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 1.4 2003/11/05 17:46:21 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 <stdlib.h>                                      /* malloc(), free() */
  29 #include <string.h>
  30
  31 #include <vlc/vlc.h>
  32 #include <vlc/vout.h>
  33 #include <vlc/aout.h>
  34 #include <vlc/decoder.h>
  35 #include <vlc/input.h>
  36 #include <vlc/sout.h>
  37
  38 #include "aout_internal.h"
  39
  40 /* ffmpeg header */
  41 #ifdef HAVE_FFMPEG_AVCODEC_H
  42 #   include <ffmpeg/avcodec.h>
  43 #else
  44 #   include <avcodec.h>
  45 #endif
  46
  47 #include "ffmpeg.h"
  48
  49 #define AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE (3*1024*1024)
  50
  51 /*****************************************************************************
  52  * Local prototypes
  53  *****************************************************************************/
  54 int  E_(OpenVideoEncoder) ( vlc_object_t * );
  55 void E_(CloseVideoEncoder)( vlc_object_t * );
  56
  57 int  E_(OpenAudioEncoder) ( vlc_object_t * );
  58 void E_(CloseAudioEncoder)( vlc_object_t * );
  59
  60 static block_t *EncodeVideo( encoder_t *, picture_t * );
  61 static block_t *EncodeAudio( encoder_t *, aout_buffer_t * );
  62
  63 /*****************************************************************************
  64  * encoder_sys_t : ffmpeg encoder descriptor
  65  *****************************************************************************/
  66 struct encoder_sys_t
  67 {
  68     /*
  69      * Ffmpeg properties
  70      */
  71     AVCodec         *p_codec;
  72     AVCodecContext  *p_context;
  73
  74     /*
  75      * Common properties
  76      */
  77     char *p_buffer;
  78     char *p_buffer_out;
  79
  80     /*
  81      * Videoo properties
  82      */
  83     mtime_t i_last_ref_pts;
  84     mtime_t i_buggy_pts_detect;
  85
  86     /*
  87      * Audio properties
  88      */
  89     int i_frame_size;
  90     int i_samples_delay;
  91     mtime_t i_pts;
  92 };
  93
  94 /*****************************************************************************
  95  * OpenVideoEncoder: probe the encoder
  96  *****************************************************************************/
  97 int E_(OpenVideoEncoder)( vlc_object_t *p_this )
  98 {
  99     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 100     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 101     AVCodecContext  *p_context;
 102     AVCodec *p_codec;
 103     int i_codec_id, i_cat;
 104     char *psz_namecodec;
 105
 106     if( !E_(GetFfmpegCodec)( p_enc->i_fourcc, &i_cat, &i_codec_id,
 107                              &psz_namecodec ) )
 108     {
 109         return VLC_EGENERIC;
 110     }
 111
 112     if( i_cat != VIDEO_ES )
 113     {
 114         msg_Err( p_enc, "\"%s\" is not a video encoder", psz_namecodec );
 115         return VLC_EGENERIC;
 116     }
 117
 118     /* Initialization must be done before avcodec_find_decoder() */
 119     E_(InitLibavcodec)(p_this);
 120
 121     p_codec = avcodec_find_encoder( i_codec_id );
 122     if( !p_codec )
 123     {
 124         msg_Err( p_enc, "cannot find encoder %s", psz_namecodec );
 125         return VLC_EGENERIC;
 126     }
 127
 128     /* Allocate the memory needed to store the decoder's structure */
 129     if( ( p_sys = (encoder_sys_t *)malloc(sizeof(encoder_sys_t)) ) == NULL )
 130     {
 131         msg_Err( p_enc, "out of memory" );
 132         return VLC_EGENERIC;
 133     }
 134     p_enc->p_sys = p_sys;
 135     p_sys->p_codec = p_codec;
 136
 137     p_enc->pf_header = NULL;
 138     p_enc->pf_encode_video = EncodeVideo;
 139     p_enc->format.video.i_chroma = VLC_FOURCC('I','4','2','0');
 140
 141     if( p_enc->i_fourcc == VLC_FOURCC( 'm','p','1','v' ) ||
 142         p_enc->i_fourcc == VLC_FOURCC( 'm','p','2','v' ) )
 143     {
 144         p_enc->i_fourcc = VLC_FOURCC( 'm','p','g','v' );
 145     }
 146
 147     p_sys->p_context = p_context = avcodec_alloc_context();
 148     p_context->width = p_enc->format.video.i_width;
 149     p_context->height = p_enc->format.video.i_height;
 150     p_context->bit_rate = p_enc->i_bitrate;
 151
 152     p_context->frame_rate = p_enc->i_frame_rate;
 153     p_context->frame_rate_base= p_enc->i_frame_rate_base;
