gst/gstsegment.c

   1 /* GStreamer
   2  * Copyright (C) 2005 Wim Taymans <wim@fluendo.com>
   3  *
   4  * gstsegment.c: GstSegment subsystem
   5  *
   6  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Library General Public
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   9  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
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  15  *
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  17  * License along with this library; if not, write to the
  18  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
  19  * Boston, MA 02111-1307, USA.
  20  */
  21
  22
  23 #include "gst_private.h"
  24
  25 #include "gstutils.h"
  26 #include "gstsegment.h"
  27
  28 /**
  29  * SECTION:gstsegment
  30  * @short_description: Structure describing the configured region of interest
  31  *                     in a media file.
  32  * @see_also: #GstEvent
  33  *
  34  * This helper structure holds the relevant values for tracking the region of
  35  * interest in a media file, called a segment.
  36  *
  37  * The structure can be used for two purposes:
  38  * <itemizedlist>
  39  *   <listitem><para>performing seeks (handling seek events)</para></listitem>
  40  *   <listitem><para>tracking playback regions (handling newsegment events)</para></listitem>
  41  * </itemizedlist>
  42  *
  43  * The segment is usually configured by the application with a seek event which
  44  * is propagated upstream and eventually handled by an element that performs the seek.
  45  *
  46  * The configured segment is then propagated back downstream with a newsegment event.
  47  * This information is then used to clip media to the segment boundaries.
  48  *
  49  * A segment structure is initialized with gst_segment_init(), which takes a #GstFormat
  50  * that will be used as the format of the segment values. The segment will be configured
  51  * with a start value of 0 and a stop/duration of -1, which is undefined. The default
  52  * rate and applied_rate is 1.0.
  53  *
  54  * If the segment is used for managing seeks, the segment duration should be set with
  55  * gst_segment_set_duration(). The public duration field contains the duration of the
  56  * segment. When using the segment for seeking, the start and time members should
  57  * normally be left to their default 0 value. The stop position is left to -1 unless
  58  * explicitly configured to a different value after a seek event.
  59  *
  60  * The current position in the segment should be set with the gst_segment_set_last_stop().
  61  * The public last_stop field contains the last set stop position in the segment.
  62  *
  63  * For elements that perform seeks, the current segment should be updated with the
  64  * gst_segment_set_seek() and the values from the seek event. This method will update
  65  * all the segment fields. The last_stop field will contain the new playback position.
  66  * If the cur_type was different from GST_SEEK_TYPE_NONE, playback continues from
  67  * the last_stop position, possibly with updated flags or rate.
  68  *
  69  * For elements that want to use #GstSegment to track the playback region, use
  70  * gst_segment_set_newsegment() to update the segment fields with the information from
  71  * the newsegment event. The gst_segment_clip() method can be used to check and clip
  72  * the media data to the segment boundaries.
  73  *
  74  * For elements that want to synchronize to the pipeline clock, gst_segment_to_running_time()
  75  * can be used to convert a timestamp to a value that can be used to synchronize
  76  * to the clock. This function takes into account all accumulated segments as well as
  77  * any rate or applied_rate conversions.
  78  *
  79  * For elements that need to perform operations on media data in stream_time,
  80  * gst_segment_to_stream_time() can be used to convert a timestamp and the segment
  81  * info to stream time (which is always between 0 and the duration of the stream).
  82  *
  83  * Last reviewed on 2007-05-17 (0.10.13)
  84  */
  85
  86 static GstSegment *
  87 gst_segment_copy (GstSegment * segment)
  88 {
  89   GstSegment *result = NULL;
  90
  91   if (segment) {
  92     result = gst_segment_new ();
  93     memcpy (result, segment, sizeof (GstSegment));
  94   }
  95   return result;
  96 }
  97
  98 GType
  99 gst_segment_get_type (void)
 100 {
 101   static GType gst_segment_type = 0;
 102
 103   if (G_UNLIKELY (gst_segment_type == 0)) {
 104     gst_segment_type = g_boxed_type_register_static ("GstSegment",
 105         (GBoxedCopyFunc) gst_segment_copy, (GBoxedFreeFunc) gst_segment_free);
 106   }
 107
 108   return gst_segment_type;
 109 }
 110
 111 /**
 112  * gst_segment_new:
 113  *
 114  * Allocate a new #GstSegment structure and initialize it using
 115  * gst_segment_init().
