src/lib/ffmpeg.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2013-2021 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This file is part of DCP-o-matic.
   5
   6     DCP-o-matic is free software; you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     DCP-o-matic 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 General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License
  17     along with DCP-o-matic.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18
  19 */
  20
  21
  22 #include "ffmpeg.h"
  23 #include "ffmpeg_content.h"
  24 #include "film.h"
  25 #include "exceptions.h"
  26 #include "util.h"
  27 #include "log.h"
  28 #include "dcpomatic_log.h"
  29 #include "ffmpeg_subtitle_stream.h"
  30 #include "ffmpeg_audio_stream.h"
  31 #include "digester.h"
  32 #include "compose.hpp"
  33 #include "config.h"
  34 #include <dcp/raw_convert.h>
  35 extern "C" {
  36 #include <libavcodec/avcodec.h>
  37 #include <libavformat/avformat.h>
  38 #include <libswscale/swscale.h>
  39 }
  40 #include <boost/algorithm/string.hpp>
  41 #include <iostream>
  42
  43 #include "i18n.h"
  44
  45
  46 using std::string;
  47 using std::cout;
  48 using std::cerr;
  49 using std::vector;
  50 using std::shared_ptr;
  51 using boost::optional;
  52 using dcp::raw_convert;
  53 using namespace dcpomatic;
  54
  55
  56 boost::mutex FFmpeg::_mutex;
  57
  58
  59 FFmpeg::FFmpeg (std::shared_ptr<const FFmpegContent> c)
  60         : _ffmpeg_content (c)
  61 {
  62         setup_general ();
  63         setup_decoders ();
  64 }
  65
  66
  67 FFmpeg::~FFmpeg ()
  68 {
  69         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
  70
  71 DCPOMATIC_DISABLE_WARNINGS
  72         for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
  73                 avcodec_close (_format_context->streams[i]->codec);
  74         }
  75 DCPOMATIC_ENABLE_WARNINGS
  76
  77         av_frame_free (&_frame);
  78         avformat_close_input (&_format_context);
  79 }
  80
  81
  82 static int
  83 avio_read_wrapper (void* data, uint8_t* buffer, int amount)
  84 {
  85         return reinterpret_cast<FFmpeg*>(data)->avio_read (buffer, amount);
  86 }
  87
  88
  89 static int64_t
  90 avio_seek_wrapper (void* data, int64_t offset, int whence)
  91 {
  92         return reinterpret_cast<FFmpeg*>(data)->avio_seek (offset, whence);
  93 }
  94
  95
  96 void
  97 FFmpeg::ffmpeg_log_callback (void* ptr, int level, const char* fmt, va_list vl)
  98 {
  99         if (level > AV_LOG_WARNING) {
 100                 return;
 101         }
 102
 103         char line[1024];
 104         static int prefix = 0;
 105         av_log_format_line (ptr, level, fmt, vl, line, sizeof (line), &prefix);
 106         string str (line);
 107         boost::algorithm::trim (str);
 108         dcpomatic_log->log (String::compose ("FFmpeg: %1", str), LogEntry::TYPE_GENERAL);
 109 }
 110
 111
 112 void
 113 FFmpeg::setup_general ()
 114 {
 115         /* This might not work too well in some cases of multiple FFmpeg decoders,
 116            but it's probably good enough.
