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     unsigned unsafe;
  46     struct concat_in {
  47         int64_t pts;
  48         int64_t nb_frames;
  49         unsigned eof;
  50         struct FFBufQueue queue;
  51     } *in;
  52 } ConcatContext;
  53
  54 #define OFFSET(x) offsetof(ConcatContext, x)
  55 #define A AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM
  56 #define F AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  57 #define V AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
  58
  59 static const AVOption concat_options[] = {
  60     { "n", "specify the number of segments", OFFSET(nb_segments),
  61       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 2, INT_MAX, V|A|F},
  62     { "v", "specify the number of video streams",
  63       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO]),
  64       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 1 }, 0, INT_MAX, V|F },
  65     { "a", "specify the number of audio streams",
  66       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO]),
  67       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, A|F},
  68     { "unsafe", "enable unsafe mode",
  69       OFFSET(unsafe),
  70       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 0 }, 0, INT_MAX, A|A|F},
  71     { 0 }
  72 };
  73
  74 AVFILTER_DEFINE_CLASS(concat);
  75
  76 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  77 {
  78     ConcatContext *cat = ctx->priv;
  79     unsigned type, nb_str, idx0 = 0, idx, str, seg;
  80     AVFilterFormats *formats, *rates;
  81     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  82
  83     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
  84         nb_str = cat->nb_streams[type];
  85         for (str = 0; str < nb_str; str++) {
  86             idx = idx0;
  87
  88             /* Set the output formats */
  89             formats = ff_all_formats(type);
  90             if (!formats)
  91                 return AVERROR(ENOMEM);
  92             ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[idx]->in_formats);
  93             if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
  94                 rates = ff_all_samplerates();
  95                 if (!rates)
  96                     return AVERROR(ENOMEM);
  97                 ff_formats_ref(rates, &ctx->outputs[idx]->in_samplerates);
  98                 layouts = ff_all_channel_layouts();
  99                 if (!layouts)
 100                     return AVERROR(ENOMEM);
 101                 ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[idx]->in_channel_layouts);
 102             }
 103
 104             /* Set the same formats for each corresponding input */
 105             for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 106                 ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[idx]->out_formats);
 107                 if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 108                     ff_formats_ref(rates, &ctx->inputs[idx]->out_samplerates);
 109                     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[idx]->out_channel_layouts);
 110                 }
 111                 idx += ctx->nb_outputs;
 112             }
 113
 114             idx0++;
 115         }
 116     }
 117     return 0;
 118 }
 119
 120 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 121 {
 122     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 123     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
 124     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
 125     unsigned in_no  = out_no, seg;
 126     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[in_no];
 127
 128     /* enhancement: find a common one */
 129     outlink->time_base           = AV_TIME_BASE_Q;
 130     outlink->w                   = inlink->w;
 131     outlink->h                   = inlink->h;
 132     outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 133     outlink->format              = inlink->format;
 134     for (seg = 1; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 135         inlink = ctx->inputs[in_no += ctx->nb_outputs];
 136         /* possible enhancement: unsafe mode, do not check */
 137         if (outlink->w                       != inlink->w                       ||
 138             outlink->h                       != inlink->h                       ||
 139             outlink->sample_aspect_ratio.num != inlink->sample_aspect_ratio.num ||
 140             outlink->sample_aspect_ratio.den != inlink->sample_aspect_ratio.den) {
 141             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input link %s parameters "
 142                    "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
 143                    "output link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
 144                    ctx->input_pads[in_no].name, inlink->w, inlink->h,
 145                    inlink->sample_aspect_ratio.num,
 146                    inlink->sample_aspect_ratio.den,
 147                    ctx->input_pads[out_no].name, outlink->w, outlink->h,
 148                    outlink->sample_aspect_ratio.num,
 149                    outlink->sample_aspect_ratio.den);
 150             if (!cat->unsafe)
 151                 return AVERROR(EINVAL);
 152         }
 153     }
 154
 155     return 0;
 156 }
 157
 158 static void push_frame(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no,
 159                        AVFilterBufferRef *buf)
 160 {
 161     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 162     unsigned out_no = in_no % ctx->nb_outputs;
 163     AVFilterLink * inlink = ctx-> inputs[ in_no];
 164     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 165     struct concat_in *in = &cat->in[in_no];
