src/lib/ffmpeg_decoder.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2012 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   5     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   6     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   7     (at your option) any later version.
   8
   9     This program is distributed in the hope that it will be useful,
  10     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  12     GNU General Public License for more details.
  13
  14     You should have received a copy of the GNU General Public License
  15     along with this program; if not, write to the Free Software
  16     Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  17
  18 */
  19
  20 /** @file  src/ffmpeg_decoder.cc
  21  *  @brief A decoder using FFmpeg to decode content.
  22  */
  23
  24 #include <stdexcept>
  25 #include <vector>
  26 #include <sstream>
  27 #include <iomanip>
  28 #include <iostream>
  29 #include <stdint.h>
  30 extern "C" {
  31 #include <tiffio.h>
  32 #include <libavcodec/avcodec.h>
  33 #include <libavformat/avformat.h>
  34 #include <libswscale/swscale.h>
  35 #include <libpostproc/postprocess.h>
  36 }
  37 #include <sndfile.h>
  38 #include "film.h"
  39 #include "format.h"
  40 #include "transcoder.h"
  41 #include "job.h"
  42 #include "filter.h"
  43 #include "film_state.h"
  44 #include "options.h"
  45 #include "exceptions.h"
  46 #include "image.h"
  47 #include "util.h"
  48 #include "log.h"
  49 #include "ffmpeg_decoder.h"
  50
  51 using namespace std;
  52 using namespace boost;
  53
  54 FFmpegDecoder::FFmpegDecoder (boost::shared_ptr<const FilmState> s, boost::shared_ptr<const Options> o, Job* j, Log* l, bool minimal, bool ignore_length)
  55         : Decoder (s, o, j, l, minimal, ignore_length)
  56         , _format_context (0)
  57         , _video_stream (-1)
  58         , _audio_stream (-1)
  59         , _frame (0)
  60         , _video_codec_context (0)
  61         , _video_codec (0)
  62         , _audio_codec_context (0)
  63         , _audio_codec (0)
  64 {
  65         setup_general ();
  66         setup_video ();
  67         setup_audio ();
  68 }
  69
  70 FFmpegDecoder::~FFmpegDecoder ()
  71 {
  72         if (_audio_codec_context) {
  73                 avcodec_close (_audio_codec_context);
  74         }
  75
  76         if (_video_codec_context) {
  77                 avcodec_close (_video_codec_context);
  78         }
  79
  80         av_free (_frame);
  81         avformat_close_input (&_format_context);
  82 }
  83
  84 void
  85 FFmpegDecoder::setup_general ()
  86 {
  87         int r;
  88
  89         av_register_all ();
  90
  91         if ((r = avformat_open_input (&_format_context, _fs->content_path().c_str(), 0, 0)) != 0) {
  92                 throw OpenFileError (_fs->content_path ());
  93         }
  94
  95         if (avformat_find_stream_info (_format_context, 0) < 0) {
  96                 throw DecodeError ("could not find stream information");
  97         }
  98
  99         for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
 100                 if (_format_context->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO) {
 101                         _video_stream = i;
 102                 } else if (_format_context->streams[i]->codec->codec_type == AVMEDIA_TYPE_AUDIO) {
 103                         _audio_stream = i;
 104                 }
 105         }
 106
 107         if (_video_stream < 0) {
 108                 throw DecodeError ("could not find video stream");
 109         }
 110
 111         _frame = avcodec_alloc_frame ();
 112         if (_frame == 0) {
 113                 throw DecodeError ("could not allocate frame");
 114         }
 115 }
 116
 117 void
 118 FFmpegDecoder::setup_video ()
 119 {
 120         _video_codec_context = _format_context->streams[_video_stream]->codec;
 121         _video_codec = avcodec_find_decoder (_video_codec_context->codec_id);
 122
 123         if (_video_codec == 0) {
 124                 throw DecodeError ("could not find video decoder");
 125         }
 126
 127         if (avcodec_open2 (_video_codec_context, _video_codec, 0) < 0) {
 128                 throw DecodeError ("could not open video decoder");
 129         }
 130 }
 131
 132 void
 133 FFmpegDecoder::setup_audio ()
 134 {
 135         if (_audio_stream < 0) {
 136                 return;
 137         }
 138
 139         _audio_codec_context = _format_context->streams[_audio_stream]->codec;
 140         _audio_codec = avcodec_find_decoder (_audio_codec_context->codec_id);
 141
 142         if (_audio_codec == 0) {
 143                 throw DecodeError ("could not find audio decoder");
 144         }
 145
 146         if (avcodec_open2 (_audio_codec_context, _audio_codec, 0) < 0) {
 147                 throw DecodeError ("could not open audio decoder");
 148         }
 149
 150         /* This is a hack; sometimes it seems that _audio_codec_context->channel_layout isn't set up,
 151            so bodge it here.  No idea why we should have to do this.
