git.sesse.net Git - vlc/blob - modules/codec/ffmpeg/encoder.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * encoder.c: video and audio encoder using the ffmpeg library
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 1999-2001 VideoLAN
   5  * $Id: encoder.c,v 1.13 2003/11/29 00:41:35 gbazin Exp $
   6  *
   7  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   8  *          Gildas Bazin <gbazin@netcourrier.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
  23  *****************************************************************************/
  24
  25 /*****************************************************************************
  26  * Preamble
  27  *****************************************************************************/
  28 #include <vlc/vlc.h>
  29 #include <vlc/vout.h>
  30 #include <vlc/aout.h>
  31 #include <vlc/decoder.h>
  32
  33 /* ffmpeg header */
  34 #define HAVE_MMX
  35 #ifdef HAVE_FFMPEG_AVCODEC_H
  36 #   include <ffmpeg/avcodec.h>
  37 #else
  38 #   include <avcodec.h>
  39 #endif
  40
  41 #include "ffmpeg.h"
  42
  43 #define AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE (3*1024*1024)
  44 #define HURRY_UP_GUARD (200000)
  45
  46 /*****************************************************************************
  47  * Local prototypes
  48  *****************************************************************************/
  49 int  E_(OpenEncoder) ( vlc_object_t * );
  50 void E_(CloseEncoder)( vlc_object_t * );
  51
  52 static block_t *EncodeVideo( encoder_t *, picture_t * );
  53 static block_t *EncodeAudio( encoder_t *, aout_buffer_t * );
  54
  55 /*****************************************************************************
  56  * encoder_sys_t : ffmpeg encoder descriptor
  57  *****************************************************************************/
  58 struct encoder_sys_t
  59 {
  60     /*
  61      * Ffmpeg properties
  62      */
  63     AVCodec         *p_codec;
  64     AVCodecContext  *p_context;
  65
  66     /*
  67      * Common properties
  68      */
  69     char *p_buffer;
  70     char *p_buffer_out;
  71
  72     /*
  73      * Videoo properties
  74      */
  75     mtime_t i_last_ref_pts;
  76     mtime_t i_buggy_pts_detect;
  77
  78     /*
  79      * Audio properties
  80      */
  81     int i_frame_size;
  82     int i_samples_delay;
  83     mtime_t i_pts;
  84 };
  85
  86 /*****************************************************************************
  87  * OpenEncoder: probe the encoder
  88  *****************************************************************************/
  89 int E_(OpenEncoder)( vlc_object_t *p_this )
  90 {
  91     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
  92     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
  93     AVCodecContext *p_context;
  94     AVCodec *p_codec;
  95     int i_codec_id, i_cat;
  96     char *psz_namecodec;
  97
  98     if( !E_(GetFfmpegCodec)( p_enc->fmt_out.i_codec, &i_cat, &i_codec_id,
  99                              &psz_namecodec ) )
 100     {
 101         return VLC_EGENERIC;
 102     }
 103
 104     if( p_enc->fmt_out.i_cat == VIDEO_ES && i_cat != VIDEO_ES )
 105     {
 106         msg_Err( p_enc, "\"%s\" is not a video encoder", psz_namecodec );
 107         return VLC_EGENERIC;
 108     }
 109
 110     if( p_enc->fmt_out.i_cat == AUDIO_ES && i_cat != AUDIO_ES )
 111     {
 112         msg_Err( p_enc, "\"%s\" is not an audio encoder", psz_namecodec );
 113         return VLC_EGENERIC;
 114     }
 115
 116     /* Initialization must be done before avcodec_find_decoder() */
 117     E_(InitLibavcodec)(p_this);
 118
 119     p_codec = avcodec_find_encoder( i_codec_id );
 120     if( !p_codec )
 121     {
 122         msg_Err( p_enc, "cannot find encoder %s", psz_namecodec );
 123         return VLC_EGENERIC;
 124     }
 125
 126     /* Allocate the memory needed to store the decoder's structure */
 127     if( ( p_sys = (encoder_sys_t *)malloc(sizeof(encoder_sys_t)) ) == NULL )
 128     {
 129         msg_Err( p_enc, "out of memory" );
 130         return VLC_EGENERIC;
 131     }
 132     p_enc->p_sys = p_sys;
 133     p_sys->p_codec = p_codec;
 134
 135     p_enc->pf_encode_video = EncodeVideo;
 136     p_enc->pf_encode_audio = EncodeAudio;
 137
 138     p_sys->p_buffer_out = NULL;
 139     p_sys->p_buffer = NULL;
 140
 141     p_sys->p_context = p_context = avcodec_alloc_context();
 142
 143     /* Set CPU capabilities */
 144     p_context->dsp_mask = 0;
