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 1.3 2003/10/27 19:48:16 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      * Packetizer output properties
  76      */
  77     sout_packetizer_input_t *p_sout_input;
  78     sout_format_t           sout_format;
  79
  80     /*
  81      * Common properties
  82      */
  83     char *p_buffer;
  84     char *p_buffer_out;
  85
  86     /*
  87      * Videoo properties
  88      */
  89     mtime_t i_last_ref_pts;
  90     mtime_t i_buggy_pts_detect;
  91
  92     /*
  93      * Audio properties
  94      */
  95     int i_frame_size;
  96     int i_samples_delay;
  97     mtime_t i_pts;
  98 };
  99
 100 /*****************************************************************************
 101  * OpenVideoEncoder: probe the encoder
 102  *****************************************************************************/
 103 int E_(OpenVideoEncoder)( vlc_object_t *p_this )
 104 {
 105     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 106     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 107     AVCodecContext  *p_context;
 108     AVCodec *p_codec;
 109     int i_codec_id, i_cat;
 110     char *psz_namecodec;
 111
 112     if( !E_(GetFfmpegCodec)( p_enc->i_fourcc, &i_cat, &i_codec_id,
 113                              &psz_namecodec ) )
 114     {
 115         return VLC_EGENERIC;
 116     }
 117
 118     if( i_cat != VIDEO_ES )
 119     {
 120         msg_Err( p_enc, "\"%s\" is not a video 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_header = NULL;
 144     p_enc->pf_encode_video = EncodeVideo;
 145     p_enc->format.video.i_chroma = VLC_FOURCC('I','4','2','0');
 146
 147     if( p_enc->i_fourcc == VLC_FOURCC( 'm','p','1','v' ) ||
 148         p_enc->i_fourcc == VLC_FOURCC( 'm','p','2','v' ) )
 149     {
 150         p_enc->i_fourcc = VLC_FOURCC( 'm','p','g','v' );
 151     }
 152
 153     p_sys->p_context = p_context = avcodec_alloc_context();
 154     p_context->width = p_enc->format.video.i_width;
 155     p_context->height = p_enc->format.video.i_height;
 156     p_context->bit_rate = p_enc->i_bitrate;
 157
 158     p_context->frame_rate = p_enc->i_frame_rate;
 159     p_context->frame_rate_base= p_enc->i_frame_rate_base;
 160
 161     p_context->gop_size = p_enc->i_key_int >= 0 ? p_enc->i_key_int : 50;
 162     p_context->max_b_frames =
 163         __MIN( p_enc->i_b_frames, FF_MAX_B_FRAMES );
 164     p_context->b_frame_strategy = 0;
 165     p_context->b_quant_factor = 2.0;
 166
 167     if( p_enc->i_vtolerance >= 0 )
 168     {
 169         p_context->bit_rate_tolerance = p_enc->i_vtolerance;
 170     }
 171     p_context->qmin = p_enc->i_qmin;
 172     p_context->qmax = p_enc->i_qmax;
 173
 174 #if LIBAVCODEC_BUILD >= 4673
 175     p_context->mb_decision = p_enc->i_hq;
 176 #else
 177     if( p_enc->i_hq )
 178     {
 179         p_context->flags |= CODEC_FLAG_HQ;
 180     }
 181 #endif
 182
 183     if( i_codec_id == CODEC_ID_RAWVIDEO )
 184     {
 185         p_context->pix_fmt = E_(GetFfmpegChroma)( p_enc->i_fourcc );
 186     }
 187
 188     /* Make sure we get extradata filled by the encoder */
 189     p_context->extradata_size = 0;
 190     p_context->extradata = NULL;
 191     p_context->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 192
 193     if( avcodec_open( p_context, p_sys->p_codec ) )
 194     {
 195         msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 196         return VLC_EGENERIC;
 197     }
 198
 199     p_enc->i_extra_data = p_context->extradata_size;
 200     p_enc->p_extra_data = p_context->extradata;
 201     p_context->flags &= ~CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 202
