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
  55 static const AVOption concat_options[] = {
  56     { "n", "specify the number of segments", OFFSET(nb_segments),
  57       AV_OPT_TYPE_INT, { .dbl = 2 }, 2, INT_MAX },
  58     { "v", "specify the number of video streams",
  59       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO]),
  60       AV_OPT_TYPE_INT, { .dbl = 1 }, 0, INT_MAX },
  61     { "a", "specify the number of audio streams",
  62       OFFSET(nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO]),
  63       AV_OPT_TYPE_INT, { .dbl = 0 }, 0, INT_MAX },
  64     { 0 }
  65 };
  66
  67 AVFILTER_DEFINE_CLASS(concat);
  68
  69 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  70 {
  71     ConcatContext *cat = ctx->priv;
  72     unsigned type, nb_str, idx0 = 0, idx, str, seg;
  73     AVFilterFormats *formats, *rates;
  74     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  75
  76     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
  77         nb_str = cat->nb_streams[type];
  78         for (str = 0; str < nb_str; str++) {
  79             idx = idx0;
  80
  81             /* Set the output formats */
  82             formats = ff_all_formats(type);
  83             if (!formats)
  84                 return AVERROR(ENOMEM);
  85             ff_formats_ref(formats, &ctx->outputs[idx]->in_formats);
  86             if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
  87                 rates = ff_all_samplerates();
  88                 if (!rates)
  89                     return AVERROR(ENOMEM);
  90                 ff_formats_ref(rates, &ctx->outputs[idx]->in_samplerates);
  91                 layouts = ff_all_channel_layouts();
  92                 if (!layouts)
  93                     return AVERROR(ENOMEM);
  94                 ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[idx]->in_channel_layouts);
  95             }
  96
  97             /* Set the same formats for each corresponding input */
  98             for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
  99                 ff_formats_ref(formats, &ctx->inputs[idx]->out_formats);
 100                 if (type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 101                     ff_formats_ref(rates, &ctx->inputs[idx]->out_samplerates);
 102                     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[idx]->out_channel_layouts);
 103                 }
 104                 idx += ctx->nb_outputs;
 105             }
 106
 107             idx0++;
 108         }
 109     }
 110     return 0;
 111 }
 112
 113 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 114 {
 115     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 116     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
 117     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
 118     unsigned in_no  = out_no, seg;
 119     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[in_no];
 120
 121     /* enhancement: find a common one */
 122     outlink->time_base           = AV_TIME_BASE_Q;
 123     outlink->w                   = inlink->w;
 124     outlink->h                   = inlink->h;
 125     outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
 126     outlink->format              = inlink->format;
 127     for (seg = 1; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 128         inlink = ctx->inputs[in_no += ctx->nb_outputs];
 129         /* possible enhancement: unsafe mode, do not check */
 130         if (outlink->w                       != inlink->w                       ||
 131             outlink->h                       != inlink->h                       ||
 132             outlink->sample_aspect_ratio.num != inlink->sample_aspect_ratio.num ||
 133             outlink->sample_aspect_ratio.den != inlink->sample_aspect_ratio.den) {
 134             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Input link %s parameters "
 135                    "(size %dx%d, SAR %d:%d) do not match the corresponding "
 136                    "output link %s parameters (%dx%d, SAR %d:%d)\n",
 137                    ctx->input_pads[in_no].name, inlink->w, inlink->h,
 138                    inlink->sample_aspect_ratio.num,
 139                    inlink->sample_aspect_ratio.den,
 140                    ctx->input_pads[out_no].name, outlink->w, outlink->h,
 141                    outlink->sample_aspect_ratio.num,
 142                    outlink->sample_aspect_ratio.den);
 143             return AVERROR(EINVAL);
 144         }
 145     }
 146
 147     return 0;
 148 }
 149
 150 static void push_frame(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no,
 151                        AVFilterBufferRef *buf)
 152 {
 153     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 154     unsigned out_no = in_no % ctx->nb_outputs;
 155     AVFilterLink * inlink = ctx-> inputs[ in_no];
 156     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 157     struct concat_in *in = &cat->in[in_no];
 158
 159     buf->pts = av_rescale_q(buf->pts, inlink->time_base, outlink->time_base);
