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 1.18 2003/12/04 23:15:01 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             av_d2q( p_enc->fmt_in.video.i_aspect * p_context->height /
 187                     p_context->width / VOUT_ASPECT_FACTOR, 255 );
 188 #else
 189         p_context->aspect_ratio = ((float)p_enc->fmt_in.video.i_aspect) /
 190             VOUT_ASPECT_FACTOR;
 191 #endif
 192
 193         p_sys->p_buffer_out = malloc( AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE );
 194
 195         p_enc->fmt_in.i_codec = VLC_FOURCC('I','4','2','0');
 196
 197         if ( p_enc->b_strict_rc )
 198         {
 199             p_context->rc_max_rate = p_enc->fmt_out.i_bitrate;
 200             p_context->rc_buffer_size = p_context->bit_rate / 2;
 201             p_context->rc_buffer_aggressivity = 1000.0; /* FIXME */
 202         }
 203
 204         if ( p_enc->b_pre_me )
 205         {
 206             p_context->pre_me = 1;
 207             p_context->me_pre_cmp = FF_CMP_CHROMA;
 208         }
 209     }
 210     else if( p_enc->fmt_in.i_cat == AUDIO_ES )
 211     {
 212         p_enc->fmt_in.i_codec  = AOUT_FMT_S16_NE;
 213         p_context->sample_rate = p_enc->fmt_in.audio.i_rate;
 214         p_context->channels    = p_enc->fmt_in.audio.i_channels;
 215         p_sys->i_frame_size = p_context->frame_size * 2 * p_context->channels;
 216         p_sys->p_buffer = malloc( p_sys->i_frame_size );
 217         p_sys->p_buffer_out = malloc( 2 * AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE );
 218     }
 219
 220     /* Misc parameters */
 221     p_context->bit_rate = p_enc->fmt_out.i_bitrate;
 222     p_context->gop_size = p_enc->i_key_int > 0 ? p_enc->i_key_int : 50;
 223     p_context->max_b_frames =
 224         __MIN( p_enc->i_b_frames, FF_MAX_B_FRAMES );
 225     p_context->b_frame_strategy = 0;
 226     p_context->b_quant_factor = 2.0;
 227
 228     if( p_enc->i_vtolerance > 0 )
 229     {
 230         p_context->bit_rate_tolerance = p_enc->i_vtolerance;
 231     }
 232     p_context->qmin = p_enc->i_qmin;
 233     p_context->qmax = p_enc->i_qmax;
 234
 235     p_context->mb_decision = p_enc->i_hq;
 236
 237     if( i_codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO )
 238     {
 239         /* XXX: hack: Force same codec (will be handled by transcode) */
 240         p_enc->fmt_in.i_codec = p_enc->fmt_out.i_codec;
 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     memset( &frame, 0, sizeof( AVFrame ) );
 300     for( i_plane = 0; i_plane < p_pict->i_planes; i_plane++ )
 301     {
 302         frame.data[i_plane] = p_pict->p[i_plane].p_pixels;
 303         frame.linesize[i_plane] = p_pict->p[i_plane].i_pitch;
 304     }
 305
 306     /* Set the pts of the frame being encoded (segfaults with mpeg4!)*/
 307     if( p_enc->fmt_out.i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p', 'g', 'v' ) ||
 308         p_enc->fmt_out.i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p', '1', 'v' ) ||
 309         p_enc->fmt_out.i_codec == VLC_FOURCC( 'm', 'p', '2', 'v' ) )
 310     {
 311         frame.pts = p_pict->date;
 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     }
 320     else
 321     {
 322         frame.pts = 0;
 323     }
 324
 325     /* Let ffmpeg select the frame type */
 326     frame.pict_type = 0;
 327     frame.repeat_pict = p_pict->i_nb_fields;
 328
 329 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 4684
 330     frame.interlaced_frame = !p_pict->b_progressive;
 331     frame.top_field_first = p_pict->b_top_field_first;
 332 #endif
 333
 334     i_out = avcodec_encode_video( p_sys->p_context, p_sys->p_buffer_out,
 335                                   AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE, &frame );
 336
 337     if ( b_hurry_up )
 338     {
 339         p_sys->p_context->mb_decision = p_enc->i_hq;
 340     }
 341
 342     if( i_out > 0 )
 343     {
 344         block_t *p_block = block_New( p_enc, i_out );
 345         memcpy( p_block->p_buffer, p_sys->p_buffer_out, i_out );
 346
 347         if( p_sys->p_context->coded_frame->pts != 0 &&
 348             p_sys->i_buggy_pts_detect != p_sys->p_context->coded_frame->pts )
 349         {
 350             p_sys->i_buggy_pts_detect = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 351
 352             /* FIXME, 3-2 pulldown is not handled correctly */
 353             p_block->i_length = I64C(1000000) *
 354                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base /
 355                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 356             p_block->i_pts    = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 357
 358             if( !p_sys->p_context->delay ||
 359                 ( p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_I_TYPE &&
 360                   p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_P_TYPE ) )
 361             {
 362                 p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 363             }
 364             else
 365             {
 366                 if( p_sys->i_last_ref_pts )
 367                 {
 368                     p_block->i_dts = p_sys->i_last_ref_pts;
 369                 }
 370                 else
 371                 {
 372                     /* Let's put something sensible */
 373                     p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 374                 }
 375
 376                 p_sys->i_last_ref_pts = p_block->i_pts;
 377             }
 378         }
 379         else
 380         {
 381             /* Buggy libavcodec which doesn't update coded_frame->pts
 382              * correctly */
 383             p_block->i_length = I64C(1000000) *
 384                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate_base /
 385                 p_enc->fmt_in.video.i_frame_rate;
 386             p_block->i_dts = p_block->i_pts = p_pict->date;
 387         }
 388
 389         return p_block;
 390     }
 391
 392     return NULL;
 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->fmt_in.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 + i_samples_delay * 2 *
 469                 p_sys->p_context->channels, p_buffer,
 470                 i_samples * 2 * p_sys->p_context->channels );
 471     }
 472
 473     return p_chain;
 474 }
 475
 476 /*****************************************************************************
 477  * CloseEncoder: ffmpeg encoder destruction
 478  *****************************************************************************/
 479 void E_(CloseEncoder)( 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
 487     if( p_sys->p_buffer ) free( p_sys->p_buffer );
 488     if( p_sys->p_buffer_out ) free( p_sys->p_buffer_out );
 489
 490     free( p_sys );
 491 }