 154
 155     p_context->gop_size = p_enc->i_key_int >= 0 ? p_enc->i_key_int : 50;
 156     p_context->max_b_frames =
 157         __MIN( p_enc->i_b_frames, FF_MAX_B_FRAMES );
 158     p_context->b_frame_strategy = 0;
 159     p_context->b_quant_factor = 2.0;
 160
 161     if( p_enc->i_vtolerance >= 0 )
 162     {
 163         p_context->bit_rate_tolerance = p_enc->i_vtolerance;
 164     }
 165     p_context->qmin = p_enc->i_qmin;
 166     p_context->qmax = p_enc->i_qmax;
 167
 168 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 4673
 169     p_context->mb_decision = p_enc->i_hq;
 170 #else
 171     if( p_enc->i_hq )
 172     {
 173         p_context->flags |= CODEC_FLAG_HQ;
 174     }
 175 #endif
 176
 177     if( i_codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO )
 178     {
 179         p_context->pix_fmt = E_(GetFfmpegChroma)( p_enc->i_fourcc );
 180     }
 181
 182     /* Make sure we get extradata filled by the encoder */
 183     p_context->extradata_size = 0;
 184     p_context->extradata = NULL;
 185     p_context->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 186
 187     if( avcodec_open( p_context, p_sys->p_codec ) )
 188     {
 189         msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 190         return VLC_EGENERIC;
 191     }
 192
 193     p_enc->i_extra_data = p_context->extradata_size;
 194     p_enc->p_extra_data = p_context->extradata;
 195     p_context->flags &= ~CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 196
 197     p_sys->p_buffer_out = malloc( AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE );
 198     p_sys->i_last_ref_pts = 0;
 199     p_sys->i_buggy_pts_detect = 0;
 200
 201     msg_Dbg( p_enc, "found encoder %s", psz_namecodec );
 202
 203     return VLC_SUCCESS;
 204 }
 205
 206 /****************************************************************************
 207  * EncodeVideo: the whole thing
 208  ****************************************************************************/
 209 static block_t *EncodeVideo( encoder_t *p_enc, picture_t *p_pict )
 210 {
 211     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 212     AVFrame frame;
 213     int i_out, i_plane;
 214
 215     for( i_plane = 0; i_plane < p_pict->i_planes; i_plane++ )
 216     {
 217         frame.data[i_plane] = p_pict->p[i_plane].p_pixels;
 218         frame.linesize[i_plane] = p_pict->p[i_plane].i_pitch;
 219     }
 220
 221     /* Set the pts of the frame being encoded (segfaults with mpeg4!)*/
 222     if( p_enc->i_fourcc == VLC_FOURCC( 'm', 'p', 'g', 'v' ) )
 223         frame.pts = p_pict->date;
 224     else
 225         frame.pts = 0;
 226
 227     /* Let ffmpeg select the frame type */
 228     frame.pict_type = 0;
 229
 230     i_out = avcodec_encode_video( p_sys->p_context, p_sys->p_buffer_out,
 231                                   AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE, &frame );
 232     if( i_out > 0 )
 233     {
 234         block_t *p_block = block_New( p_enc, i_out );
 235         memcpy( p_block->p_buffer, p_sys->p_buffer_out, i_out );
 236
 237         if( p_sys->p_context->coded_frame->pts != 0 &&
 238             p_sys->i_buggy_pts_detect != p_sys->p_context->coded_frame->pts )
 239         {
 240             p_sys->i_buggy_pts_detect = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 241
 242             /* FIXME, 3-2 pulldown is not handled correctly */
 243             p_block->i_length = I64C(1000000) * p_enc->i_frame_rate_base /
 244                                   p_enc->i_frame_rate;
 245             p_block->i_pts    = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 246
 247             if( !p_sys->p_context->delay ||
 248                 ( p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_I_TYPE &&
 249                   p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_P_TYPE ) )
 250             {
 251                 p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 252             }
 253             else
 254             {
 255                 if( p_sys->i_last_ref_pts )
 256                 {
 257                     p_block->i_dts = p_sys->i_last_ref_pts;
 258                 }
 259                 else
 260                 {
 261                     /* Let's put something sensible */