 145     if( !(p_enc->p_libvlc->i_cpu & CPU_CAPABILITY_MMX) )
 146     {
 147         p_context->dsp_mask |= FF_MM_MMX;
 148     }
 149     if( !(p_enc->p_libvlc->i_cpu & CPU_CAPABILITY_MMXEXT) )
 150     {
 151         p_context->dsp_mask |= FF_MM_MMXEXT;
 152     }
 153     if( !(p_enc->p_libvlc->i_cpu & CPU_CAPABILITY_3DNOW) )
 154     {
 155         p_context->dsp_mask |= FF_MM_3DNOW;
 156     }
 157     if( !(p_enc->p_libvlc->i_cpu & CPU_CAPABILITY_SSE) )
 158     {
 159         p_context->dsp_mask |= FF_MM_SSE;
 160         p_context->dsp_mask |= FF_MM_SSE2;
 161     }
 162
 163     /* Make sure we get extradata filled by the encoder */
 164     p_context->extradata_size = 0;
 165     p_context->extradata = NULL;
 166     p_context->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 167
 168     if( p_enc->fmt_in.i_cat == VIDEO_ES )
 169     {
 170         p_context->width = p_enc->fmt_in.video.i_width;
 171         p_context->height = p_enc->fmt_in.video.i_height;
 172
 173         p_context->frame_rate = p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 174 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 4662
 175         p_context->frame_rate_base= p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base;
 176 #endif
 177
 178 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 4687
 179         p_context->sample_aspect_ratio =
 180             av_d2q( p_enc->fmt_in.video.i_aspect * p_context->height /
 181                     p_context->width / VOUT_ASPECT_FACTOR, 255 );
 182 #else
 183         p_context->aspect_ratio = ((float)p_enc->fmt_in.video.i_aspect) /
 184             VOUT_ASPECT_FACTOR;
 185 #endif
 186
 187         p_sys->p_buffer_out = malloc( AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE );
 188
 189         /* Ffmpeg does handle the conversion itself */
 190         //p_enc->fmt_in.i_codec = VLC_FOURCC('I','4','2','0');
 191
 192         if ( p_enc->b_strict_rc )
 193         {
 194             p_context->rc_max_rate = p_enc->fmt_out.i_bitrate;
 195             p_context->rc_buffer_size = p_context->bit_rate / 2;
 196             p_context->rc_buffer_aggressivity = 1000.0; /* FIXME */
 197         }
 198
 199         if ( p_enc->b_pre_me )
 200         {
 201             p_context->pre_me = 1;
 202             p_context->me_pre_cmp = FF_CMP_CHROMA;
 203         }
 204     }
 205     else if( p_enc->fmt_in.i_cat == AUDIO_ES )
 206     {
 207         p_enc->fmt_in.i_codec  = AOUT_FMT_S16_NE;
 208         p_context->sample_rate = p_enc->fmt_in.audio.i_rate;
 209         p_context->channels    = p_enc->fmt_in.audio.i_channels;
 210         p_sys->i_frame_size = p_context->frame_size * 2 * p_context->channels;
 211         p_sys->p_buffer = malloc( p_sys->i_frame_size );
 212         p_sys->p_buffer_out = malloc( 2 * AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE );
 213     }
 214
 215     /* Misc parameters */
 216     p_context->bit_rate = p_enc->fmt_out.i_bitrate;
 217     p_context->gop_size = p_enc->i_key_int > 0 ? p_enc->i_key_int : 50;
 218     p_context->max_b_frames =
 219         __MIN( p_enc->i_b_frames, FF_MAX_B_FRAMES );
 220     p_context->b_frame_strategy = 0;
 221     p_context->b_quant_factor = 2.0;
 222
 223     if( p_enc->i_vtolerance > 0 )
 224     {
 225         p_context->bit_rate_tolerance = p_enc->i_vtolerance;
 226     }
 227     p_context->qmin = p_enc->i_qmin;
 228     p_context->qmax = p_enc->i_qmax;
 229
 230 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 4673
 231     p_context->mb_decision = p_enc->i_hq;
 232 #else
 233     if( p_enc->i_hq )
 234     {
 235         p_context->flags |= CODEC_FLAG_HQ;
 236     }
 237 #endif
 238
 239     if( i_codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO )
 240     {
 241         p_context->pix_fmt = E_(GetFfmpegChroma)( p_enc->fmt_in.i_codec );
 242     }
 243
 244     /* Make sure we get extradata filled by the encoder */
 245     p_context->extradata_size = 0;
 246     p_context->extradata = NULL;
 247     p_context->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 248
 249     if( avcodec_open( p_context, p_codec ) )
 250     {
 251         if( p_enc->fmt_in.i_cat == AUDIO_ES && p_context->channels > 2 )
 252         {
 253             p_context->channels = 2;
 254             p_enc->fmt_in.audio.i_channels = 2; // FIXME
 255             if( avcodec_open( p_context, p_codec ) )
 256             {
 257                 msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 258                 return VLC_EGENERIC;
 259             }