 116  *
 117  * Returns: a new #GstSegment, free with gst_segment_free().
 118  */
 119 GstSegment *
 120 gst_segment_new (void)
 121 {
 122   GstSegment *result;
 123
 124   result = g_new0 (GstSegment, 1);
 125   gst_segment_init (result, GST_FORMAT_UNDEFINED);
 126
 127   return result;
 128 }
 129
 130 /**
 131  * gst_segment_free:
 132  * @segment: a #GstSegment
 133  *
 134  * Free the allocated segment @segment.
 135  */
 136 void
 137 gst_segment_free (GstSegment * segment)
 138 {
 139   g_free (segment);
 140 }
 141
 142 /**
 143  * gst_segment_init:
 144  * @segment: a #GstSegment structure.
 145  * @format: the format of the segment.
 146  *
 147  * The start/last_stop positions are set to 0 and the stop/duration
 148  * fields are set to -1 (unknown). The default rate of 1.0 and no
 149  * flags are set.
 150  *
 151  * Initialize @segment to its default values.
 152  */
 153 void
 154 gst_segment_init (GstSegment * segment, GstFormat format)
 155 {
 156   g_return_if_fail (segment != NULL);
 157
 158   segment->rate = 1.0;
 159   segment->abs_rate = 1.0;
 160   segment->applied_rate = 1.0;
 161   segment->format = format;
 162   segment->flags = 0;
 163   segment->start = 0;
 164   segment->stop = -1;
 165   segment->time = 0;
 166   segment->accum = 0;
 167   segment->last_stop = 0;
 168   segment->duration = -1;
 169 }
 170
 171 /**
 172  * gst_segment_set_duration:
 173  * @segment: a #GstSegment structure.
 174  * @format: the format of the segment.
 175  * @duration: the duration of the segment info or -1 if unknown.
 176  *
 177  * Set the duration of the segment to @duration. This function is mainly
 178  * used by elements that perform seeking and know the total duration of the
 179  * segment.
 180  *
 181  * This field should be set to allow seeking requests relative to the
 182  * duration.
 183  */
 184 void
 185 gst_segment_set_duration (GstSegment * segment, GstFormat format,
 186     gint64 duration)
 187 {
 188   g_return_if_fail (segment != NULL);
 189
 190   if (G_UNLIKELY (segment->format == GST_FORMAT_UNDEFINED))
 191     segment->format = format;
 192   else
 193     g_return_if_fail (segment->format == format);
 194
 195   segment->duration = duration;
 196 }
 197
 198 /**
 199  * gst_segment_set_last_stop:
 200  * @segment: a #GstSegment structure.
 201  * @format: the format of the segment.
 202  * @position: the position
 203  *
 204  * Set the last observed stop position in the segment to @position.
 205  *
 206  * This field should be set to allow seeking requests relative to the
 207  * current playing position.
 208  */
 209 void
 210 gst_segment_set_last_stop (GstSegment * segment, GstFormat format,
 211     gint64 position)
 212 {
 213   g_return_if_fail (segment != NULL);
 214
 215   if (G_UNLIKELY (segment->format == GST_FORMAT_UNDEFINED))
 216     segment->format = format;
 217   else
 218     g_return_if_fail (segment->format == format);
 219
 220   segment->last_stop = MAX (segment->start, position);
 221 }
 222
 223 /**
 224  * gst_segment_set_seek:
 225  * @segment: a #GstSegment structure.
 226  * @rate: the rate of the segment.
 227  * @format: the format of the segment.
 228  * @flags: the seek flags for the segment
 229  * @start_type: the seek method
 230  * @start: the seek start value
 231  * @stop_type: the seek method
 232  * @stop: the seek stop value
 233  * @update: boolean holding whether last_stop was updated.
 234  *
 235  * Update the segment structure with the field values of a seek event (see
 236  * gst_event_new_seek()).
 237  *
 238  * After calling this method, the segment field last_stop and time will
 239  * contain the requested new position in the segment. The new requested
 240  * position in the segment depends on @rate and @start_type and @stop_type.
