src/third_party/ffmpeg/libavfilter/af_amerge.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2011 Nicolas George <nicolas.george@normalesup.org>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 /**
  22  * @file
  23  * Audio merging filter
  24  */
  25
  26 #include "libavutil/avstring.h"
  27 #include "libavutil/bprint.h"
  28 #include "libavutil/channel_layout.h"
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30 #include "avfilter.h"
  31 #include "audio.h"
  32 #include "bufferqueue.h"
  33 #include "internal.h"
  34
  35 #define SWR_CH_MAX 32
  36
  37 typedef struct {
  38     const AVClass *class;
  39     int nb_inputs;
  40     int route[SWR_CH_MAX]; /**< channels routing, see copy_samples */
  41     int bps;
  42     struct amerge_input {
  43         struct FFBufQueue queue;
  44         int nb_ch;         /**< number of channels for the input */
  45         int nb_samples;
  46         int pos;
  47     } *in;
  48 } AMergeContext;
  49
  50 #define OFFSET(x) offsetof(AMergeContext, x)
  51 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
  52
  53 static const AVOption amerge_options[] = {
  54     { "inputs", "specify the number of inputs", OFFSET(nb_inputs),
  55       AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = 2 }, 2, SWR_CH_MAX, FLAGS },
  56     { NULL }
  57 };
  58
  59 AVFILTER_DEFINE_CLASS(amerge);
  60
  61 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
  62 {
  63     AMergeContext *am = ctx->priv;
  64     int i;
  65
  66     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
  67         if (am->in)
  68             ff_bufqueue_discard_all(&am->in[i].queue);
  69         if (ctx->input_pads)
  70             av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
  71     }
  72     av_freep(&am->in);
  73 }
  74
  75 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
  76 {
  77     AMergeContext *am = ctx->priv;
  78     int64_t inlayout[SWR_CH_MAX], outlayout = 0;
  79     AVFilterFormats *formats;
  80     AVFilterChannelLayouts *layouts;
  81     int i, overlap = 0, nb_ch = 0;
  82
  83     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
  84         if (!ctx->inputs[i]->in_channel_layouts ||
  85             !ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts) {
  86             av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
  87                    "No channel layout for input %d\n", i + 1);
  88             return AVERROR(EAGAIN);
  89         }
  90         inlayout[i] = ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->channel_layouts[0];
  91         if (ctx->inputs[i]->in_channel_layouts->nb_channel_layouts > 1) {
  92             char buf[256];
  93             av_get_channel_layout_string(buf, sizeof(buf), 0, inlayout[i]);
  94             av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Using \"%s\" for input %d\n", buf, i + 1);
  95         }
  96         am->in[i].nb_ch = av_get_channel_layout_nb_channels(inlayout[i]);
  97         if (outlayout & inlayout[i])
  98             overlap++;
  99         outlayout |= inlayout[i];
 100         nb_ch += am->in[i].nb_ch;
 101     }
 102     if (nb_ch > SWR_CH_MAX) {
 103         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too many channels (max %d)\n", SWR_CH_MAX);
 104         return AVERROR(EINVAL);
 105     }
 106     if (overlap) {
 107         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
 108                "Input channel layouts overlap: "
 109                "output layout will be determined by the number of distinct input channels\n");
 110         for (i = 0; i < nb_ch; i++)
 111             am->route[i] = i;
 112         outlayout = av_get_default_channel_layout(nb_ch);
 113         if (!outlayout)
 114             outlayout = ((int64_t)1 << nb_ch) - 1;
 115     } else {
 116         int *route[SWR_CH_MAX];
 117         int c, out_ch_number = 0;
 118
 119         route[0] = am->route;
 120         for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 121             route[i] = route[i - 1] + am->in[i - 1].nb_ch;
 122         for (c = 0; c < 64; c++)
 123             for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 124                 if ((inlayout[i] >> c) & 1)
 125                     *(route[i]++) = out_ch_number++;
 126     }
 127     formats = ff_make_format_list(ff_packed_sample_fmts_array);
 128     ff_set_common_formats(ctx, formats);
 129     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 130         layouts = NULL;
 131         ff_add_channel_layout(&layouts, inlayout[i]);