 203     p_sys->p_buffer_out = malloc( AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE );
 204     p_sys->i_last_ref_pts = 0;
 205     p_sys->i_buggy_pts_detect = 0;
 206
 207     msg_Dbg( p_enc, "found encoder %s", psz_namecodec );
 208
 209     return VLC_SUCCESS;
 210 }
 211
 212 /****************************************************************************
 213  * EncodeVideo: the whole thing
 214  ****************************************************************************/
 215 static block_t *EncodeVideo( encoder_t *p_enc, picture_t *p_pict )
 216 {
 217     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 218     AVFrame frame;
 219     int i_out, i_plane;
 220
 221     for( i_plane = 0; i_plane < p_pict->i_planes; i_plane++ )
 222     {
 223         frame.data[i_plane] = p_pict->p[i_plane].p_pixels;
 224         frame.linesize[i_plane] = p_pict->p[i_plane].i_pitch;
 225     }
 226
 227     /* Set the pts of the frame being encoded (segfaults with mpeg4!)*/
 228     if( p_enc->i_fourcc == VLC_FOURCC( 'm', 'p', 'g', 'v' ) )
 229         frame.pts = p_pict->date;
 230     else
 231         frame.pts = 0;
 232
 233     /* Let ffmpeg select the frame type */
 234     frame.pict_type = 0;
 235
 236     i_out = avcodec_encode_video( p_sys->p_context, p_sys->p_buffer_out,
 237                                   AVCODEC_MAX_VIDEO_FRAME_SIZE, &frame );
 238     if( i_out > 0 )
 239     {
 240         block_t *p_block = block_New( p_enc, i_out );
 241         memcpy( p_block->p_buffer, p_sys->p_buffer_out, i_out );
 242
 243         if( p_sys->p_context->coded_frame->pts != 0 &&
 244             p_sys->i_buggy_pts_detect != p_sys->p_context->coded_frame->pts )
 245         {
 246             p_sys->i_buggy_pts_detect = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 247
 248             /* FIXME, 3-2 pulldown is not handled correctly */
 249             p_block->i_length = I64C(1000000) * p_enc->i_frame_rate_base /
 250                                   p_enc->i_frame_rate;
 251             p_block->i_pts    = p_sys->p_context->coded_frame->pts;
 252
 253             if( !p_sys->p_context->delay ||
 254                 ( p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_I_TYPE &&
 255                   p_sys->p_context->coded_frame->pict_type != FF_P_TYPE ) )
 256             {
 257                 p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 258             }
 259             else
 260             {
 261                 if( p_sys->i_last_ref_pts )
 262                 {
 263                     p_block->i_dts = p_sys->i_last_ref_pts;
 264                 }
 265                 else
 266                 {
 267                     /* Let's put something sensible */
 268                     p_block->i_dts = p_block->i_pts;
 269                 }
 270
 271                 p_sys->i_last_ref_pts = p_block->i_pts;
 272             }
 273         }
 274         else
 275         {
 276             /* Buggy libavcodec which doesn't update coded_frame->pts
 277              * correctly */
 278             p_block->i_length = I64C(1000000) * p_enc->i_frame_rate_base /
 279                                   p_enc->i_frame_rate;
 280             p_block->i_dts = p_block->i_pts = p_pict->date;
 281         }
 282
 283         return p_block;
 284     }
 285
 286     return NULL;
 287 }
 288
 289 /*****************************************************************************
 290  * CloseVideoEncoder: ffmpeg video encoder destruction
 291  *****************************************************************************/
 292 void E_(CloseVideoEncoder)( vlc_object_t *p_this )
 293 {
 294     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 295     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 296