 160     in->pts = buf->pts;
 161     in->nb_frames++;
 162     /* add duration to input PTS */
 163     if (inlink->sample_rate)
 164         /* use number of audio samples */
 165         in->pts += av_rescale_q(buf->audio->nb_samples,
 166                                 (AVRational){ 1, inlink->sample_rate },
 167                                 outlink->time_base);
 168     else if (in->nb_frames >= 2)
 169         /* use mean duration */
 170         in->pts = av_rescale(in->pts, in->nb_frames, in->nb_frames - 1);
 171
 172     buf->pts += cat->delta_ts;
 173     switch (buf->type) {
 174     case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:
 175         ff_start_frame(outlink, buf);
 176         ff_draw_slice(outlink, 0, outlink->h, 1);
 177         ff_end_frame(outlink);
 178         break;
 179     case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:
 180         ff_filter_samples(outlink, buf);
 181         break;
 182     }
 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     } 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 start_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 223 {
 224     return 0;
 225 }
 226
 227 static int draw_slice(AVFilterLink *inlink, int y, int h, int dir)
 228 {
 229     return 0;
 230 }
 231
 232 static int end_frame(AVFilterLink *inlink)
 233 {
 234     process_frame(inlink, inlink->cur_buf);
 235     inlink->cur_buf = NULL;
 236     return 0;
 237 }
 238
 239 static int filter_samples(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
 240 {
 241     process_frame(inlink, buf);
 242     return 0; /* enhancement: handle error return */
 243 }
 244
 245 static void close_input(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no)
 246 {
 247     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 248
 249     cat->in[in_no].eof = 1;
 250     cat->nb_in_active--;
 251     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "EOF on %s, %d streams left in segment.\n",
 252            ctx->input_pads[in_no].name, cat->nb_in_active);
 253 }
 254
 255 static void find_next_delta_ts(AVFilterContext *ctx)
 256 {
 257     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 258     unsigned i = cat->cur_idx;
 259     unsigned imax = i + ctx->nb_outputs;
 260     int64_t pts;
 261
 262     pts = cat->in[i++].pts;
 263     for (; i < imax; i++)
 264         pts = FFMAX(pts, cat->in[i].pts);
 265     cat->delta_ts += pts;
 266 }
 267
 268 static void send_silence(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, unsigned out_no)
 269 {
 270     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 271     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 272     int64_t base_pts = cat->in[in_no].pts + cat->delta_ts;
 273     int64_t nb_samples, sent = 0;
 274     int frame_nb_samples;
 275     AVRational rate_tb = { 1, ctx->inputs[in_no]->sample_rate };
 276     AVFilterBufferRef *buf;
 277     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(outlink->channel_layout);
 278
 279     if (!rate_tb.den)
 280         return;
 281     nb_samples = av_rescale_q(cat->delta_ts - base_pts,
 282                               outlink->time_base, rate_tb);
 283     frame_nb_samples = FFMAX(9600, rate_tb.den / 5); /* arbitrary */
 284     while (nb_samples) {
 285         frame_nb_samples = FFMIN(frame_nb_samples, nb_samples);
 286         buf = ff_get_audio_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE, frame_nb_samples);
 287         if (!buf)
 288             return;
 289         av_samples_set_silence(buf->extended_data, 0, frame_nb_samples,
 290                                nb_channels, outlink->format);
 291         buf->pts = base_pts + av_rescale_q(sent, rate_tb, outlink->time_base);
 292         ff_filter_samples(outlink, buf);
 293         sent       += frame_nb_samples;
 294         nb_samples -= frame_nb_samples;
 295     }
 296 }
 297
 298 static void flush_segment(AVFilterContext *ctx)
 299 {
 300     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 301     unsigned str, str_max;
 302
 303     find_next_delta_ts(ctx);
 304     cat->cur_idx += ctx->nb_outputs;
 305     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 306     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Segment finished at pts=%"PRId64"\n",
 307            cat->delta_ts);
 308
 309     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
 310         /* pad audio streams with silence */
 311         str = cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO];
 312         str_max = str + cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO];
 313         for (; str < str_max; str++)
 314             send_silence(ctx, cat->cur_idx - ctx->nb_outputs + str, str);
 315         /* flush queued buffers */
 316         /* possible enhancement: flush in PTS order */
 317         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs;
 318         for (str = cat->cur_idx; str < str_max; str++)
 319             while (cat->in[str].queue.available)