 132         ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts);
 133     }
 134     layouts = NULL;
 135     ff_add_channel_layout(&layouts, outlayout);
 136     ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts);
 137     ff_set_common_samplerates(ctx, ff_all_samplerates());
 138     return 0;
 139 }
 140
 141 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 142 {
 143     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 144     AMergeContext *am = ctx->priv;
 145     AVBPrint bp;
 146     int i;
 147
 148     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++) {
 149         if (ctx->inputs[i]->sample_rate != ctx->inputs[0]->sample_rate) {
 150             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
 151                    "Inputs must have the same sample rate "
 152                    "%d for in%d vs %d\n",
 153                    ctx->inputs[i]->sample_rate, i, ctx->inputs[0]->sample_rate);
 154             return AVERROR(EINVAL);
 155         }
 156     }
 157     am->bps = av_get_bytes_per_sample(ctx->outputs[0]->format);
 158     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 159     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 160
 161     av_bprint_init(&bp, 0, 1);
 162     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 163         av_bprintf(&bp, "%sin%d:", i ? " + " : "", i);
 164         av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->inputs[i]->channel_layout);
 165     }
 166     av_bprintf(&bp, " -> out:");
 167     av_bprint_channel_layout(&bp, -1, ctx->outputs[0]->channel_layout);
 168     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "%s\n", bp.str);
 169
 170     return 0;
 171 }
 172
 173 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
 174 {
 175     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 176     AMergeContext *am = ctx->priv;
 177     int i, ret;
 178
 179     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 180         if (!am->in[i].nb_samples)
 181             if ((ret = ff_request_frame(ctx->inputs[i])) < 0)
 182                 return ret;
 183     return 0;
 184 }
 185
 186 /**
 187  * Copy samples from several input streams to one output stream.
 188  * @param nb_inputs number of inputs
 189  * @param in        inputs; used only for the nb_ch field;
 190  * @param route     routing values;
 191  *                  input channel i goes to output channel route[i];
 192  *                  i <  in[0].nb_ch are the channels from the first output;
 193  *                  i >= in[0].nb_ch are the channels from the second output
 194  * @param ins       pointer to the samples of each inputs, in packed format;
 195  *                  will be left at the end of the copied samples
 196  * @param outs      pointer to the samples of the output, in packet format;
 197  *                  must point to a buffer big enough;
 198  *                  will be left at the end of the copied samples
 199  * @param ns        number of samples to copy
 200  * @param bps       bytes per sample
 201  */
 202 static inline void copy_samples(int nb_inputs, struct amerge_input in[],
 203                                 int *route, uint8_t *ins[],
 204                                 uint8_t **outs, int ns, int bps)
 205 {
 206     int *route_cur;
 207     int i, c, nb_ch = 0;
 208
 209     for (i = 0; i < nb_inputs; i++)
 210         nb_ch += in[i].nb_ch;
 211     while (ns--) {
 212         route_cur = route;
 213         for (i = 0; i < nb_inputs; i++) {
 214             for (c = 0; c < in[i].nb_ch; c++) {
 215                 memcpy((*outs) + bps * *(route_cur++), ins[i], bps);
 216                 ins[i] += bps;
 217             }
 218         }
 219         *outs += nb_ch * bps;
 220     }
 221 }
 222
 223 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *insamples)
 224 {
 225     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
 226     AMergeContext *am = ctx->priv;
 227     AVFilterLink *const outlink = ctx->outputs[0];
 228     int input_number;
 229     int nb_samples, ns, i;
 230     AVFrame *outbuf, *inbuf[SWR_CH_MAX];
 231     uint8_t *ins[SWR_CH_MAX], *outs;
 232
 233     for (input_number = 0; input_number < am->nb_inputs; input_number++)
 234         if (inlink == ctx->inputs[input_number])
 235             break;
 236     av_assert1(input_number < am->nb_inputs);
 237     if (ff_bufqueue_is_full(&am->in[input_number].queue)) {
 238         av_frame_free(&insamples);
 239         return AVERROR(ENOMEM);
 240     }