 166
 167     buf->pts = av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
 168     in->pts = buf->pts;
 169     in->nb_frames++;
 170     /* add duration to input PTS */
 171     if (inlink->sample_rate)
 172         /* use number of audio samples */
 173         in->pts += av_rescale_q(buf->audio->nb_samples,
 174                                 (AVRational){ 1, inlink->sample_rate },
 175                                 outlink->time_base);
 176     else if (in->nb_frames >= 2)
 177         /* use mean duration */
 178         in->pts = av_rescale(in->pts, in->nb_frames, in->nb_frames - 1);
 179
 180     buf->pts += cat->delta_ts;
 181     switch (buf->type) {
 182     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 183         ff_start_frame(outlink, buf);
 184         ff_draw_slice(outlink, 0, outlink->h, 1);
 185         ff_end_frame(outlink);
 186         break;
 187     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 188         ff_filter_samples(outlink, buf);
 189         break;
 190     }
 191 }
 192
 193 static void process_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 194 {
 195     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
 196     ConcatContext *cat    = ctx->priv;
 197     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 198
 199     if (in_no < cat->cur_idx) {
 200         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Frame after EOF on input %s\n",
 201                ctx->input_pads[in_no].name);
 202         avfilter_unref_buffer(buf);
 203     } else if (in_no >= cat->cur_idx + ctx->nb_outputs) {
 204         ff_bufqueue_add(ctx, &cat->in[in_no].queue, buf);
 205     } else {
 206         push_frame(ctx, in_no, buf);
 207     }
 208 }
 209
 210 static AVFilterBufferRef *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int perms,
 211                                            int w, int h)
 212 {
 213     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 214     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 215     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
 216
 217     return ff_get_video_buffer(outlink, perms, w, h);
 218 }
 219
 220 static AVFilterBufferRef *get_audio_buffer(AVFilterLink *inlink, int perms,
 221                                            int nb_samples)
 222 {
 223     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 224     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 225     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
 226
 227     return ff_get_audio_buffer(outlink, perms, nb_samples);
 228 }
 229
 230 static int start_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 231 {
 232     return 0;
 233 }
 234
 235 static int draw_slice(AVFilterLink *inlink, int y, int h, int dir)
 236 {
 237     return 0;
 238 }
 239
 240 static int end_frame(AVFilterLink *inlink)
 241 {
 242     process_frame(inlink, inlink->cur_buf);
 243     inlink->cur_buf = NULL;
 244     return 0;
 245 }
 246
 247 static int filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 248 {
 249     process_frame(inlink, buf);
 250     return 0; /* enhancement: handle error return */
 251 }
 252
 253 static void close_input(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no)
 254 {
 255     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 256
 257     cat->in[in_no].eof = 1;
 258     cat->nb_in_active--;
 259     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "EOF on %s, %d streams left in segment.\n",
 260            ctx->input_pads[in_no].name, cat->nb_in_active);
 261 }
 262
 263 static void find_next_delta_ts(AVFilterContext *ctx)
 264 {
 265     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 266     unsigned i = cat->cur_idx;
 267     unsigned imax = i + ctx->nb_outputs;
 268     int64_t pts;
 269
 270     pts = cat->in[i++].pts;
 271     for (; i < imax; i++)
 272         pts = FFMAX(pts, cat->in[i].pts);
 273     cat->delta_ts += pts;
 274 }
 275
 276 static void send_silence(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, unsigned out_no)
 277 {
 278     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 279     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 280     int64_t base_pts = cat->in[in_no].pts + cat->delta_ts;
 281     int64_t nb_samples, sent = 0;
 282     int frame_nb_samples;
 283     AVRational rate_tb = { 1, ctx->inputs[in_no]->sample_rate };
 284     AVFilterBufferRef *buf;
 285     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(outlink->channel_layout);
 286
 287     if (!rate_tb.den)
 288         return;
 289     nb_samples = av_rescale_q(cat->delta_ts - base_pts,
 290                               outlink->time_base, rate_tb);
 291     frame_nb_samples = FFMAX(9600, rate_tb.den / 5); /* arbitrary */
 292     while (nb_samples) {
 293         frame_nb_samples = FFMIN(frame_nb_samples, nb_samples);
 294         buf = ff_get_audio_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, frame_nb_samples);
 295         if (!buf)
 296             return;
 297         av_samples_set_silence(buf->extended_data, 0, frame_nb_samples,
 298                                nb_channels, outlink->format);
 299         buf->pts = base_pts + av_rescale_q(sent, rate_tb, outlink->time_base);
 300         ff_filter_samples(outlink, buf);
 301         sent       += frame_nb_samples;
 302         nb_samples -= frame_nb_samples;
 303     }
 304 }
 305
 306 static void flush_segment(AVFilterContext *ctx)
 307 {
 308     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 309     unsigned str, str_max;
 310
 311     find_next_delta_ts(ctx);
 312     cat->cur_idx += ctx->nb_outputs;
 313     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 314     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Segment finished at pts=%"PRId64"\n",
