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 1.19 2003/12/07 12:11:13 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         if( E_(GetFfmpegChroma)( p_enc->fmt_out.i_codec ) < 0 )
 102         {
 103             /* handed chroma output */
 104             return VLC_EGENERIC;
 105         }
 106         i_cat      = VIDEO_ES;
 107         i_codec_id = CODEC_ID_RAWVIDEO;
 108         psz_namecodec = "Raw video";
 109     }
 110
 111
 112     if( p_enc->fmt_out.i_cat == VIDEO_ES && 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     if( p_enc->fmt_out.i_cat == AUDIO_ES && i_cat != AUDIO_ES )
 119     {
 120         msg_Err( p_enc, "\"%s\" is not an audio encoder", psz_namecodec );
 121         return VLC_EGENERIC;
 122     }
 123
 124     /* Initialization must be done before avcodec_find_decoder() */
 125     E_(InitLibavcodec)(p_this);
 126
 127     p_codec = avcodec_find_encoder( i_codec_id );
 128     if( !p_codec )
 129     {
 130         msg_Err( p_enc, "cannot find encoder %s", psz_namecodec );
 131         return VLC_EGENERIC;
 132     }
 133
 134     /* Allocate the memory needed to store the decoder's structure */
 135     if( ( p_sys = (encoder_sys_t *)malloc(sizeof(encoder_sys_t)) ) == NULL )
 136     {
 137         msg_Err( p_enc, "out of memory" );
 138         return VLC_EGENERIC;
 139     }
 140     p_enc->p_sys = p_sys;
 141     p_sys->p_codec = p_codec;
 142
 143     p_enc->pf_encode_video = EncodeVideo;
 144     p_enc->pf_encode_audio = EncodeAudio;
 145
 146     p_sys->p_buffer_out = NULL;
 147     p_sys->p_buffer = NULL;
 148
 149     p_sys->p_context = p_context = avcodec_alloc_context();
 150
 151     /* Set CPU capabilities */
 152     p_context->dsp_mask = 0;
 153     if( !(p_enc->p_libvlc->i_cpu & CPU_CAPABILITY_MMX) )
 154     {
 155         p_context->dsp_mask |= FF_MM_MMX;
 156     }
 157     if( !(p_enc->p_libvlc->i_cpu & CPU_CAPABILITY_MMXEXT) )
 158     {
 159         p_context->dsp_mask |= FF_MM_MMXEXT;
 160     }
 161     if( !(p_enc->p_libvlc->i_cpu & CPU_CAPABILITY_3DNOW) )
 162     {
 163         p_context->dsp_mask |= FF_MM_3DNOW;
 164     }
 165     if( !(p_enc->p_libvlc->i_cpu & CPU_CAPABILITY_SSE) )
 166     {
 167         p_context->dsp_mask |= FF_MM_SSE;
 168         p_context->dsp_mask |= FF_MM_SSE2;
 169     }
 170
 171     /* Make sure we get extradata filled by the encoder */
 172     p_context->extradata_size = 0;
 173     p_context->extradata = NULL;
 174     p_context->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 175
 176     if( p_enc->fmt_in.i_cat == VIDEO_ES )
 177     {
 178         p_context->width = p_enc->fmt_in.video.i_width;
 179         p_context->height = p_enc->fmt_in.video.i_height;
 180
 181         p_context->frame_rate = p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 182         p_context->frame_rate_base= p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base;
 183
 184 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 4687
 185         p_context->sample_aspect_ratio =
 186             (AVRational){ p_enc->fmt_in.video.i_aspect *
 187                           (int64_t)p_context->height / p_context->width,
 188                           VOUT_ASPECT_FACTOR };
 189 #else
 190         p_context->aspect_ratio = ((float)p_enc->fmt_in.video.i_aspect) /
 191             VOUT_ASPECT_FACTOR;
 192 #endif
 193
 194         p_sys->p_buffer_out = malloc( AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE );
 195
 196         p_enc->fmt_in.i_codec = VLC_FOURCC('I','4','2','0');
 197
 198         if ( p_enc->b_strict_rc )
 199         {
 200             p_context->rc_max_rate = p_enc->fmt_out.i_bitrate;
 201             p_context->rc_buffer_size = p_context->bit_rate / 2;
 202             p_context->rc_buffer_aggressivity = 1000.0; /* FIXME */
 203         }
 204
 205         if ( p_enc->b_pre_me )
 206         {
 207             p_context->pre_me = 1;
 208             p_context->me_pre_cmp = FF_CMP_CHROMA;
 209         }
 210     }
 211     else if( p_enc->fmt_in.i_cat == AUDIO_ES )
 212     {
 213         p_enc->fmt_in.i_codec  = AOUT_FMT_S16_NE;
 214         p_context->sample_rate = p_enc->fmt_in.audio.i_rate;
 215         p_context->channels    = p_enc->fmt_in.audio.i_channels;
 216         p_sys->i_frame_size = p_context->frame_size * 2 * p_context->channels;
 217         p_sys->p_buffer = malloc( p_sys->i_frame_size );
 218         p_sys->p_buffer_out = malloc( 2 * AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE );
 219     }
 220
 221     /* Misc parameters */
 222     p_context->bit_rate = p_enc->fmt_out.i_bitrate;
 223     p_context->gop_size = p_enc->i_key_int > 0 ? p_enc->i_key_int : 50;
 224     p_context->max_b_frames =
 225         __MIN( p_enc->i_b_frames, FF_MAX_B_FRAMES );
 226     p_context->b_frame_strategy = 0;
 227     p_context->b_quant_factor = 2.0;
 228
