cinelerra-5.1/cinelerra/ffmpeg.h

   1 #ifndef FFMPEG_H
   2 #define FFMPEG_H
   3
   4 #include <stdio.h>
   5 #include <stdint.h>
   6 #include <stdlib.h>
   7 #include <unistd.h>
   8 #include <string.h>
   9
  10 #include "arraylist.h"
  11 #include "asset.inc"
  12 #include "bccmodels.h"
  13 #include "bcwindowbase.inc"
  14 #include "condition.h"
  15 #include "cstrdup.h"
  16 #include "edl.inc"
  17 #include "linklist.h"
  18 #include "ffmpeg.inc"
  19 #include "filebase.inc"
  20 #include "fileffmpeg.inc"
  21 #include "indexstate.inc"
  22 #include "mutex.h"
  23 #include "preferences.inc"
  24 #include "thread.h"
  25 #include "vframe.inc"
  26
  27 extern "C" {
  28 #include "libavformat/avformat.h"
  29 #include "libavformat/avio.h"
  30 #include "libavcodec/avcodec.h"
  31 #include "libavfilter/avfilter.h"
  32 #include "libavutil/avutil.h"
  33 #include "libavfilter/buffersrc.h"
  34 #include "libavfilter/buffersink.h"
  35 #include "libavutil/imgutils.h"
  36 #include "libavutil/opt.h"
  37 #include "libavutil/pixdesc.h"
  38 #include "libswresample/swresample.h"
  39 #include "libswscale/swscale.h"
  40 #include "libavutil/parseutils.h"
  41 #include "libavutil/timecode.h"
  42 }
  43
  44 class FFPacket  {
  45         AVPacket pkt;
  46 public:
  47         operator AVPacket*() { return &pkt; }
  48         operator AVPacket&() { return pkt; }
  49         AVPacket *operator ->() { return &pkt; }
  50
  51         void init();
  52         void finit();
  53         FFPacket() { init(); }
  54         ~FFPacket() { finit(); }
  55 };
  56
  57 class FFrame : public ListItem<FFrame> {
  58         AVFrame *frm;
  59         int init;
  60 public:
  61         int64_t position;
  62         FFStream *fst;
  63
  64         FFrame(FFStream *fst);
  65         ~FFrame();
  66
  67         operator AVFrame*() { return frm; }
  68         operator AVFrame&() { return *frm; }
  69         AVFrame *operator ->() { return frm; }
  70
  71         int initted() { return init; }
  72         void queue(int64_t pos);
  73         void dequeue();
  74         void set_hw_frame(AVFrame *frame);
  75 };
  76
  77 class FFStream {
  78 public:
  79         FFStream(FFMPEG *ffmpeg, AVStream *st, int fidx);
  80         ~FFStream();
  81         static void ff_lock(const char *cp=0);
  82         static void ff_unlock();
  83         void queue(FFrame *frm);
  84         void dequeue(FFrame *frm);
  85
  86         virtual int encode_activate();
  87         virtual int decode_activate();
  88         virtual AVHWDeviceType decode_hw_activate();
  89         virtual int decode_hw_format(AVCodec *decoder, AVHWDeviceType type);
  90         virtual int write_packet(FFPacket &pkt);
  91         int read_packet();
  92         int seek(int64_t no, double rate);
  93         int flush();
  94         int decode(AVFrame *frame);
  95         void load_markers(IndexMarks &marks, double rate);
  96
  97         virtual int is_audio() = 0;
  98         virtual int is_video() = 0;
  99         virtual int decode_frame(AVFrame *frame) = 0;
 100         virtual int encode_frame(AVFrame *frame) = 0;
 101         virtual int init_frame(AVFrame *frame) = 0;
 102         virtual int create_filter(const char *filter_spec) = 0;
 103         virtual void load_markers() = 0;
 104         virtual IndexMarks *get_markers() = 0;
 105         int insert_filter(const char *name, const char *arg, const char *inst_name=0);
 106         int config_filters(const char *filter_spec, AVFilterContext *fsrc);
 107         virtual int load_filter(AVFrame *frame);
 108         int read_filter(AVFrame *frame);
 109         int read_frame(AVFrame *frame);
 110         int open_stats_file();
 111         int close_stats_file();