 241  *
 242  * For positive @rate, the new position in the segment is the new @segment
 243  * start field when it was updated with a @start_type different from
 244  * #GST_SEEK_TYPE_NONE. If no update was performed on @segment start position
 245  * (#GST_SEEK_TYPE_NONE), @start is ignored and @segment last_stop is
 246  * unmodified.
 247  *
 248  * For negative @rate, the new position in the segment is the new @segment
 249  * stop field when it was updated with a @stop_type different from
 250  * #GST_SEEK_TYPE_NONE. If no stop was previously configured in the segment, the
 251  * duration of the segment will be used to update the stop position.
 252  * If no update was performed on @segment stop position (#GST_SEEK_TYPE_NONE),
 253  * @stop is ignored and @segment last_stop is unmodified.
 254  *
 255  * The applied rate of the segment will be set to 1.0 by default.
 256  * If the caller can apply a rate change, it should update @segment
 257  * rate and applied_rate after calling this function.
 258  *
 259  * @update will be set to TRUE if a seek should be performed to the segment
 260  * last_stop field. This field can be FALSE if, for example, only the @rate
 261  * has been changed but not the playback position.
 262  */
 263 void
 264 gst_segment_set_seek (GstSegment * segment, gdouble rate,
 265     GstFormat format, GstSeekFlags flags,
 266     GstSeekType start_type, gint64 start,
 267     GstSeekType stop_type, gint64 stop, gboolean * update)
 268 {
 269   gboolean update_stop, update_start;
 270   gint64 last_stop;
 271
 272   g_return_if_fail (rate != 0.0);
 273   g_return_if_fail (segment != NULL);
 274
 275   if (G_UNLIKELY (segment->format == GST_FORMAT_UNDEFINED))
 276     segment->format = format;
 277   else
 278     g_return_if_fail (segment->format == format);
 279
 280   update_start = update_stop = TRUE;
 281
 282   /* start is never invalid */
 283   switch (start_type) {
 284     case GST_SEEK_TYPE_NONE:
 285       /* no update to segment */
 286       start = segment->start;
 287       update_start = FALSE;
 288       break;
 289     case GST_SEEK_TYPE_SET:
 290       /* start holds desired position, map -1 to the start */
 291       if (start == -1)
 292         start = 0;
 293       break;
 294     case GST_SEEK_TYPE_CUR:
 295       /* add start to currently configure segment */
 296       start = segment->start + start;
 297       break;
 298     case GST_SEEK_TYPE_END:
 299       if (segment->duration != -1) {
 300         /* add start to total length */
 301         start = segment->duration + start;
 302       } else {
 303         /* no update if duration unknown */
 304         start = segment->start;
 305         update_start = FALSE;
 306       }
 307       break;
 308   }
 309   /* bring in sane range */
 310   if (segment->duration != -1)
 311     start = CLAMP (start, 0, segment->duration);
 312   else
 313     start = MAX (start, 0);
 314
 315   /* stop can be -1 if we have not configured a stop. */
 316   switch (stop_type) {
 317     case GST_SEEK_TYPE_NONE:
 318       stop = segment->stop;
 319       update_stop = FALSE;
 320       break;
 321     case GST_SEEK_TYPE_SET:
 322       /* stop holds required value */
 323       break;
 324     case GST_SEEK_TYPE_CUR:
 325       if (segment->stop != -1)
 326         stop = segment->stop + stop;
 327       else
 328         stop = -1;
 329       break;
 330     case GST_SEEK_TYPE_END:
 331       if (segment->duration != -1)
 332         stop = segment->duration + stop;
 333       else {
 334         stop = segment->stop;
 335         update_stop = FALSE;
 336       }
 337       break;
 338   }
 339
 340   /* if we have a valid stop time, make sure it is clipped */
 341   if (stop != -1) {
 342     if (segment->duration != -1)
 343       stop = CLAMP (stop, 0, segment->duration);
 344     else
 345       stop = MAX (stop, 0);
 346   }
 347
 348   /* we can't have stop before start */
 349   if (stop != -1)
 350     g_return_if_fail (start <= stop);
 351
 352   segment->rate = rate;
 353   segment->abs_rate = ABS (rate);
 354   segment->applied_rate = 1.0;
 355   segment->flags = flags;
 356   segment->start = start;
 357   last_stop = segment->last_stop;
 358   if (update_start && rate > 0.0) {
 359     last_stop = start;
 360   }
 361   if (update_stop && rate < 0.0) {
 362     if (stop != -1)
 363       last_stop = stop;
 364     else {
 365       if (segment->duration != -1)
 366         last_stop = segment->duration;
 367       else
 368         last_stop = 0;
 369     }
 370   }
 371   /* set update arg to reflect update of last_stop */
 372   if (update)
 373     *update = last_stop != segment->last_stop;
 374
 375   /* update new position */
 376   if (last_stop != segment->last_stop)
 377     segment->last_stop = last_stop;
 378
 379   segment->time = start;
 380   segment->stop = stop;
 381 }
 382
 383 /**
 384  * gst_segment_set_newsegment:
 385  * @segment: a #GstSegment structure.