 262                     p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 263                 }
 264
 265                 p_sys->i_last_ref_pts = p_block->i_pts;
 266             }
 267         }
 268         else
 269         {
 270             /* Buggy libavcodec which doesn't update coded_frame->pts
 271              * correctly */
 272             p_block->i_length = I64C(1000000) * p_enc->i_frame_rate_base /
 273                                   p_enc->i_frame_rate;
 274             p_block->i_dts = p_block->i_pts = p_pict->date;
 275         }
 276
 277         return p_block;
 278     }
 279
 280     return NULL;
 281 }
 282
 283 /*****************************************************************************
 284  * CloseVideoEncoder: ffmpeg video encoder destruction
 285  *****************************************************************************/
 286 void E_(CloseVideoEncoder)( vlc_object_t *p_this )
 287 {
 288     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 289     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 290
 291     avcodec_close( p_sys->p_context );
 292     free( p_sys->p_context );
 293     free( p_sys->p_buffer_out );
 294     free( p_sys );
 295 }
 296
 297 /*****************************************************************************
 298  * OpenAudioEncoder: probe the encoder
 299  *****************************************************************************/
 300 int E_(OpenAudioEncoder)( vlc_object_t *p_this )
 301 {
 302     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 303     encoder_sys_t *p_sys;
 304     AVCodecContext *p_context;
 305     AVCodec *p_codec;
 306     int i_codec_id, i_cat;
 307     char *psz_namecodec;
 308
 309     if( !E_(GetFfmpegCodec)( p_enc->i_fourcc, &i_cat, &i_codec_id,
 310                              &psz_namecodec ) )
 311     {
 312         return VLC_EGENERIC;
 313     }
 314
 315     if( i_cat != AUDIO_ES )
 316     {
 317         msg_Err( p_enc, "\"%s\" is not an audio encoder", psz_namecodec );
 318         return VLC_EGENERIC;
 319     }
 320
 321     /* Initialization must be done before avcodec_find_decoder() */
 322     E_(InitLibavcodec)(p_this);
 323
 324     p_codec = avcodec_find_encoder( i_codec_id );
 325     if( !p_codec )
 326     {
 327         msg_Err( p_enc, "cannot find encoder %s", psz_namecodec );
 328         return VLC_EGENERIC;
 329     }
 330
 331     /* Allocate the memory needed to store the decoder's structure */
 332     if( ( p_sys = (encoder_sys_t *)malloc(sizeof(encoder_sys_t)) ) == NULL )
 333     {
 334         msg_Err( p_enc, "out of memory" );
 335         return VLC_EGENERIC;
 336     }
 337     p_enc->p_sys = p_sys;
 338     p_sys->p_codec = p_codec;
 339
 340     p_enc->pf_header = NULL;
 341     p_enc->pf_encode_audio = EncodeAudio;
 342     p_enc->format.audio.i_format = VLC_FOURCC('s','1','6','n');
 343
 344     p_sys->p_context = p_context = avcodec_alloc_context();
 345     p_context->bit_rate    = p_enc->i_bitrate;
 346     p_context->sample_rate = p_enc->format.audio.i_rate;
 347     p_context->channels    =
 348         aout_FormatNbChannels( &p_enc->format.audio );
 349
 350     /* Make sure we get extradata filled by the encoder */
 351     p_context->extradata_size = 0;
 352     p_context->extradata = NULL;
 353     p_context->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 354
 355     if( avcodec_open( p_context, p_codec ) < 0 )
 356     {
 357         if( p_context->channels > 2 )
 358         {
 359             p_context->channels = 2;
 360             //id->f_dst.i_channels   = 2;
 361             if( avcodec_open( p_context, p_codec ) < 0 )
 362             {
 363                 msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 364                 return VLC_EGENERIC;
 365             }
 366             msg_Warn( p_enc, "stereo mode selected (codec limitation)" );
 367         }
 368         else
 369         {
 370             msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 371             return VLC_EGENERIC;
 372         }
 373     }
 374
 375     p_enc->i_extra_data = p_context->extradata_size;
 376     p_enc->p_extra_data = p_context->extradata;
 377     p_context->flags &= ~CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 378