 112         int read_stats_file();
 113         int write_stats_file();
 114         int init_stats_file();
 115
 116         FFMPEG *ffmpeg;
 117         AVStream *st;
 118         AVFormatContext *fmt_ctx;
 119         AVCodecContext *avctx;
 120
 121         AVFilterContext *filt_ctx;
 122         int filt_id;
 123         AVFilterContext *buffersrc_ctx;
 124         AVFilterContext *buffersink_ctx;
 125         AVFilterGraph *filter_graph;
 126         AVFrame *frame, *fframe;
 127         AVFrame *probe_frame;
 128         AVBSFContext *bsfc;
 129
 130         FFPacket ipkt;
 131         int need_packet, flushed;
 132
 133         int frm_count;
 134         List<FFrame> frms;
 135         Mutex *frm_lock;
 136
 137         int64_t nudge;
 138         int64_t seek_pos, curr_pos;
 139         int fidx;
 140         int reading, writing;
 141         int seeking, seeked, eof;
 142
 143         int hw_pixfmt;
 144         AVBufferRef *hw_device_ctx;
 145
 146         FILE *stats_fp;
 147         char *stats_filename;
 148         char *stats_in;
 149         int pass;
 150
 151         int st_eof() { return eof; }
 152         void st_eof(int v) { eof = v; }
 153 };
 154
 155 class FFAudioStream : public FFStream {
 156         float *inp, *outp, *bfr, *lmt;
 157         int64_t hpos, sz;
 158         int nch;
 159
 160         int read(float *fp, long len);
 161         void realloc(long nsz, int nch, long len);
 162         void realloc(long nsz, int nch);
 163         void reserve(long nsz, int nch);
 164         long used();
 165         long avail();
 166         void iseek(int64_t ofs);
 167         float *get_outp(int len);
 168         int64_t put_inp(int len);
 169         int write(const float *fp, long len);
 170         int zero(long len);
 171         int write(const double *dp, long len, int ch);
 172         int write_packet(FFPacket &pkt);
 173 public:
 174         FFAudioStream(FFMPEG *ffmpeg, AVStream *strm, int idx, int fidx);
 175         virtual ~FFAudioStream();
 176         int is_audio() { return 1; }
 177         int is_video() { return 0; }
 178         void init_swr(int ichs, int ifmt, int irate);
 179         int get_samples(float *&samples, uint8_t **data, int len);
 180         int load_history(uint8_t **data, int len);
 181         int decode_frame(AVFrame *frame);
 182         int encode_frame(AVFrame *frame);
 183         int create_filter(const char *filter_spec);
 184         void load_markers();
 185         IndexMarks *get_markers();
 186
 187         int encode_activate();
 188         int64_t load_buffer(double ** const sp, int len);
 189         int in_history(int64_t pos);
 190         void reset_history();
 191         int read(double *dp, long len, int ch);
 192
 193         int init_frame(AVFrame *frame);
 194         int load(int64_t pos, int len);
 195         int audio_seek(int64_t pos);
 196         int encode(double **samples, int len);
 197         int drain();
 198
 199         int idx;
 200         int channel0, channels;
 201         int sample_rate;
 202         int mbsz, frame_sz;
 203         int64_t length;
 204
 205         SwrContext *resample_context;
 206         int swr_ichs, swr_ifmt, swr_irate;
 207         int aud_bfr_sz;
 208         float *aud_bfr;
 209 };
 210
 211
 212 class FFVideoConvert {
 213 public:
 214         Preferences *preferences;
 215         struct SwsContext *convert_ctx;
 216         AVFrame *sw_frame;
 217
 218         FFVideoConvert(Preferences *preferences) {
 219                 this->preferences = preferences;
 220                 convert_ctx = 0; sw_frame = 0;
 221         }
 222         ~FFVideoConvert() {
 223                 if( convert_ctx ) sws_freeContext(convert_ctx);