 260             msg_Warn( p_enc, "stereo mode selected (codec limitation)" );
 261         }
 262         else
 263         {
 264             msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 265             return VLC_EGENERIC;
 266         }
 267     }
 268
 269     p_enc->fmt_out.i_extra = p_context->extradata_size;
 270     p_enc->fmt_out.p_extra = p_context->extradata;
 271     p_context->flags &= ~CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 272
 273     if( p_enc->fmt_in.i_cat == AUDIO_ES )
 274     {
 275         p_sys->i_frame_size = p_context->frame_size * 2 * p_context->channels;
 276         p_sys->p_buffer = malloc( p_sys->i_frame_size );
 277     }
 278
 279     p_sys->i_last_ref_pts = 0;
 280     p_sys->i_buggy_pts_detect = 0;
 281     p_sys->i_samples_delay = 0;
 282     p_sys->i_pts = 0;
 283
 284     msg_Dbg( p_enc, "found encoder %s", psz_namecodec );
 285
 286     return VLC_SUCCESS;
 287 }
 288
 289 /****************************************************************************
 290  * EncodeVideo: the whole thing
 291  ****************************************************************************/
 292 static block_t *EncodeVideo( encoder_t *p_enc, picture_t *p_pict )
 293 {
 294     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 295     AVFrame frame;
 296     int i_out, i_plane;
 297     vlc_bool_t b_hurry_up = 0;
 298
 299     for( i_plane = 0; i_plane < p_pict->i_planes; i_plane++ )
 300     {
 301         frame.data[i_plane] = p_pict->p[i_plane].p_pixels;
 302         frame.linesize[i_plane] = p_pict->p[i_plane].i_pitch;
 303     }
 304
 305     /* Set the pts of the frame being encoded (segfaults with mpeg4!)*/
 306     if( p_enc->fmt_out.i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p', 'g', 'v' ) ||
 307         p_enc->fmt_out.i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p', '1', 'v' ) ||
 308         p_enc->fmt_out.i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p', '2', 'v' ) )
 309     {
 310         frame.pts = p_pict->date;
 311 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 4673
 312         if ( frame.pts && mdate() + HURRY_UP_GUARD > frame.pts
 313               && p_enc->b_hurry_up )
 314         {
 315             msg_Dbg( p_enc, "hurry up mode" );
 316             p_sys->p_context->mb_decision = FF_MB_DECISION_SIMPLE;
 317             b_hurry_up = 1;
 318         }
 319 #endif
 320     }
 321     else
 322     {
 323         frame.pts = 0;
 324     }
 325
 326     /* Let ffmpeg select the frame type */
 327     frame.pict_type = 0;
 328     frame.repeat_pict = p_pict->i_nb_fields;
 329
 330 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 468
 331     frame.interlaced_frame = !p_pict->b_progressive;
 332     frame.top_field_first = p_pict->b_top_field_first;
 333 #endif
 334
 335     i_out = avcodec_encode_video( p_sys->p_context, p_sys->p_buffer_out,
 336                                   AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE, &frame );
 337
 338 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 4673
 339     if ( b_hurry_up )
 340     {
 341         p_sys->p_context->mb_decision = p_enc->i_hq;
 342     }
 343 #endif
 344
 345     if( i_out > 0 )
 346     {
 347         block_t *p_block = block_New( p_enc, i_out );
 348         memcpy( p_block->p_buffer, p_sys->p_buffer_out, i_out );
 349
 350         if( p_sys->p_context->coded_frame->pts != 0 &&
 351             p_sys->i_buggy_pts_detect != p_sys->p_context->coded_frame->pts )
 352         {
 353             p_sys->i_buggy_pts_detect = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 354
 355             /* FIXME, 3-2 pulldown is not handled correctly */
 356             p_block->i_length = I64C(1000000) *
 357                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base /
 358                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 359             p_block->i_pts    = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 360
 361             if( !p_sys->p_context->delay ||
 362                 ( p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_I_TYPE &&
 363                   p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_P_TYPE ) )
 364             {
 365                 p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 366             }
 367             else
 368             {
 369                 if( p_sys->i_last_ref_pts )
 370                 {
 371                     p_block->i_dts = p_sys->i_last_ref_pts;
 372                 }
