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 int push_frame(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, AVFrame *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->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     return ff_filter_frame(outlink, buf);
 182 }
 183
 184 static int process_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 185 {
 186     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
 187     ConcatContext *cat    = ctx->priv;
 188     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 189
 190     if (in_no < cat->cur_idx) {
 191         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Frame after EOF on input %s\n",
 192                ctx->input_pads[in_no].name);
 193         av_frame_free(&buf);
 194     } else if (in_no >= cat->cur_idx + ctx->nb_outputs) {
 195         ff_bufqueue_add(ctx, &cat->in[in_no].queue, buf);
 196     } else {
 197         return push_frame(ctx, in_no, buf);
 198     }
 199     return 0;
 200 }
 201
 202 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int w, int h)
 203 {
 204     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 205     unsigned in_no = FF_INLINK_IDX(inlink);
 206     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[in_no % ctx->nb_outputs];
 207
 208     return ff_get_video_buffer(outlink, w, h);
 209 }
 210
 211 static AVFrame *get_audio_buffer(AVFilterLink *inlink, int nb_samples)
 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_audio_buffer(outlink, nb_samples);
 218 }
 219
 220 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *buf)
 221 {
 222     return process_frame(inlink, buf);
 223 }
 224
 225 static void close_input(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no)
 226 {
 227     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 228
 229     cat->in[in_no].eof = 1;
 230     cat->nb_in_active--;
 231     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "EOF on %s, %d streams left in segment.\n",
 232            ctx->input_pads[in_no].name, cat->nb_in_active);
 233 }
 234
 235 static void find_next_delta_ts(AVFilterContext *ctx, int64_t *seg_delta)
 236 {
 237     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 238     unsigned i = cat->cur_idx;
 239     unsigned imax = i + ctx->nb_outputs;
 240     int64_t pts;
 241
 242     pts = cat->in[i++].pts;
 243     for (; i < imax; i++)
 244         pts = FFMAX(pts, cat->in[i].pts);
 245     cat->delta_ts += pts;
 246     *seg_delta = pts;
 247 }
 248
 249 static int send_silence(AVFilterContext *ctx, unsigned in_no, unsigned out_no,
 250                         int64_t seg_delta)
 251 {
 252     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 253     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[out_no];
 254     int64_t base_pts = cat->in[in_no].pts + cat->delta_ts - seg_delta;
 255     int64_t nb_samples, sent = 0;
 256     int frame_nb_samples, ret;
 257     AVRational rate_tb = { 1, ctx->inputs[in_no]->sample_rate };
 258     AVFrame *buf;
 259     int nb_channels = av_get_channel_layout_nb_channels(outlink->channel_layout);
 260
 261     if (!rate_tb.den)
 262         return AVERROR_BUG;
 263     nb_samples = av_rescale_q(seg_delta - cat->in[in_no].pts,
 264                               outlink->time_base, rate_tb);
 265     frame_nb_samples = FFMAX(9600, rate_tb.den / 5); /* arbitrary */
 266     while (nb_samples) {
 267         frame_nb_samples = FFMIN(frame_nb_samples, nb_samples);
 268         buf = ff_get_audio_buffer(outlink, frame_nb_samples);
 269         if (!buf)
 270             return AVERROR(ENOMEM);
 271         av_samples_set_silence(buf->extended_data, 0, frame_nb_samples,
 272                                nb_channels, outlink->format);
 273         buf->pts = base_pts + av_rescale_q(sent, rate_tb, outlink->time_base);
 274         ret = ff_filter_frame(outlink, buf);
 275         if (ret < 0)
 276             return ret;
 277         sent       += frame_nb_samples;
 278         nb_samples -= frame_nb_samples;
 279     }
 280     return 0;
 281 }
 282
 283 static int flush_segment(AVFilterContext *ctx)
 284 {
 285     int ret;
 286     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 287     unsigned str, str_max;
 288     int64_t seg_delta;
 289
 290     find_next_delta_ts(ctx, &seg_delta);
 291     cat->cur_idx += ctx->nb_outputs;
 292     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 293     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "Segment finished at pts=%"PRId64"\n",
 294            cat->delta_ts);
 295
 296     if (cat->cur_idx < ctx->nb_inputs) {
 297         /* pad audio streams with silence */
 298         str = cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_VIDEO];
 299         str_max = str + cat->nb_streams[AVMEDIA_TYPE_AUDIO];
 300         for (; str < str_max; str++) {