 229     if( p_enc->i_vtolerance > 0 )
 230     {
 231         p_context->bit_rate_tolerance = p_enc->i_vtolerance;
 232     }
 233     p_context->qmin = p_enc->i_qmin;
 234     p_context->qmax = p_enc->i_qmax;
 235
 236     p_context->mb_decision = p_enc->i_hq;
 237
 238     if( i_codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO )
 239     {
 240         /* XXX: hack: Force same codec (will be handled by transcode) */
 241         p_enc->fmt_in.i_codec = p_enc->fmt_out.i_codec;
 242         p_context->pix_fmt = E_(GetFfmpegChroma)( p_enc->fmt_in.i_codec );
 243     }
 244
 245     /* Make sure we get extradata filled by the encoder */
 246     p_context->extradata_size = 0;
 247     p_context->extradata = NULL;
 248     p_context->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 249
 250     if( avcodec_open( p_context, p_codec ) )
 251     {
 252         if( p_enc->fmt_in.i_cat == AUDIO_ES && p_context->channels > 2 )
 253         {
 254             p_context->channels = 2;
 255             p_enc->fmt_in.audio.i_channels = 2; // FIXME
 256             if( avcodec_open( p_context, p_codec ) )
 257             {
 258                 msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 259                 return VLC_EGENERIC;
 260             }
 261             msg_Warn( p_enc, "stereo mode selected (codec limitation)" );
 262         }
 263         else
 264         {
 265             msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 266             return VLC_EGENERIC;
 267         }
 268     }
 269
 270     p_enc->fmt_out.i_extra = p_context->extradata_size;
 271     p_enc->fmt_out.p_extra = p_context->extradata;
 272     p_context->flags &= ~CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 273
 274     if( p_enc->fmt_in.i_cat == AUDIO_ES )
 275     {
 276         p_sys->i_frame_size = p_context->frame_size * 2 * p_context->channels;
 277         p_sys->p_buffer = malloc( p_sys->i_frame_size );
 278     }
 279
 280     p_sys->i_last_ref_pts = 0;
 281     p_sys->i_buggy_pts_detect = 0;
 282     p_sys->i_samples_delay = 0;
 283     p_sys->i_pts = 0;
 284
 285     msg_Dbg( p_enc, "found encoder %s", psz_namecodec );
 286
 287     return VLC_SUCCESS;
 288 }
 289
 290 /****************************************************************************
 291  * EncodeVideo: the whole thing
 292  ****************************************************************************/
 293 static block_t *EncodeVideo( encoder_t *p_enc, picture_t *p_pict )
 294 {
 295     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 296     AVFrame frame;
 297     int i_out, i_plane;
 298     vlc_bool_t b_hurry_up = 0;
 299
 300     memset( &frame, 0, sizeof( AVFrame ) );
 301     for( i_plane = 0; i_plane < p_pict->i_planes; i_plane++ )
 302     {
 303         frame.data[i_plane] = p_pict->p[i_plane].p_pixels;
 304         frame.linesize[i_plane] = p_pict->p[i_plane].i_pitch;
 305     }
 306
 307     /* Set the pts of the frame being encoded (segfaults with mpeg4!)*/
 308     if( p_enc->fmt_out.i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p', 'g', 'v' ) ||
 309         p_enc->fmt_out.i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p', '1', 'v' ) ||
 310         p_enc->fmt_out.i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p', '2', 'v' ) )
 311     {
 312         frame.pts = p_pict->date;
 313         if ( frame.pts && mdate() + HURRY_UP_GUARD > frame.pts
 314               && p_enc->b_hurry_up )
 315         {
 316             msg_Dbg( p_enc, "hurry up mode" );
 317             p_sys->p_context->mb_decision = FF_MB_DECISION_SIMPLE;
 318             b_hurry_up = 1;
 319         }
 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 >= 4684
 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 ( b_hurry_up )
 339     {
 340         p_sys->p_context->mb_decision = p_enc->i_hq;
 341     }
 342
 343     if( i_out > 0 )
 344     {
 345         block_t *p_block = block_New( p_enc, i_out );
 346         memcpy( p_block->p_buffer, p_sys->p_buffer_out, i_out );
 347
 348         if( p_sys->p_context->coded_frame->pts != 0 &&
 349             p_sys->i_buggy_pts_detect != p_sys->p_context->coded_frame->pts )
 350         {
 351             p_sys->i_buggy_pts_detect = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 352
 353             /* FIXME, 3-2 pulldown is not handled correctly */
 354             p_block->i_length = I64C(1000000) *
 355                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base /
 356                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 357             p_block->i_pts    = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 358
 359             if( !p_sys->p_context->delay ||
 360                 ( p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_I_TYPE &&
 361                   p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_P_TYPE ) )
