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 "thread.h"
  24 #include "vframe.inc"
  25
  26 extern "C" {
  27 #include "libavformat/avformat.h"
  28 #include "libavformat/avio.h"
  29 #include "libavcodec/avcodec.h"
  30 #include "libavfilter/avfilter.h"
  31 #include "libavutil/avutil.h"
  32 #include "libavfilter/buffersrc.h"
  33 #include "libavfilter/buffersink.h"
  34 #include "libavutil/imgutils.h"
  35 #include "libavutil/opt.h"
  36 #include "libavutil/pixdesc.h"
  37 #include "libswresample/swresample.h"
  38 #include "libswscale/swscale.h"
  39 }
  40
  41 class FFPacket  {
  42         AVPacket pkt;
  43 public:
  44         operator AVPacket*() { return &pkt; }
  45         operator AVPacket&() { return pkt; }
  46         AVPacket *operator ->() { return &pkt; }
  47
  48         void init();
  49         void finit();
  50         FFPacket() { init(); }
  51         ~FFPacket() { finit(); }
  52 };
  53
  54 class FFrame : public ListItem<FFrame> {
  55         AVFrame *frm;
  56         int init;
  57 public:
  58         int64_t position;
  59         FFStream *fst;
  60
  61         FFrame(FFStream *fst);
  62         ~FFrame();
  63
  64         operator AVFrame*() { return frm; }
  65         operator AVFrame&() { return *frm; }
  66         AVFrame *operator ->() { return frm; }
  67
  68         int initted() { return init; }
  69         void queue(int64_t pos);
  70         void dequeue();
  71 };
  72
  73 class FFStream {
  74 public:
  75         FFStream(FFMPEG *ffmpeg, AVStream *st, int fidx);
  76         ~FFStream();
  77         static void ff_lock(const char *cp=0);
  78         static void ff_unlock();
  79         void queue(FFrame *frm);
  80         void dequeue(FFrame *frm);
  81
  82         virtual int encode_activate();
  83         virtual int decode_activate();
  84         virtual AVHWDeviceType decode_hw_activate();
  85         virtual void decode_hw_format(AVCodec *decoder, AVHWDeviceType type);
  86         virtual int write_packet(FFPacket &pkt);
  87         int read_packet();
  88         int seek(int64_t no, double rate);
  89         int flush();
  90         int decode(AVFrame *frame);
  91         void load_markers(IndexMarks &marks, double rate);
  92
  93         virtual int is_audio() = 0;
  94         virtual int is_video() = 0;
  95         virtual int decode_frame(AVFrame *frame) = 0;
  96         virtual int encode_frame(AVFrame *frame) = 0;
  97         virtual int init_frame(AVFrame *frame) = 0;
  98         virtual int create_filter(const char *filter_spec, AVCodecParameters *avpar) = 0;
  99         virtual void load_markers() = 0;
 100         virtual IndexMarks *get_markers() = 0;
 101         int create_filter(const char *filter_spec);
 102         int load_filter(AVFrame *frame);
 103         int read_filter(AVFrame *frame);
 104         int read_frame(AVFrame *frame);
 105         int open_stats_file();
 106         int close_stats_file();
 107         int read_stats_file();
 108         int write_stats_file();
 109         int init_stats_file();
 110
 111         FFMPEG *ffmpeg;
 112         AVStream *st;
 113         AVFormatContext *fmt_ctx;
 114         AVCodecContext *avctx;
 115
 116         AVFilterContext *buffersink_ctx;
 117         AVFilterContext *buffersrc_ctx;
 118         AVFilterGraph *filter_graph;
 119         AVFrame *frame, *fframe;
 120         AVBSFContext *bsfc;
 121
 122         FFPacket ipkt;
 123         int need_packet, flushed;
 124
 125         int frm_count;
 126         List<FFrame> frms;
 127         Mutex *frm_lock;
 128
 129         int64_t nudge;
 130         int64_t seek_pos, curr_pos;
 131         int fidx;
 132         int reading, writing;
 133         int seeked, eof;
 134
 135         int hw_pixfmt;
 136         AVBufferRef *hw_device_ctx;
 137
 138         FILE *stats_fp;
 139         char *stats_filename;
 140         char *stats_in;
 141         int pass;
 142
 143         int st_eof() { return eof; }
 144         void st_eof(int v) { eof = v; }
 145 };
 146
 147 class FFAudioStream : public FFStream {
 148         float *inp, *outp, *bfr, *lmt;
 149         int64_t hpos, sz;
 150         int nch;
 151
 152         int read(float *fp, long len);
 153         void realloc(long nsz, int nch, long len);
 154         void realloc(long nsz, int nch);
 155         void reserve(long nsz, int nch);
 156         long used();
 157         long avail();
 158         void iseek(int64_t ofs);
 159         float *get_outp(int len);
 160         int64_t put_inp(int len);
 161         int write(const float *fp, long len);
 162         int zero(long len);
 163         int write(const double *dp, long len, int ch);
 164         int write_packet(FFPacket &pkt);
 165 public:
 166         FFAudioStream(FFMPEG *ffmpeg, AVStream *strm, int idx, int fidx);
 167         virtual ~FFAudioStream();
 168         int is_audio() { return 1; }
 169         int is_video() { return 0; }