 224                 if( sw_frame ) av_frame_free(&sw_frame);
 225         }
 226
 227         static AVPixelFormat color_model_to_pix_fmt(int color_model);
 228         static int pix_fmt_to_color_model(AVPixelFormat pix_fmt);
 229
 230         int convert_picture_vframe(VFrame *frame, AVFrame *ip);
 231         int convert_picture_vframe(VFrame *frame, AVFrame *ip, AVFrame *ipic);
 232         int convert_cmodel(VFrame *frame, AVFrame *ip);
 233         int transfer_cmodel(VFrame *frame, AVFrame *ifp);
 234         int convert_vframe_picture(VFrame *frame, AVFrame *op);
 235         int convert_vframe_picture(VFrame *frame, AVFrame *op, AVFrame *opic);
 236         int convert_pixfmt(VFrame *frame, AVFrame *op);
 237         int transfer_pixfmt(VFrame *frame, AVFrame *ofp);
 238 };
 239
 240 class FFVideoStream : public FFStream, public FFVideoConvert {
 241         int write_packet(FFPacket &pkt);
 242 public:
 243         FFVideoStream(FFMPEG *ffmpeg, AVStream *strm, int idx, int fidx);
 244         virtual ~FFVideoStream();
 245         int is_audio() { return 0; }
 246         int is_video() { return 1; }
 247         int decode_frame(AVFrame *frame);
 248         AVHWDeviceType decode_hw_activate();
 249         int decode_hw_format(AVCodec *decoder, AVHWDeviceType type);
 250         AVHWDeviceType encode_hw_activate(const char *hw_dev);
 251         int encode_hw_write(FFrame *picture);
 252         int encode_frame(AVFrame *frame);
 253         int create_filter(const char *filter_spec);
 254         void load_markers();
 255         IndexMarks *get_markers();
 256
 257         int init_frame(AVFrame *picture);
 258         int load(VFrame *vframe, int64_t pos);
 259         int probe(int64_t pos);
 260         int video_seek(int64_t pos);
 261         int encode(VFrame *vframe);
 262         int drain();
 263         int convert_hw_frame(AVFrame *ifrm, AVFrame *ofrm);
 264         int load_filter(AVFrame *frame);
 265         double get_rotation_angle();
 266         int flip(double theta);
 267
 268         int idx;
 269         double frame_rate;
 270         int width, height, transpose;
 271         int64_t length;
 272         float aspect_ratio;
 273
 274         int interlaced;
 275         int top_field_first;
 276         int color_space, color_range;
 277         struct SwsContext *fconvert_ctx;
 278 };
 279
 280 class FFCodecRemap
 281 {
 282 public:
 283         FFCodecRemap();
 284         ~FFCodecRemap();
 285         const char *old_codec, *new_codec;
 286 };
 287
 288 class FFCodecRemaps : public ArrayList<FFCodecRemap>
 289 {
 290 public:
 291         FFCodecRemaps() {}
 292         int add(const char *val);
 293         int update(AVCodecID &codec_id, AVCodec *&decoder);
 294 };
 295
 296 // for get_initial_timecode auto deletes
 297 class avFrame {
 298         AVFrame *frm;
 299 public:
 300         avFrame() { frm = av_frame_alloc(); }
 301         ~avFrame() { av_frame_free(&frm); }
 302         operator AVFrame *() { return frm; }
 303         AVFrame *operator ->() { return frm; }
 304 };
 305
 306 class avPacket {
 307         AVPacket pkt;
 308 public:
 309         avPacket() {
 310                 av_init_packet(&pkt);
 311                 pkt.data = 0; pkt.size = 0;
 312         }
 313         ~avPacket() { av_packet_unref(&pkt); }
 314         operator AVPacket *() { return &pkt; }
 315         AVPacket *operator ->() { return &pkt; }
 316 };
 317
 318 class avCodecContext {
 319         AVCodecContext *avctx;
 320 public:
 321         avCodecContext(AVCodecContext *ctx) { avctx = ctx; }
 322         ~avCodecContext() { avcodec_free_context(&avctx); }
 323         operator AVCodecContext *() { return avctx; }
 324         AVCodecContext *operator ->() { return avctx; }
 325 };
