sizeof(*cat->in));
 416     if (!cat->in)
 417         return AVERROR(ENOMEM);
 418     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 419     return 0;
 420 }
 421
 422 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 423 {
 424     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 425     unsigned i;
 426
 427     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 428         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 429         ff_bufqueue_discard_all(&cat->in[i].queue);
 430     }
 431     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
 432         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
 433     av_free(cat->in);
 434 }
 435
 436 AVFilter avfilter_avf_concat = {
 437     .name          = "concat",
 438     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Concatenate audio and video streams."),
 439     .init          = init,
 440     .uninit        = uninit,
 441     .query_formats = query_formats,
 442     .priv_size     = sizeof(ConcatContext),
 443     .inputs        = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 444     .outputs       = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 445     .priv_class    = &concat_class,
 446 };