 170         void init_swr(int ichs, int ifmt, int irate);
 171         int get_samples(float *&samples, uint8_t **data, int len);
 172         int load_history(uint8_t **data, int len);
 173         int decode_frame(AVFrame *frame);
 174         int encode_frame(AVFrame *frame);
 175         int create_filter(const char *filter_spec, AVCodecParameters *avpar);
 176         void load_markers();
 177         IndexMarks *get_markers();
 178
 179         int encode_activate();
 180         int64_t load_buffer(double ** const sp, int len);
 181         int in_history(int64_t pos);
 182         void reset_history();
 183         int read(double *dp, long len, int ch);
 184
 185         int init_frame(AVFrame *frame);
 186         int load(int64_t pos, int len);
 187         int audio_seek(int64_t pos);
 188         int encode(double **samples, int len);
 189         int drain();
 190
 191         int idx;
 192         int channel0, channels;
 193         int sample_rate;
 194         int mbsz, frame_sz;
 195         int64_t length;
 196
 197         SwrContext *resample_context;
 198         int swr_ichs, swr_ifmt, swr_irate;
 199         int aud_bfr_sz;
 200         float *aud_bfr;
 201 };
 202
 203
 204 class FFVideoConvert {
 205 public:
 206         struct SwsContext *convert_ctx;
 207         AVFrame *sw_frame;
 208
 209         FFVideoConvert() { convert_ctx = 0; sw_frame = 0; }
 210         ~FFVideoConvert() {
 211                 if( convert_ctx ) sws_freeContext(convert_ctx);
 212                 if( sw_frame ) av_frame_free(&sw_frame);
 213         }
 214
 215         static AVPixelFormat color_model_to_pix_fmt(int color_model);
 216         static int pix_fmt_to_color_model(AVPixelFormat pix_fmt);
 217
 218         int convert_picture_vframe(VFrame *frame, AVFrame *ip);
 219         int convert_picture_vframe(VFrame *frame, AVFrame *ip, AVFrame *ipic);
 220         int convert_cmodel(VFrame *frame, AVFrame *ip);
 221         int transfer_cmodel(VFrame *frame, AVFrame *ifp);
 222         int convert_vframe_picture(VFrame *frame, AVFrame *op);
 223         int convert_vframe_picture(VFrame *frame, AVFrame *op, AVFrame *opic);
 224         int convert_pixfmt(VFrame *frame, AVFrame *op);
 225         int transfer_pixfmt(VFrame *frame, AVFrame *ofp);
 226 };
 227
 228 class FFVideoStream : public FFStream, public FFVideoConvert {
 229         int write_packet(FFPacket &pkt);
 230 public:
 231         FFVideoStream(FFMPEG *ffmpeg, AVStream *strm, int idx, int fidx);
 232         virtual ~FFVideoStream();
 233         int is_audio() { return 0; }
 234         int is_video() { return 1; }
 235         int decode_frame(AVFrame *frame);
 236         AVHWDeviceType decode_hw_activate();
 237         void decode_hw_format(AVCodec *decoder, AVHWDeviceType type);
 238         int encode_frame(AVFrame *frame);
 239         int create_filter(const char *filter_spec, AVCodecParameters *avpar);
 240         void load_markers();
 241         IndexMarks *get_markers();
 242
 243         int init_frame(AVFrame *picture);
 244         int load(VFrame *vframe, int64_t pos);
 245         int video_seek(int64_t pos);
 246         int encode(VFrame *vframe);
 247         int drain();
 248
 249         int idx;
 250         double frame_rate;
 251         int width, height;
 252         int64_t length;
 253         float aspect_ratio;
 254
 255         int interlaced;
 256         int top_field_first;
 257 };
 258
 259 class FFMPEG : public Thread {
 260 public:
 261         static Mutex fflock;
 262         static void ff_lock(const char *cp=0) { fflock.lock(cp); }
 263         static void ff_unlock() { fflock.unlock(); }
 264
 265         int check_sample_rate(AVCodec *codec, int sample_rate);
 266         AVRational check_frame_rate(AVCodec *codec, double frame_rate);
 267         AVRational to_sample_aspect_ratio(Asset *asset);
 268         AVRational to_time_base(int sample_rate);
 269         static int get_fmt_score(AVSampleFormat dst_fmt, AVSampleFormat src_fmt);
 270         static AVSampleFormat find_best_sample_fmt_of_list(
 271                 const AVSampleFormat *sample_fmts, AVSampleFormat src_fmt);
 272
 273         static void set_option_path(char *path, const char *fmt, ...);
 274         static void get_option_path(char *path, const char *type, const char *spec);
 275         static int get_format(char *format, const char *path, const char *spec);
 276         static int get_codec(char *codec, const char *path, const char *spec);
 277         static int scan_option_line(const char *cp,char *tag,char *val);
 278         static int load_defaults(const char *path, const char *type,
 279                  char *codec, char *codec_options, int len);
 280         static int can_render(const char *fformat, const char *type);
 281         static int renders_audio(const char *fformat) { return can_render(fformat, "audio"); }
 282         static int renders_video(const char *fformat) { return can_render(fformat, "video"); }