 301             ret = send_silence(ctx, cat->cur_idx - ctx->nb_outputs + str, str,
 302                                seg_delta);
 303             if (ret < 0)
 304                 return ret;
 305         }
 306         /* flush queued buffers */
 307         /* possible enhancement: flush in PTS order */
 308         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs;
 309         for (str = cat->cur_idx; str < str_max; str++) {
 310             while (cat->in[str].queue.available) {
 311                 ret = push_frame(ctx, str, ff_bufqueue_get(&cat->in[str].queue));
 312                 if (ret < 0)
 313                     return ret;
 314             }
 315         }
 316     }
 317     return 0;
 318 }
 319
 320 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 321 {
 322     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 323     ConcatContext *cat   = ctx->priv;
 324     unsigned out_no = FF_OUTLINK_IDX(outlink);
 325     unsigned in_no  = out_no + cat->cur_idx;
 326     unsigned str, str_max;
 327     int ret;
 328
 329     while (1) {
 330         if (in_no >= ctx->nb_inputs)
 331             return AVERROR_EOF;
 332         if (!cat->in[in_no].eof) {
 333             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[in_no]);
 334             if (ret != AVERROR_EOF)
 335                 return ret;
 336             close_input(ctx, in_no);
 337         }
 338         /* cycle on all inputs to finish the segment */
 339         /* possible enhancement: request in PTS order */
 340         str_max = cat->cur_idx + ctx->nb_outputs - 1;
 341         for (str = cat->cur_idx; cat->nb_in_active;
 342              str = str == str_max ? cat->cur_idx : str + 1) {
 343             if (cat->in[str].eof)
 344                 continue;
 345             ret = ff_request_frame(ctx->inputs[str]);
 346             if (ret == AVERROR_EOF)
 347                 close_input(ctx, str);
 348             else if (ret < 0)
 349                 return ret;
 350         }
 351         ret = flush_segment(ctx);
 352         if (ret < 0)
 353             return ret;
 354         in_no += ctx->nb_outputs;
 355     }
 356 }
 357
 358 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 359 {
 360     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 361     unsigned seg, type, str;
 362
 363     /* create input pads */
 364     for (seg = 0; seg < cat->nb_segments; seg++) {
 365         for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 366             for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 367                 AVFilterPad pad = {
 368                     .type             = type,
 369                     .get_video_buffer = get_video_buffer,
 370                     .get_audio_buffer = get_audio_buffer,
 371                     .filter_frame     = filter_frame,
 372                 };
 373                 pad.name = av_asprintf("in%d:%c%d", seg, "va"[type], str);
 374                 ff_insert_inpad(ctx, ctx->nb_inputs, &pad);
 375             }
 376         }
 377     }
 378     /* create output pads */
 379     for (type = 0; type < TYPE_ALL; type++) {
 380         for (str = 0; str < cat->nb_streams[type]; str++) {
 381             AVFilterPad pad = {
 382                 .type          = type,
 383                 .config_props  = config_output,
 384                 .request_frame = request_frame,
 385             };
 386             pad.name = av_asprintf("out:%c%d", "va"[type], str);
 387             ff_insert_outpad(ctx, ctx->nb_outputs, &pad);
 388         }
 389     }
 390
 391     cat->in = av_calloc(ctx->nb_inputs, sizeof(*cat->in));
 392     if (!cat->in)
 393         return AVERROR(ENOMEM);
 394     cat->nb_in_active = ctx->nb_outputs;
 395     return 0;
 396 }
 397
 398 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 399 {
 400     ConcatContext *cat = ctx->priv;
 401     unsigned i;
 402
 403     for (i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 404         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 405         ff_bufqueue_discard_all(&cat->in[i].queue);
 406     }
 407     for (i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
 408         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
 409     av_free(cat->in);
 410 }
 411
 412 AVFilter avfilter_avf_concat = {
 413     .name          = "concat",
 414     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Concatenate audio and video streams."),
 415     .init          = init,
 416     .uninit        = uninit,
 417     .query_formats = query_formats,
 418     .priv_size     = sizeof(ConcatContext),
 419     .inputs        = NULL,
 420     .outputs       = NULL,
 421     .priv_class    = &concat_class,
 422     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS | AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS,
 423 };