 241     ff_bufqueue_add(ctx, &am->in[input_number].queue, av_frame_clone(insamples));
 242     am->in[input_number].nb_samples += insamples->nb_samples;
 243     av_frame_free(&insamples);
 244     nb_samples = am->in[0].nb_samples;
 245     for (i = 1; i < am->nb_inputs; i++)
 246         nb_samples = FFMIN(nb_samples, am->in[i].nb_samples);
 247     if (!nb_samples)
 248         return 0;
 249
 250     outbuf = ff_get_audio_buffer(ctx->outputs[0], nb_samples);
 251     if (!outbuf)
 252         return AVERROR(ENOMEM);
 253     outs = outbuf->data[0];
 254     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 255         inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 256         ins[i] = inbuf[i]->data[0] +
 257                  am->in[i].pos * am->in[i].nb_ch * am->bps;
 258     }
 259     av_frame_copy_props(outbuf, inbuf[0]);
 260     outbuf->pts = inbuf[0]->pts == AV_NOPTS_VALUE ? AV_NOPTS_VALUE :
 261                   inbuf[0]->pts +
 262                   av_rescale_q(am->in[0].pos,
 263                                av_make_q(1, ctx->inputs[0]->sample_rate),
 264                                ctx->outputs[0]->time_base);
 265
 266     outbuf->nb_samples     = nb_samples;
 267     outbuf->channel_layout = outlink->channel_layout;
 268     av_frame_set_channels(outbuf, outlink->channels);
 269
 270     while (nb_samples) {
 271         ns = nb_samples;
 272         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++)
 273             ns = FFMIN(ns, inbuf[i]->nb_samples - am->in[i].pos);
 274         /* Unroll the most common sample formats: speed +~350% for the loop,
 275            +~13% overall (including two common decoders) */
 276         switch (am->bps) {
 277             case 1:
 278                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 1);
 279                 break;
 280             case 2:
 281                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 2);
 282                 break;
 283             case 4:
 284                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, 4);
 285                 break;
 286             default:
 287                 copy_samples(am->nb_inputs, am->in, am->route, ins, &outs, ns, am->bps);
 288                 break;
 289         }
 290
 291         nb_samples -= ns;
 292         for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 293             am->in[i].nb_samples -= ns;
 294             am->in[i].pos += ns;
 295             if (am->in[i].pos == inbuf[i]->nb_samples) {
 296                 am->in[i].pos = 0;
 297                 av_frame_free(&inbuf[i]);
 298                 ff_bufqueue_get(&am->in[i].queue);
 299                 inbuf[i] = ff_bufqueue_peek(&am->in[i].queue, 0);
 300                 ins[i] = inbuf[i] ? inbuf[i]->data[0] : NULL;
 301             }
 302         }
 303     }
 304     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], outbuf);
 305 }
 306
 307 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 308 {
 309     AMergeContext *am = ctx->priv;
 310     int i;
 311
 312     am->in = av_calloc(am->nb_inputs, sizeof(*am->in));
 313     if (!am->in)
 314         return AVERROR(ENOMEM);
 315     for (i = 0; i < am->nb_inputs; i++) {
 316         char *name = av_asprintf("in%d", i);
 317         AVFilterPad pad = {
 318             .name             = name,
 319             .type             = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 320             .filter_frame     = filter_frame,
 321         };
 322         if (!name)
 323             return AVERROR(ENOMEM);
 324         ff_insert_inpad(ctx, i, &pad);
 325     }
 326     return 0;
 327 }
 328
 329 static const AVFilterPad amerge_outputs[] = {
 330     {
 331         .name          = "default",
 332         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 333         .config_props  = config_output,
 334         .request_frame = request_frame,
 335     },
 336     { NULL }
 337 };
 338
 339 AVFilter ff_af_amerge = {
 340     .name          = "amerge",
 341     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Merge two or more audio streams into "
 342                                           "a single multi-channel stream."),
 343     .priv_size     = sizeof(AMergeContext),
 344     .init          = init,
 345     .uninit        = uninit,
 346     .query_formats = query_formats,
 347     .inputs        = NULL,
 348     .outputs       = amerge_outputs,
 349     .priv_class    = &amerge_class,
 350     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS,
 351 };