 379     p_sys->i_frame_size = p_context->frame_size * 2 * p_context->channels;
 380     p_sys->p_buffer = malloc( p_sys->i_frame_size );
 381     p_sys->p_buffer_out = malloc( 2 * AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE );
 382
 383     msg_Warn( p_enc, "avcodec_setup_audio: %d %d %d %d",
 384               p_context->frame_size, p_context->bit_rate, p_context->channels,
 385               p_context->sample_rate );
 386
 387     p_sys->i_samples_delay = 0;
 388     p_sys->i_pts = 0;
 389
 390     msg_Dbg( p_enc, "found encoder %s", psz_namecodec );
 391
 392     return VLC_SUCCESS;
 393 }
 394
 395 /****************************************************************************
 396  * EncodeAudio: the whole thing
 397  ****************************************************************************/
 398 static block_t *EncodeAudio( encoder_t *p_enc, aout_buffer_t *p_aout_buf )
 399 {
 400     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 401     block_t *p_block, *p_chain = NULL;
 402
 403     char *p_buffer = p_aout_buf->p_buffer;
 404     int i_samples = p_aout_buf->i_nb_samples;
 405     int i_samples_delay = p_sys->i_samples_delay;
 406
 407     p_sys->i_pts = p_aout_buf->start_date -
 408                 (mtime_t)1000000 * (mtime_t)p_sys->i_samples_delay /
 409                 (mtime_t)p_enc->format.audio.i_rate;
 410
 411     p_sys->i_samples_delay += i_samples;
 412
 413     while( p_sys->i_samples_delay >= p_sys->p_context->frame_size )
 414     {
 415         int16_t *p_samples;
 416         int i_out;
 417
 418         if( i_samples_delay )
 419         {
 420             /* Take care of the left-over from last time */
 421             int i_delay_size = i_samples_delay * 2 *
 422                                  p_sys->p_context->channels;
 423             int i_size = p_sys->i_frame_size - i_delay_size;
 424
 425             p_samples = (int16_t *)p_sys->p_buffer;
 426             memcpy( p_sys->p_buffer + i_delay_size, p_buffer, i_size );
 427             p_buffer -= i_delay_size;
 428             i_samples += i_samples_delay;
 429             i_samples_delay = 0;
 430         }
 431         else
 432         {
 433             p_samples = (int16_t *)p_buffer;
 434         }
 435
 436         i_out = avcodec_encode_audio( p_sys->p_context, p_sys->p_buffer_out,
 437                                       2 * AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE,
 438                                       p_samples );
 439
 440 #if 0
 441         msg_Warn( p_enc, "avcodec_encode_audio: %d", i_out );
 442 #endif
 443         if( i_out < 0 ) break;
 444
 445         p_buffer += p_sys->i_frame_size;
 446         p_sys->i_samples_delay -= p_sys->p_context->frame_size;
 447         i_samples -= p_sys->p_context->frame_size;
 448
 449         if( i_out == 0 ) continue;
 450
 451         p_block = block_New( p_enc, i_out );
 452         memcpy( p_block->p_buffer, p_sys->p_buffer_out, i_out );
 453
 454         p_block->i_length = (mtime_t)1000000 *
 455             (mtime_t)p_sys->p_context->frame_size /
 456             (mtime_t)p_sys->p_context->sample_rate;
 457
 458         p_block->i_dts = p_block->i_pts = p_sys->i_pts;
 459
 460         /* Update pts */
 461         p_sys->i_pts += p_block->i_length;
 462         block_ChainAppend( &p_chain, p_block );
 463     }
 464
 465     /* Backup the remaining raw samples */
 466     if( i_samples )
 467     {
 468         memcpy( p_sys->p_buffer, p_buffer + i_samples_delay * 2 *
 469                 p_sys->p_context->channels,
 470                 i_samples * 2 * p_sys->p_context->channels );
 471     }
 472
 473     return p_chain;
 474 }
 475
 476 /*****************************************************************************
 477  * CloseAudioEncoder: ffmpeg audio encoder destruction
 478  *****************************************************************************/
 479 void E_(CloseAudioEncoder)( vlc_object_t *p_this )
 480 {
 481     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 482     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 483
 484     avcodec_close( p_sys->p_context );
 485     free( p_sys->p_context );
 486     free( p_sys->p_buffer );
 487     free( p_sys->p_buffer_out );
 488     free( p_sys );
 489 }