 386  * @update: flag indicating a new segment is started or updated
 387  * @rate: the rate of the segment.
 388  * @format: the format of the segment.
 389  * @start: the new start value
 390  * @stop: the new stop value
 391  * @time: the new stream time
 392  *
 393  * Update the segment structure with the field values of a new segment event and
 394  * with a default applied_rate of 1.0.
 395  *
 396  * Since: 0.10.6
 397  */
 398 void
 399 gst_segment_set_newsegment (GstSegment * segment, gboolean update, gdouble rate,
 400     GstFormat format, gint64 start, gint64 stop, gint64 time)
 401 {
 402   gst_segment_set_newsegment_full (segment, update, rate, 1.0, format, start,
 403       stop, time);
 404 }
 405
 406 /**
 407  * gst_segment_set_newsegment_full:
 408  * @segment: a #GstSegment structure.
 409  * @update: flag indicating a new segment is started or updated
 410  * @rate: the rate of the segment.
 411  * @applied_rate: the applied rate of the segment.
 412  * @format: the format of the segment.
 413  * @start: the new start value
 414  * @stop: the new stop value
 415  * @time: the new stream time
 416  *
 417  * Update the segment structure with the field values of a new segment event.
 418  */
 419 void
 420 gst_segment_set_newsegment_full (GstSegment * segment, gboolean update,
 421     gdouble rate, gdouble applied_rate, GstFormat format, gint64 start,
 422     gint64 stop, gint64 time)
 423 {
 424   gint64 duration;
 425
 426   g_return_if_fail (rate != 0.0);
 427   g_return_if_fail (applied_rate != 0.0);
 428   g_return_if_fail (segment != NULL);
 429
 430   if (G_UNLIKELY (segment->format == GST_FORMAT_UNDEFINED))
 431     segment->format = format;
 432
 433   /* any other format with 0 also gives time 0, the other values are
 434    * invalid in the format though. */
 435   if (format != segment->format && start == 0) {
 436     format = segment->format;
 437     if (stop != 0)
 438       stop = -1;
 439     if (time != 0)
 440       time = -1;
 441   }
 442
 443   g_return_if_fail (segment->format == format);
 444
 445   if (update) {
 446     if (segment->rate > 0.0) {
 447       /* an update to the current segment is done, elapsed time is
 448        * difference between the old start and new start. */
 449       if (start > segment->start)
 450         duration = start - segment->start;
 451       else
 452         duration = 0;
 453     } else {
 454       /* for negative rates, the elapsed duration is the diff between the stop
 455        * positions */
 456       if (stop != -1 && stop < segment->stop)
 457         duration = segment->stop - stop;
 458       else
 459         duration = 0;
 460     }
 461   } else {
 462     /* the new segment has to be aligned with the old segment.
 463      * We first update the accumulated time of the previous
 464      * segment. the accumulated time is used when syncing to the
 465      * clock.