 297     avcodec_close( p_sys->p_context );
 298     free( p_sys->p_context );
 299     free( p_sys->p_buffer_out );
 300     free( p_sys );
 301 }
 302
 303 /*****************************************************************************
 304  * OpenAudioEncoder: probe the encoder
 305  *****************************************************************************/
 306 int E_(OpenAudioEncoder)( vlc_object_t *p_this )
 307 {
 308     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 309     encoder_sys_t *p_sys;
 310     AVCodecContext *p_context;
 311     AVCodec *p_codec;
 312     int i_codec_id, i_cat;
 313     char *psz_namecodec;
 314
 315     if( !E_(GetFfmpegCodec)( p_enc->i_fourcc, &i_cat, &i_codec_id,
 316                              &psz_namecodec ) )
 317     {
 318         return VLC_EGENERIC;
 319     }
 320
 321     if( i_cat != AUDIO_ES )
 322     {
 323         msg_Err( p_enc, "\"%s\" is not an audio encoder", psz_namecodec );
 324         return VLC_EGENERIC;
 325     }
 326
 327     /* Initialization must be done before avcodec_find_decoder() */
 328     E_(InitLibavcodec)(p_this);
 329
 330     p_codec = avcodec_find_encoder( i_codec_id );
 331     if( !p_codec )
 332     {
 333         msg_Err( p_enc, "cannot find encoder %s", psz_namecodec );
 334         return VLC_EGENERIC;
 335     }
 336
 337     /* Allocate the memory needed to store the decoder's structure */
 338     if( ( p_sys = (encoder_sys_t *)malloc(sizeof(encoder_sys_t)) ) == NULL )
 339     {
 340         msg_Err( p_enc, "out of memory" );
 341         return VLC_EGENERIC;
 342     }
 343     p_enc->p_sys = p_sys;
 344     p_sys->p_codec = p_codec;
 345
 346     p_enc->pf_header = NULL;
 347     p_enc->pf_encode_audio = EncodeAudio;
 348     p_enc->format.audio.i_format = VLC_FOURCC('s','1','6','n');
 349
 350     p_sys->p_context = p_context = avcodec_alloc_context();
 351     p_context->bit_rate    = p_enc->i_bitrate;
 352     p_context->sample_rate = p_enc->format.audio.i_rate;
 353     p_context->channels    =
 354         aout_FormatNbChannels( &p_enc->format.audio );
 355
 356     /* Make sure we get extradata filled by the encoder */
 357     p_context->extradata_size = 0;
 358     p_context->extradata = NULL;
 359     p_context->flags |= CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 360
 361     if( avcodec_open( p_context, p_codec ) < 0 )
 362     {
 363         if( p_context->channels > 2 )
 364         {
 365             p_context->channels = 2;
 366             //id->f_dst.i_channels   = 2;
 367             if( avcodec_open( p_context, p_codec ) < 0 )
 368             {
 369                 msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 370                 return VLC_EGENERIC;
 371             }
 372             msg_Warn( p_enc, "stereo mode selected (codec limitation)" );
 373         }
 374         else
 375         {
 376             msg_Err( p_enc, "cannot open encoder" );
 377             return VLC_EGENERIC;
 378         }
 379     }
 380
 381     p_enc->i_extra_data = p_context->extradata_size;
 382     p_enc->p_extra_data = p_context->extradata;
 383     p_context->flags &= ~CODEC_FLAG_GLOBAL_HEADER;
 384
 385     p_sys->i_frame_size = p_context->frame_size * 2 * p_context->channels;
 386     p_sys->p_buffer = malloc( p_sys->i_frame_size );
 387     p_sys->p_buffer_out = malloc( 2 * AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE );
 388
 389     msg_Warn( p_enc, "avcodec_setup_audio: %d %d %d %d",
 390               p_context->frame_size, p_context->bit_rate, p_context->channels,
 391               p_context->sample_rate );
 392
 393     p_sys->i_samples_delay = 0;