 373                 else
 374                 {
 375                     /* Let's put something sensible */
 376                     p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 377                 }
 378
 379                 p_sys->i_last_ref_pts = p_block->i_pts;
 380             }
 381         }
 382         else
 383         {
 384             /* Buggy libavcodec which doesn't update coded_frame->pts
 385              * correctly */
 386             p_block->i_length = I64C(1000000) *
 387                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base /
 388                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 389             p_block->i_dts = p_block->i_pts = p_pict->date;
 390         }
 391
 392         return p_block;
 393     }
 394
 395     return NULL;
 396 }
 397
 398 /****************************************************************************
 399  * EncodeAudio: the whole thing
 400  ****************************************************************************/
 401 static block_t *EncodeAudio( encoder_t *p_enc, aout_buffer_t *p_aout_buf )
 402 {
 403     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 404     block_t *p_block, *p_chain = NULL;
 405
 406     char *p_buffer = p_aout_buf->p_buffer;
 407     int i_samples = p_aout_buf->i_nb_samples;
 408     int i_samples_delay = p_sys->i_samples_delay;
 409
 410     p_sys->i_pts = p_aout_buf->start_date -
 411                 (mtime_t)1000000 * (mtime_t)p_sys->i_samples_delay /
 412                 (mtime_t)p_enc->fmt_in.audio.i_rate;
 413
 414     p_sys->i_samples_delay += i_samples;
 415
 416     while( p_sys->i_samples_delay >= p_sys->p_context->frame_size )
 417     {
 418         int16_t *p_samples;
 419         int i_out;
 420
 421         if( i_samples_delay )
 422         {
 423             /* Take care of the left-over from last time */
 424             int i_delay_size = i_samples_delay * 2 *
 425                                  p_sys->p_context->channels;
 426             int i_size = p_sys->i_frame_size - i_delay_size;
 427
 428             p_samples = (int16_t *)p_sys->p_buffer;
 429             memcpy( p_sys->p_buffer + i_delay_size, p_buffer, i_size );
 430             p_buffer -= i_delay_size;
 431             i_samples += i_samples_delay;
 432             i_samples_delay = 0;
 433         }
 434         else
 435         {
 436             p_samples = (int16_t *)p_buffer;
 437         }
 438
 439         i_out = avcodec_encode_audio( p_sys->p_context, p_sys->p_buffer_out,
 440                                       2 * AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE,
 441                                       p_samples );
 442
 443 #if 0
 444         msg_Warn( p_enc, "avcodec_encode_audio: %d", i_out );
 445 #endif
 446         if( i_out < 0 ) break;
 447
 448         p_buffer += p_sys->i_frame_size;
 449         p_sys->i_samples_delay -= p_sys->p_context->frame_size;
 450         i_samples -= p_sys->p_context->frame_size;
 451
 452         if( i_out == 0 ) continue;
 453
 454         p_block = block_New( p_enc, i_out );
 455         memcpy( p_block->p_buffer, p_sys->p_buffer_out, i_out );
 456
 457         p_block->i_length = (mtime_t)1000000 *
 458             (mtime_t)p_sys->p_context->frame_size /
 459             (mtime_t)p_sys->p_context->sample_rate;
 460
 461         p_block->i_dts = p_block->i_pts = p_sys->i_pts;
 462
 463         /* Update pts */
 464         p_sys->i_pts += p_block->i_length;
 465         block_ChainAppend( &p_chain, p_block );
 466     }
 467
 468     /* Backup the remaining raw samples */
 469     if( i_samples )
 470     {
 471         memcpy( p_sys->p_buffer, p_buffer + i_samples_delay * 2 *
 472                 p_sys->p_context->channels,
 473                 i_samples * 2 * p_sys->p_context->channels );
 474     }
 475
 476     return p_chain;
 477 }
 478
 479 /*****************************************************************************
 480  * CloseEncoder: ffmpeg encoder destruction
 481  *****************************************************************************/
 482 void E_(CloseEncoder)( vlc_object_t *p_this )
 483 {
 484     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 485     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 486
 487     avcodec_close( p_sys->p_context );
 488     free( p_sys->p_context );
 489
 490     if( p_sys->p_buffer ) free( p_sys->p_buffer );
 491     if( p_sys->p_buffer_out ) free( p_sys->p_buffer_out );
 492
 493     free( p_sys );
 494 }