 326
 327
 328 class FFMPEG : public Thread {
 329 public:
 330         static Mutex fflock;
 331         static void ff_lock(const char *cp=0) { fflock.lock(cp); }
 332         static void ff_unlock() { fflock.unlock(); }
 333
 334         int check_sample_rate(AVCodec *codec, int sample_rate);
 335         AVRational check_frame_rate(const AVRational *p, double frame_rate);
 336         AVRational to_sample_aspect_ratio(Asset *asset);
 337         AVRational to_time_base(int sample_rate);
 338         static int get_fmt_score(AVSampleFormat dst_fmt, AVSampleFormat src_fmt);
 339         static AVSampleFormat find_best_sample_fmt_of_list(
 340                 const AVSampleFormat *sample_fmts, AVSampleFormat src_fmt);
 341
 342         static void set_option_path(char *path, const char *fmt, ...);
 343         static void get_option_path(char *path, const char *type, const char *spec);
 344         static int get_format(char *format, const char *path, const char *spec);
 345         static int get_codec(char *codec, const char *path, const char *spec);
 346         static int scan_option_line(const char *cp,char *tag,char *val);
 347         static int load_defaults(const char *path, const char *type,
 348                  char *codec, char *codec_options, int len);
 349         static int can_render(const char *fformat, const char *type);
 350         static int renders_audio(const char *fformat) { return can_render(fformat, "audio"); }
 351         static int renders_video(const char *fformat) { return can_render(fformat, "video"); }
 352         static int get_ff_option(const char *nm, const char *options, char *value);
 353         static void scan_audio_options(Asset *asset, EDL *edl);
 354         static void load_audio_options(Asset *asset, EDL *edl);
 355         static void scan_video_options(Asset *asset, EDL *edl);
 356         static void load_video_options(Asset *asset, EDL *edl);
 357         static void scan_format_options(Asset *asset, EDL *edl);
 358         static void load_format_options(Asset *asset, EDL *edl);
 359         static void set_asset_format(Asset *asset, EDL *edl, const char *text);
 360         int get_file_format();
 361         static int get_encoder(const char *options, char *format, char *codec, char *bsfilter);
 362         static int scan_encoder(const char *line, char *format, char *codec, char *bsfilter);
 363         int read_options(const char *options, AVDictionary *&opts, int skip=0);
 364         int scan_options(const char *options, AVDictionary *&opts, AVStream *st);
 365         int read_options(FILE *fp, const char *options, AVDictionary *&opts);
 366         int load_options(const char *options, AVDictionary *&opts);
 367         static int load_options(const char *path, char *bfr, int len);
 368         void set_loglevel(const char *ap);
 369         static double to_secs(int64_t time, AVRational time_base);
 370         int info(char *text, int len);
 371
 372         void put_cache_frame(VFrame *frame, int64_t position);
 373         int get_use_cache();
 374         void purge_cache();
 375
 376         int init_decoder(const char *filename);
 377         int open_decoder();
 378         int init_encoder(const char *filename);
 379         int open_encoder(const char *type, const char *spec);
 380         int close_encoder();
 381
 382         int total_audio_channels();
 383         int total_video_channels();
 384         double get_initial_timecode(int data_type, int channel, double frame_rate);
 385
 386         int audio_seek(int ch, int64_t pos);
 387         int video_probe(int64_t pos);
 388         int video_seek(int layer, int64_t pos);
 389
 390         int decode(int chn, int64_t pos, double *samples, int len);