 362             {
 363                 p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 364             }
 365             else
 366             {
 367                 if( p_sys->i_last_ref_pts )
 368                 {
 369                     p_block->i_dts = p_sys->i_last_ref_pts;
 370                 }
 371                 else
 372                 {
 373                     /* Let's put something sensible */
 374                     p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 375                 }
 376
 377                 p_sys->i_last_ref_pts = p_block->i_pts;
 378             }
 379         }
 380         else
 381         {
 382             /* Buggy libavcodec which doesn't update coded_frame->pts
 383              * correctly */
 384             p_block->i_length = I64C(1000000) *
 385                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base /
 386                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 387             p_block->i_dts = p_block->i_pts = p_pict->date;
 388         }
 389
 390         return p_block;
 391     }
 392
 393     return NULL;
 394 }
 395
 396 /****************************************************************************
 397  * EncodeAudio: the whole thing
 398  ****************************************************************************/
 399 static block_t *EncodeAudio( encoder_t *p_enc, aout_buffer_t *p_aout_buf )
 400 {
 401     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 402     block_t *p_block, *p_chain = NULL;
 403
 404     char *p_buffer = p_aout_buf->p_buffer;
 405     int i_samples = p_aout_buf->i_nb_samples;
 406     int i_samples_delay = p_sys->i_samples_delay;
 407
 408     p_sys->i_pts = p_aout_buf->start_date -
 409                 (mtime_t)1000000 * (mtime_t)p_sys->i_samples_delay /
 410                 (mtime_t)p_enc->fmt_in.audio.i_rate;
 411
 412     p_sys->i_samples_delay += i_samples;
 413
 414     while( p_sys->i_samples_delay >= p_sys->p_context->frame_size )
 415     {
 416         int16_t *p_samples;
 417         int i_out;
 418
 419         if( i_samples_delay )
 420         {
 421             /* Take care of the left-over from last time */
 422             int i_delay_size = i_samples_delay * 2 *
 423                                  p_sys->p_context->channels;
 424             int i_size = p_sys->i_frame_size - i_delay_size;
 425
 426             p_samples = (int16_t *)p_sys->p_buffer;
 427             memcpy( p_sys->p_buffer + i_delay_size, p_buffer, i_size );
 428             p_buffer -= i_delay_size;
 429             i_samples += i_samples_delay;
 430             i_samples_delay = 0;
 431         }
 432         else
 433         {
 434             p_samples = (int16_t *)p_buffer;
 435         }
 436
 437         i_out = avcodec_encode_audio( p_sys->p_context, p_sys->p_buffer_out,
 438                                       2 * AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE,
 439                                       p_samples );
 440
 441 #if 0
 442         msg_Warn( p_enc, "avcodec_encode_audio: %d", i_out );
 443 #endif
 444         if( i_out < 0 ) break;
 445
 446         p_buffer += p_sys->i_frame_size;
 447         p_sys->i_samples_delay -= p_sys->p_context->frame_size;
 448         i_samples -= p_sys->p_context->frame_size;
 449
 450         if( i_out == 0 ) continue;
 451
 452         p_block = block_New( p_enc, i_out );
 453         memcpy( p_block->p_buffer, p_sys->p_buffer_out, i_out );
 454
 455         p_block->i_length = (mtime_t)1000000 *
 456             (mtime_t)p_sys->p_context->frame_size /
 457             (mtime_t)p_sys->p_context->sample_rate;
 458
 459         p_block->i_dts = p_block->i_pts = p_sys->i_pts;
 460
 461         /* Update pts */
 462         p_sys->i_pts += p_block->i_length;
 463         block_ChainAppend( &p_chain, p_block );
 464     }
 465
 466     /* Backup the remaining raw samples */
 467     if( i_samples )
 468     {
 469         memcpy( p_sys->p_buffer + i_samples_delay * 2 *
 470                 p_sys->p_context->channels, p_buffer,
 471                 i_samples * 2 * p_sys->p_context->channels );
 472     }
 473
 474     return p_chain;
 475 }
 476
 477 /*****************************************************************************
 478  * CloseEncoder: ffmpeg encoder destruction
 479  *****************************************************************************/
 480 void E_(CloseEncoder)( vlc_object_t *p_this )
 481 {
 482     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 483     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 484
 485     avcodec_close( p_sys->p_context );
 486     free( p_sys->p_context );
 487
 488     if( p_sys->p_buffer ) free( p_sys->p_buffer );
 489     if( p_sys->p_buffer_out ) free( p_sys->p_buffer_out );
 490
 491     free( p_sys );
 492 }