 466      */
 467     if (segment->stop != -1) {
 468       duration = segment->stop - segment->start;
 469     } else if (segment->last_stop != -1) {
 470       /* else use last seen timestamp as segment stop */
 471       duration = segment->last_stop - segment->start;
 472     } else {
 473       /* else we don't know and throw a warning.. really, this should
 474        * be fixed in the element. */
 475       g_warning ("closing segment of unknown duration, assuming duration of 0");
 476       duration = 0;
 477     }
 478   }
 479   /* use previous rate to calculate duration */
 480   if (segment->abs_rate != 1.0)
 481     duration /= segment->abs_rate;
 482
 483   /* accumulate duration */
 484   segment->accum += duration;
 485
 486   /* then update the current segment */
 487   segment->rate = rate;
 488   segment->abs_rate = ABS (rate);
 489   segment->applied_rate = applied_rate;
 490   segment->start = start;
 491   segment->last_stop = start;
 492   segment->stop = stop;
 493   segment->time = time;
 494 }
 495
 496 /**
 497  * gst_segment_to_stream_time:
 498  * @segment: a #GstSegment structure.
 499  * @format: the format of the segment.
 500  * @position: the position in the segment
 501  *
 502  * Translate @position to stream time using the currently configured
 503  * segment. The @position value must be between @segment start and
 504  * stop value.
 505  *
 506  * This function is typically used by elements that need to operate on
 507  * the stream time of the buffers it receives, such as effect plugins.
 508  * In those use cases, @position is typically the buffer timestamp or
 509  * clock time that one wants to convert to the stream time.
 510  * The stream time is always between 0 and the total duration of the
 511  * media stream.
 512  *
 513  * Returns: the position in stream_time or -1 when an invalid position
 514  * was given.
 515  */
 516 gint64
 517 gst_segment_to_stream_time (GstSegment * segment, GstFormat format,
 518     gint64 position)
 519 {
 520   gint64 result, start, stop, time;
 521   gdouble abs_applied_rate;
 522
 523   g_return_val_if_fail (segment != NULL, -1);
 524
 525   /* format does not matter for -1 */
 526   if (G_UNLIKELY (position == -1))
 527     return -1;
 528
 529   if (G_UNLIKELY (segment->format == GST_FORMAT_UNDEFINED))
 530     segment->format = format;
 531
 532   /* if we have the position for the same format as the segment, we can compare
 533    * the start and stop values, otherwise we assume 0 and -1 */
 534   if (segment->format == format) {
 535     start = segment->start;
 536     stop = segment->stop;
 537     time = segment->time;
 538   } else {
 539     start = 0;
 540     stop = -1;
 541     time = 0;
 542   }
 543
 544   /* outside of the segment boundary stop */
 545   if (G_UNLIKELY (stop != -1 && position > stop))
 546     return -1;
 547
 548   /* before the segment boundary */
 549   if (G_UNLIKELY (position < start))
 550     return -1;
 551
 552   /* time must be known */
 553   if (G_UNLIKELY (time == -1))
 554     return -1;
 555
 556   /* bring to uncorrected position in segment */
 557   result = position - start;
 558
 559   abs_applied_rate = ABS (segment->applied_rate);
 560
 561   /* correct for applied rate if needed */
 562   if (abs_applied_rate != 1.0)
 563     result *= abs_applied_rate;
 564
 565   /* add or subtract from segment time based on applied rate */
 566   if (segment->applied_rate > 0.0) {
 567     /* correct for segment time */
 568     result += time;
 569   } else {
 570     /* correct for segment time, clamp at 0 */
 571     if (time > result)
 572       result = time - result;
 573     else
 574       result = 0;
 575   }
 576
 577   return result;
 578 }
 579
 580 /**
 581  * gst_segment_to_running_time:
 582  * @segment: a #GstSegment structure.
 583  * @format: the format of the segment.
 584  * @position: the position in the segment
 585  *
 586  * Translate @position to the total running time using the currently configured
 587  * and previously accumulated segments. Position is a value between @segment
 588  * start and stop time.
 589  *
 590  * This function is typically used by elements that need to synchronize to the
 591  * global clock in a pipeline. The runnning time is a constantly increasing value
 592  * starting from 0. When gst_segment_init() is called, this value will reset to
 593  * 0.
 594  *
 595  * This function returns -1 if the position is outside of @segment start and stop.
 596  *
 597  * Returns: the position as the total running time or -1 when an invalid position
 598  * was given.