 152         */
 153
 154         if (_audio_codec_context->channel_layout == 0) {
 155                 _audio_codec_context->channel_layout = av_get_default_channel_layout (audio_channels ());
 156         }
 157 }
 158
 159 bool
 160 FFmpegDecoder::do_pass ()
 161 {
 162         int r = av_read_frame (_format_context, &_packet);
 163         if (r < 0) {
 164                 return true;
 165         }
 166
 167         if (_packet.stream_index == _video_stream && _opt->decode_video) {
 168
 169                 int frame_finished;
 170                 if (avcodec_decode_video2 (_video_codec_context, _frame, &frame_finished, &_packet) >= 0 && frame_finished) {
 171                         process_video (_frame);
 172                 }
 173
 174         } else if (_audio_stream >= 0 && _packet.stream_index == _audio_stream && _opt->decode_audio) {
 175
 176                 avcodec_get_frame_defaults (_frame);
 177
 178                 int frame_finished;
 179                 if (avcodec_decode_audio4 (_audio_codec_context, _frame, &frame_finished, &_packet) >= 0 && frame_finished) {
 180                         int const data_size = av_samples_get_buffer_size (
 181                                 0, _audio_codec_context->channels, _frame->nb_samples, audio_sample_format (), 1
 182                                 );
 183
 184                         assert (_audio_codec_context->channels == _fs->audio_channels);
 185                         process_audio (_frame->data[0], data_size);
 186                 }
 187         }
 188
 189         av_free_packet (&_packet);
 190         return false;
 191 }
 192
 193 int
 194 FFmpegDecoder::length_in_frames () const
 195 {
 196         return (_format_context->duration / AV_TIME_BASE) * frames_per_second ();
 197 }
 198
 199 float
 200 FFmpegDecoder::frames_per_second () const
 201 {
 202         return av_q2d (_format_context->streams[_video_stream]->avg_frame_rate);
 203 }
 204
 205 int
 206 FFmpegDecoder::audio_channels () const
 207 {
 208         if (_audio_codec_context == 0) {
 209                 return 0;
 210         }
 211
 212         return _audio_codec_context->channels;
 213 }
 214
 215 int
 216 FFmpegDecoder::audio_sample_rate () const
 217 {
 218         if (_audio_codec_context == 0) {
 219                 return 0;
 220         }
 221
 222         return _audio_codec_context->sample_rate;
 223 }
 224
 225 AVSampleFormat
 226 FFmpegDecoder::audio_sample_format () const
 227 {
 228         if (_audio_codec_context == 0) {
 229                 return (AVSampleFormat) 0;
 230         }
 231
 232         return _audio_codec_context->sample_fmt;
 233 }
 234
 235 int64_t
 236 FFmpegDecoder::audio_channel_layout () const
 237 {
 238         if (_audio_codec_context == 0) {
 239                 return 0;
 240         }
 241
 242         return _audio_codec_context->channel_layout;
 243 }
 244
 245 Size
 246 FFmpegDecoder::native_size () const
 247 {
 248         return Size (_video_codec_context->width, _video_codec_context->height);
 249 }
 250
 251 PixelFormat
 252 FFmpegDecoder::pixel_format () const
 253 {
 254         return _video_codec_context->pix_fmt;
 255 }
 256
 257 int
 258 FFmpegDecoder::time_base_numerator () const
 259 {
 260         return _video_codec_context->time_base.num;
 261 }
 262
 263 int
 264 FFmpegDecoder::time_base_denominator () const
 265 {
 266         return _video_codec_context->time_base.den;
 267 }
 268
 269 int
 270 FFmpegDecoder::sample_aspect_ratio_numerator () const
 271 {
 272         return _video_codec_context->sample_aspect_ratio.num;
 273 }
 274
 275 int
 276 FFmpegDecoder::sample_aspect_ratio_denominator () const
 277 {
 278         return _video_codec_context->sample_aspect_ratio.den;
 279 }
 280