 391         int decode(int layer, int64_t pos, VFrame *frame);
 392         int decode_activate();
 393         int encode(int stream, double **samples, int len);
 394         int encode(int stream, VFrame *frame);
 395         int encode_activate();
 396
 397         FileBase *file_base;
 398         AVFormatContext *fmt_ctx;
 399         ArrayList<FFAudioStream*> ffaudio;
 400         ArrayList<FFVideoStream*> ffvideo;
 401         AVDictionary *opts;
 402         double opt_duration;
 403         char *opt_video_filter;
 404         char *opt_audio_filter;
 405         char *opt_hw_dev;
 406         char *opt_video_decoder;
 407         char *opt_audio_decoder;
 408         FFCodecRemaps video_codec_remaps;
 409         FFCodecRemaps audio_codec_remaps;
 410         char file_format[BCTEXTLEN];
 411         int fflags;
 412
 413         class ffidx {
 414         public:
 415                 uint16_t st_idx, st_ch;
 416                 ffidx() { st_idx = st_ch = 0; }
 417                 ffidx(const ffidx &t) { st_idx = t.st_idx;  st_ch = t.st_ch; }
 418                 ffidx(uint16_t fidx, uint16_t ch) { st_idx = fidx; st_ch = ch; }
 419         };
 420
 421         ArrayList<ffidx> astrm_index;
 422         ArrayList<ffidx> vstrm_index;
 423         int mux_audio(FFrame *frm);
 424         int mux_video(FFrame *frm);
 425         Condition *mux_lock;
 426         Condition *flow_lock;
 427         int done, flow;
 428
 429         void start_muxer();
 430         void stop_muxer();
 431         void flow_off();
 432         void flow_on();
 433         void flow_ctl();
 434         void mux();
 435         void run();
 436
 437         int decoding, encoding;
 438         int has_audio, has_video;
 439         int interlace_from_codec;
 440
 441         FFMPEG(FileBase *file_base=0);
 442         ~FFMPEG();
 443         AVCodecContext *activate_decoder(AVStream *st);
 444         int scan(IndexState *index_state, int64_t *scan_position, int *canceled);
 445
 446         int ff_audio_stream(int channel) { return astrm_index[channel].st_idx; }
 447         int ff_video_stream(int layer) { return vstrm_index[layer].st_idx; }
 448
 449         int ff_total_audio_channels();
 450         int ff_total_astreams();
 451         int ff_audio_channels(int stream);
 452         int ff_sample_rate(int stream);
 453         const char *ff_audio_format(int stream);
 454         int ff_audio_pid(int stream);
 455         int64_t ff_audio_samples(int stream);
 456         int ff_audio_for_video(int vstream, int astream, int64_t &channels);
 457
 458         int ff_total_video_layers();
 459         int ff_total_vstreams();
 460         int ff_video_width(int stream);
 461         int ff_video_height(int stream);
 462         int ff_set_video_width(int stream, int width);
 463         int ff_set_video_height(int stream, int height);
 464         int ff_coded_width(int stream);
 465         int ff_coded_height(int stream);
 466         float ff_aspect_ratio(int stream);
 467         int ff_color_range(int stream);
 468         int ff_color_space(int stream);
 469         int ff_interlace(int stream);
 470         double ff_frame_rate(int stream);
 471         const char *ff_video_codec(int stream);
 472         int64_t ff_video_frames(int stream);
 473         int ff_video_pid(int stream);
 474         int ff_video_mpeg_color_range(int stream);
 475         double ff_get_timecode(char *str, AVRational rate, double pos);
 476         static double get_timecode(const char *path, int data_type, int channel, double rate);
 477
 478         int ff_cpus();
 479         const char *ff_hw_dev();
 480         Preferences *ff_prefs();
 481         void dump_context(AVCodecContext *ctx);
 482 };
 483
 484 #endif /* FFMPEG_H */