 283         static int get_ff_option(const char *nm, const char *options, char *value);
 284         static void scan_audio_options(Asset *asset, EDL *edl);
 285         static void load_audio_options(Asset *asset, EDL *edl);
 286         static void scan_video_options(Asset *asset, EDL *edl);
 287         static void load_video_options(Asset *asset, EDL *edl);
 288         static void set_asset_format(Asset *asset, EDL *edl, const char *text);
 289         int get_file_format();
 290         static int get_encoder(const char *options, char *format, char *codec, char *bsfilter);
 291         static int scan_encoder(const char *line, char *format, char *codec, char *bsfilter);
 292         int read_options(const char *options, AVDictionary *&opts, int skip=0);
 293         int scan_options(const char *options, AVDictionary *&opts, AVStream *st);
 294         int read_options(FILE *fp, const char *options, AVDictionary *&opts);
 295         int load_options(const char *options, AVDictionary *&opts);
 296         static int load_options(const char *path, char *bfr, int len);
 297         void set_loglevel(const char *ap);
 298         static double to_secs(int64_t time, AVRational time_base);
 299         int info(char *text, int len);
 300
 301         int init_decoder(const char *filename);
 302         int open_decoder();
 303         int init_encoder(const char *filename);
 304         int open_encoder(const char *type, const char *spec);
 305         int close_encoder();
 306
 307         int total_audio_channels();
 308         int total_video_channels();
 309
 310         int audio_seek(int ch, int64_t pos);
 311         int video_seek(int layer, int64_t pos);
 312
 313         int decode(int chn, int64_t pos, double *samples, int len);
 314         int decode(int layer, int64_t pos, VFrame *frame);
 315         int decode_activate();
 316         int encode(int stream, double **samples, int len);
 317         int encode(int stream, VFrame *frame);
 318         int encode_activate();
 319
 320         FileBase *file_base;
 321         AVFormatContext *fmt_ctx;
 322         ArrayList<FFAudioStream*> ffaudio;
 323         ArrayList<FFVideoStream*> ffvideo;
 324         AVDictionary *opts;
 325         double opt_duration;
 326         char *opt_video_filter;
 327         char *opt_audio_filter;
 328         char *opt_hw_dev;
 329         char file_format[BCTEXTLEN];
 330         int fflags;
 331
 332         class ffidx {
 333         public:
 334                 uint16_t st_idx, st_ch;
 335                 ffidx() { st_idx = st_ch = 0; }
 336                 ffidx(const ffidx &t) { st_idx = t.st_idx;  st_ch = t.st_ch; }
 337                 ffidx(uint16_t fidx, uint16_t ch) { st_idx = fidx; st_ch = ch; }
 338         };
 339
 340         ArrayList<ffidx> astrm_index;
 341         ArrayList<ffidx> vstrm_index;
 342         int mux_audio(FFrame *frm);
 343         int mux_video(FFrame *frm);
 344         Condition *mux_lock;
 345         Condition *flow_lock;
 346         int done, flow;
 347
 348         void start_muxer();
 349         void stop_muxer();
 350         void flow_off();
 351         void flow_on();
 352         void flow_ctl();
 353         void mux();
 354         void run();
 355
 356         int decoding, encoding;
 357         int has_audio, has_video;
 358
 359         FFMPEG(FileBase *file_base=0);
 360         ~FFMPEG();
 361         int scan(IndexState *index_state, int64_t *scan_position, int *canceled);
 362
 363         int ff_audio_stream(int channel) { return astrm_index[channel].st_idx; }
 364         int ff_video_stream(int layer) { return vstrm_index[layer].st_idx; }
 365
 366         int ff_total_audio_channels();
 367         int ff_total_astreams();
 368         int ff_audio_channels(int stream);
 369         int ff_sample_rate(int stream);
 370         const char *ff_audio_format(int stream);
 371         int ff_audio_pid(int stream);
 372         int64_t ff_audio_samples(int stream);
 373         int ff_audio_for_video(int vstream, int astream, int64_t &channels);
 374
 375         int ff_total_video_layers();
 376         int ff_total_vstreams();
 377         int ff_video_width(int stream);
 378         int ff_video_height(int stream);
 379         int ff_set_video_width(int stream, int width);
 380         int ff_set_video_height(int stream, int height);
 381         int ff_coded_width(int stream);
 382         int ff_coded_height(int stream);
 383         float ff_aspect_ratio(int stream);
 384         double ff_frame_rate(int stream);
 385         const char *ff_video_format(int stream);
 386         int64_t ff_video_frames(int stream);
 387         int ff_video_pid(int stream);
 388         int ff_video_mpeg_color_range(int stream);
 389
 390         int ff_cpus();
 391         const char *ff_hw_dev();
 392         void dump_context(AVCodecContext *ctx);
 393 };
 394
 395 #endif /* FFMPEG_H */