 315            cat->delta_ts);
 316
 317     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
 318         /* pad audio streams with silence */
 319         str = cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO];
 320         str_max = str + cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO];
 321         for (; str < str_max; str++)
 322             send_silence(ctx, cat->cur_idx - ctx->nb_outputs + str, str);
 323         /* flush queued buffers */
 324         /* possible enhancement: flush in PTS order */
 325         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs;
 326         for (str = cat->cur_idx; str < str_max; str++)
 327             while (cat->in[str].queue.available)
 328                 push_frame(ctx, str, ff_bufqueue_get(&cat->in[str].queue));
 329     }
 330 }
 331
 332 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 333 {
 334     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 335     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
 336     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
 337     unsigned in_no  = out_no + cat->cur_idx;
 338     unsigned str, str_max;
 339     int ret;
 340
 341     while (1) {
 342         if (in_no >= ctx->nb_inputs)
 343             return AVERROR_EOF;
 344         if (!cat->in[in_no].eof) {
 345             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[in_no]);
 346             if (ret != AVERROR_EOF)
 347                 return ret;
 348             close_input(ctx, in_no);
 349         }
 350         /* cycle on all inputs to finish the segment */
 351         /* possible enhancement: request in PTS order */
 352         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs - 1;
 353         for (str = cat->cur_idx; cat->nb_in_active;
 354              str = str == str_max ? cat->cur_idx : str + 1) {
 355             if (cat->in[str].eof)
 356                 continue;
 357             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[str]);
 358             if (ret == AVERROR_EOF)
 359                 close_input(ctx, str);
 360             else if (ret < 0)
 361                 return ret;
 362         }
 363         flush_segment(ctx);
 364         in_no += ctx->nb_outputs;
 365     }
 366 }
 367
 368 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 369 {
 370     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 371     int ret;
 372     unsigned seg, type, str;
 373     char name[32];
 374
 375     cat->class = &concat_class;
 376     av_opt_set_defaults(cat);
 377     ret = av_set_options_string(cat, args, "=", ":");
 378     if (ret < 0) {
 379         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options: '%s'\n", args);
 380         return ret;
 381     }
 382
 383     /* create input pads */
 384     for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 385         for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 386             for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 387                 AVFilterPad pad = {
 388                     .type             = type,
 389                     .min_perms        = AV_PERM_READ | AV_PERM_PRESERVE,
 390                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 391                     .get_audio_buffer = get_audio_buffer,
 392                 };
 393                 snprintf(name, sizeof(name), "in%d:%c%d", seg, "va"[type], str);
 394                 pad.name = av_strdup(name);
 395                 if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 396                     pad.start_frame = start_frame;
 397                     pad.draw_slice  = draw_slice;
 398                     pad.end_frame   = end_frame;
 399                 } else {
 400                     pad.filter_samples = filter_samples;
 401                 }
 402                 ff_insert_inpad(ctx, ctx->nb_inputs, &pad);
 403             }
 404         }
 405     }
 406     /* create output pads */
 407     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 408         for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 409             AVFilterPad pad = {
 410                 .type          = type,
 411                 .config_props  = config_output,
 412                 .request_frame = request_frame,
 413             };
 414             snprintf(name, sizeof(name), "out:%c%d", "va"[type], str);
 415             pad.name = av_strdup(name);
 416             ff_insert_outpad(ctx, ctx->nb_outputs, &pad);
 417         }
 418     }
 419
 420     cat->in = av_calloc(ctx->nb_inputs, sizeof(*cat->in));
 421     if (!cat->in)
 422         return AVERROR(ENOMEM);
 423     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 424     return 0;
 425 }
 426
 427 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 428 {
 429     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 430     unsigned i;
 431
 432     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 433         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 434         ff_bufqueue_discard_all(&cat->in[i].queue);
 435     }
 436     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
 437         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
 438     av_free(cat->in);
 439 }
 440
 441 AVFilter avfilter_avf_concat = {
 442     .name          = "concat",
 443     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Concatenate audio and video streams."),
 444     .init          = init,
 445     .uninit        = uninit,
 446     .query_formats = query_formats,
 447     .priv_size     = sizeof(ConcatContext),
 448     .inputs        = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 449     .outputs       = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 450     .priv_class    = &concat_class,
 451 };