 599  */
 600 gint64
 601 gst_segment_to_running_time (GstSegment * segment, GstFormat format,
 602     gint64 position)
 603 {
 604   gint64 result;
 605   gint64 start, stop, accum;
 606
 607   g_return_val_if_fail (segment != NULL, -1);
 608
 609   if (G_UNLIKELY (position == -1))
 610     return -1;
 611
 612   if (G_UNLIKELY (segment->format == GST_FORMAT_UNDEFINED))
 613     segment->format = format;
 614
 615   /* if we have the position for the same format as the segment, we can compare
 616    * the start and stop values, otherwise we assume 0 and -1 */
 617   if (segment->format == format) {
 618     start = segment->start;
 619     stop = segment->stop;
 620     accum = segment->accum;
 621   } else {
 622     start = 0;
 623     stop = -1;
 624     accum = 0;
 625   }
 626
 627   /* before the segment boundary */
 628   if (G_UNLIKELY (position < start))
 629     return -1;
 630
 631   if (segment->rate > 0.0) {
 632     /* outside of the segment boundary stop */
 633     if (G_UNLIKELY (stop != -1 && position > stop))
 634       return -1;
 635
 636     /* bring to uncorrected position in segment */
 637     result = position - start;
 638   } else {
 639     /* cannot continue if no stop position set or outside of
 640      * the segment. */
 641     if (G_UNLIKELY (stop == -1 || position > stop))
 642       return -1;
 643
 644     /* bring to uncorrected position in segment */
 645     result = stop - position;
 646   }
 647
 648   /* scale based on the rate, avoid division by and conversion to
 649    * float when not needed */
 650   if (segment->abs_rate != 1.0)
 651     result /= segment->abs_rate;
 652
 653   /* correct for accumulated segments */
 654   result += accum;
 655
 656   return result;
 657 }
 658
 659 /**
 660  * gst_segment_clip:
 661  * @segment: a #GstSegment structure.
 662  * @format: the format of the segment.
 663  * @start: the start position in the segment
 664  * @stop: the stop position in the segment
 665  * @clip_start: the clipped start position in the segment
 666  * @clip_stop: the clipped stop position in the segment
 667  *
 668  * Clip the given @start and @stop values to the segment boundaries given
 669  * in @segment. @start and @stop are compared and clipped to @segment
 670  * start and stop values.
 671  *
 672  * If the function returns FALSE, @start and @stop are known to fall
 673  * outside of @segment and @clip_start and @clip_stop are not updated.
 674  *
 675  * When the function returns TRUE, @clip_start and @clip_stop will be
 676  * updated. If @clip_start or @clip_stop are different from @start or @stop
 677  * respectively, the region fell partially in the segment.
 678  *
 679  * Note that when @stop is -1, @clip_stop will be set to the end of the
 680  * segment. Depending on the use case, this may or may not be what you want.
 681  *
 682  * Returns: TRUE if the given @start and @stop times fall partially or
 683  *     completely in @segment, FALSE if the values are completely outside
 684  *     of the segment.
 685  */
 686 gboolean
 687 gst_segment_clip (GstSegment * segment, GstFormat format, gint64 start,
 688     gint64 stop, gint64 * clip_start, gint64 * clip_stop)
 689 {
 690   g_return_val_if_fail (segment != NULL, FALSE);
 691
 692   if (G_UNLIKELY (segment->format == GST_FORMAT_UNDEFINED))
 693     segment->format = format;
 694   else
 695     g_return_val_if_fail (segment->format == format, FALSE);
 696
 697   /* if we have a stop position and a valid start and start is bigger,
 698    * we're outside of the segment */
 699   if (G_UNLIKELY (segment->stop != -1 && start != -1 && start >= segment->stop))
 700     return FALSE;
 701
 702   /* if a stop position is given and is before the segment start,
 703    * we're outside of the segment */
 704   if (G_UNLIKELY (stop != -1 && stop != start && stop <= segment->start))
 705     return FALSE;
 706
 707   if (clip_start) {
 708     if (start == -1)
 709       *clip_start = -1;
 710     else
 711       *clip_start = MAX (start, segment->start);
 712   }
 713
 714   if (clip_stop) {
 715     if (stop == -1)
 716       *clip_stop = segment->stop;
 717     else if (segment->stop == -1)
 718       *clip_stop = MAX (-1, stop);
 719     else
 720       *clip_stop = MIN (stop, segment->stop);
 721
 722     if (segment->duration != -1)
 723       *clip_stop = MIN (*clip_stop, segment->duration);
 724   }
 725
 726   return TRUE;
 727 }