 394     p_sys->i_pts = 0;
 395
 396     msg_Dbg( p_enc, "found encoder %s", psz_namecodec );
 397
 398     return VLC_SUCCESS;
 399 }
 400
 401 /****************************************************************************
 402  * EncodeAudio: the whole thing
 403  ****************************************************************************/
 404 static block_t *EncodeAudio( encoder_t *p_enc, aout_buffer_t *p_aout_buf )
 405 {
 406     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 407     block_t *p_block, *p_chain = NULL;
 408
 409     char *p_buffer = p_aout_buf->p_buffer;
 410     int i_samples = p_aout_buf->i_nb_samples;
 411     int i_samples_delay = p_sys->i_samples_delay;
 412
 413     p_sys->i_pts = p_aout_buf->start_date -
 414                 (mtime_t)1000000 * (mtime_t)p_sys->i_samples_delay /
 415                 (mtime_t)p_enc->format.audio.i_rate;
 416
 417     p_sys->i_samples_delay += i_samples;
 418
 419     while( p_sys->i_samples_delay >= p_sys->p_context->frame_size )
 420     {
 421         int16_t *p_samples;
 422         int i_out;
 423
 424         if( i_samples_delay )
 425         {
 426             /* Take care of the left-over from last time */
 427             int i_delay_size = i_samples_delay  * 2 *
 428                                  p_sys->p_context->channels;
 429             int i_size = p_sys->i_frame_size - i_delay_size;
 430
 431             p_samples = (int16_t *)p_sys->p_buffer;
 432             memcpy( p_sys->p_buffer + i_delay_size, p_buffer, i_size );
 433             p_buffer -= i_delay_size;
 434             i_samples += i_samples_delay;
 435             i_samples_delay = 0;
 436         }
 437         else
 438         {
 439             p_samples = (int16_t *)p_buffer;
 440         }
 441
 442         i_out = avcodec_encode_audio( p_sys->p_context, p_sys->p_buffer_out,
 443                                       2 * AVCODEC_MAX_AUDIO_FRAME_SIZE,
 444                                       p_samples );
 445
 446 #if 0
 447         msg_Warn( p_enc, "avcodec_encode_audio: %d", i_out );
 448 #endif
 449         if( i_out < 0 ) break;
 450
 451         p_buffer += p_sys->i_frame_size;
 452         p_sys->i_samples_delay -= p_sys->p_context->frame_size;
 453         i_samples -= p_sys->p_context->frame_size;
 454
 455         if( i_out == 0 ) continue;
 456
 457         p_block = block_New( p_enc, i_out );
 458         memcpy( p_block->p_buffer, p_sys->p_buffer_out, i_out );
 459
 460         p_block->i_length = (mtime_t)1000000 *
 461             (mtime_t)p_sys->p_context->frame_size /
 462             (mtime_t)p_sys->p_context->sample_rate;
 463
 464         p_block->i_dts = p_block->i_pts = p_sys->i_pts;
 465
 466         /* Update pts */
 467         p_sys->i_pts += p_block->i_length;
 468         block_ChainAppend( &p_chain, p_block );
 469     }
 470
 471     /* Backup the remaining raw samples */
 472     if( i_samples )
 473     {
 474         memcpy( p_sys->p_buffer, p_buffer + i_samples_delay,
 475                 i_samples * 2 * p_sys->p_context->channels );
 476     }
 477
 478     return p_chain;
 479 }
 480
 481 /*****************************************************************************
 482  * CloseAudioEncoder: ffmpeg audio encoder destruction
 483  *****************************************************************************/
 484 void E_(CloseAudioEncoder)( vlc_object_t *p_this )
 485 {
 486     encoder_t *p_enc = (encoder_t *)p_this;
 487     encoder_sys_t *p_sys = p_enc->p_sys;
 488
 489     avcodec_close( p_sys->p_context );
 490     free( p_sys->p_context );
 491     free( p_sys->p_buffer );
 492     free( p_sys->p_buffer_out );
 493     free( p_sys );
 494 }