 320                 push_frame(ctx, str, ff_bufqueue_get(&cat->in[str].queue));
 321     }
 322 }
 323
 324 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 325 {
 326     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 327     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
 328     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
 329     unsigned in_no  = out_no + cat->cur_idx;
 330     unsigned str, str_max;
 331     int ret;
 332
 333     while (1) {
 334         if (in_no >= ctx->nb_inputs)
 335             return AVERROR_EOF;
 336         if (!cat->in[in_no].eof) {
 337             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[in_no]);
 338             if (ret != AVERROR_EOF)
 339                 return ret;
 340             close_input(ctx, in_no);
 341         }
 342         /* cycle on all inputs to finish the segment */
 343         /* possible enhancement: request in PTS order */
 344         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs - 1;
 345         for (str = cat->cur_idx; cat->nb_in_active;
 346              str = str == str_max ? cat->cur_idx : str + 1) {
 347             if (cat->in[str].eof)
 348                 continue;
 349             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[str]);
 350             if (ret == AVERROR_EOF)
 351                 close_input(ctx, str);
 352             else if (ret < 0)
 353                 return ret;
 354         }
 355         flush_segment(ctx);
 356         in_no += ctx->nb_outputs;
 357     }
 358 }
 359
 360 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
 361 {
 362     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 363     int ret;
 364     unsigned seg, type, str;
 365     char name[32];
 366
 367     cat->class = &concat_class;
 368     av_opt_set_defaults(cat);
 369     ret = av_set_options_string(cat, args, "=", ":");
 370     if (ret < 0) {
 371         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options: '%s'\n", args);
 372         return ret;
 373     }
 374
 375     /* create input pads */
 376     for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 377         for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 378             for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 379                 AVFilterPad pad = {
 380                     .type             = type,
 381                     .min_perms        = AV_PERM_READ,
 382                     .rej_perms        = AV_PERM_REUSE2,
 383                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 384                     .get_audio_buffer = get_audio_buffer,
 385                 };
 386                 snprintf(name, sizeof(name), "in%d:%c%d", seg, "va"[type], str);
 387                 pad.name = av_strdup(name);
 388                 if (type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 389                     pad.start_frame = start_frame;
 390                     pad.draw_slice  = draw_slice;
 391                     pad.end_frame   = end_frame;
 392                 } else {
 393                     pad.filter_samples = filter_samples;
 394                 }
 395                 ff_insert_inpad(ctx, ctx->nb_inputs, &pad);
 396             }
 397         }
 398     }
 399     /* create output pads */
 400     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 401         for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 402             AVFilterPad pad = {
 403                 .type          = type,
 404                 .config_props  = config_output,
 405                 .request_frame = request_frame,
 406             };
 407             snprintf(name, sizeof(name), "out:%c%d", "va"[type], str);
 408             pad.name = av_strdup(name);
 409             ff_insert_outpad(ctx, ctx->nb_outputs, &pad);
 410         }
 411     }
 412
 413     cat->in = av_calloc(ctx->nb_inputs, sizeof(*cat->in));
 414     if (!cat->in)
 415         return AVERROR(ENOMEM);
 416     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 417     return 0;
 418 }
 419
 420 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 421 {
 422     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 423     unsigned i;
 424
 425     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 426         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 427         ff_bufqueue_discard_all(&cat->in[i].queue);
 428     }
 429     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
 430         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
 431     av_free(cat->in);
 432 }
 433
 434 AVFilter avfilter_avf_concat = {
 435     .name          = "concat",
 436     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Concatenate audio and video streams."),
 437     .init          = init,
 438     .uninit        = uninit,
 439     .query_formats = query_formats,
 440     .priv_size     = sizeof(ConcatContext),
 441     .inputs        = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 442     .outputs       = (const AVFilterPad[]) { { .name = NULL } },
 443 };