 117         */
 118         av_log_set_callback (FFmpeg::ffmpeg_log_callback);
 119
 120         _file_group.set_paths (_ffmpeg_content->paths ());
 121         _avio_buffer = static_cast<uint8_t*> (wrapped_av_malloc(_avio_buffer_size));
 122         _avio_context = avio_alloc_context (_avio_buffer, _avio_buffer_size, 0, this, avio_read_wrapper, 0, avio_seek_wrapper);
 123         if (!_avio_context) {
 124                 throw std::bad_alloc ();
 125         }
 126         _format_context = avformat_alloc_context ();
 127         if (!_format_context) {
 128                 throw std::bad_alloc ();
 129         }
 130         _format_context->pb = _avio_context;
 131
 132         AVDictionary* options = nullptr;
 133         int e = avformat_open_input (&_format_context, 0, 0, &options);
 134         if (e < 0) {
 135                 throw OpenFileError (_ffmpeg_content->path(0).string(), e, OpenFileError::READ);
 136         }
 137
 138         if (avformat_find_stream_info (_format_context, 0) < 0) {
 139                 throw DecodeError (_("could not find stream information"));
 140         }
 141
 142         /* Find video stream */
 143
 144         optional<int> video_stream_undefined_frame_rate;
 145
 146         for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
 147                 auto s = _format_context->streams[i];
 148                 if (s->codecpar->codec_type == AVMEDIA_TYPE_VIDEO && avcodec_find_decoder(s->codecpar->codec_id)) {
 149                         if (s->avg_frame_rate.num > 0 && s->avg_frame_rate.den > 0) {
 150                                 /* This is definitely our video stream */
 151                                 _video_stream = i;
 152                         } else {
 153                                 /* This is our video stream if we don't get a better offer */
 154                                 video_stream_undefined_frame_rate = i;
 155                         }
 156                 }
 157         }
 158
 159         /* Files from iTunes sometimes have two video streams, one with the avg_frame_rate.num and .den set
 160            to zero.  Only use such a stream if there is no alternative.
 161         */
 162         if (!_video_stream && video_stream_undefined_frame_rate) {
 163                 _video_stream = video_stream_undefined_frame_rate.get();
 164         }
 165
 166         /* Ignore video streams with crazy frame rates.  These are usually things like album art on MP3s. */
 167         if (_video_stream && av_q2d(av_guess_frame_rate(_format_context, _format_context->streams[_video_stream.get()], 0)) > 1000) {
 168                 _video_stream = optional<int>();
 169         }
 170
 171         /* Hack: if the AVStreams have duplicate IDs, replace them with our
 172            own.  We use the IDs so that we can cope with VOBs, in which streams
 173            move about in index but remain with the same ID in different
 174            VOBs.  However, some files have duplicate IDs, hence this hack.
 175         */
 176
 177         bool duplicates = false;
 178         for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
 179                 for (uint32_t j = i + 1; j < _format_context->nb_streams; ++j) {
 180                         if (_format_context->streams[i]->id == _format_context->streams[j]->id) {
 181                                 duplicates = true;
 182                         }
 183                 }
 184         }
 185
 186         if (duplicates) {
 187                 /* Put in our own IDs */
 188                 for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
 189                         _format_context->streams[i]->id = i;
 190                 }
 191         }
 192
 193         _frame = av_frame_alloc ();
 194         if (_frame == 0) {
 195                 throw std::bad_alloc ();
 196         }
 197 }
 198
 199
 200 void
 201 FFmpeg::setup_decoders ()
 202 {
 203         boost::mutex::scoped_lock lm (_mutex);
 204
 205 DCPOMATIC_DISABLE_WARNINGS
 206         for (uint32_t i = 0; i < _format_context->nb_streams; ++i) {
 207                 auto context = _format_context->streams[i]->codec;
 208
 209                 context->thread_count = 8;
 210                 context->thread_type = FF_THREAD_FRAME | FF_THREAD_SLICE;
 211
 212                 AVCodec* codec = avcodec_find_decoder (context->codec_id);
 213                 if (codec) {
 214
 215                         AVDictionary* options = nullptr;
 216                         /* This option disables decoding of DCA frame footers in our patched version
 217                            of FFmpeg.  I believe these footers are of no use to us, and they can cause
 218                            problems when FFmpeg fails to decode them (mantis #352).
 219                         */
 220                         av_dict_set (&options, "disable_footer", "1", 0);
 221                         /* This allows decoding of some DNxHR 444 and HQX files; see
 222                            https://trac.ffmpeg.org/ticket/5681
 223                         */
 224                         av_dict_set_int (&options, "strict", FF_COMPLIANCE_EXPERIMENTAL, 0);
 225                         /* Enable following of links in files */
 226                         av_dict_set_int (&options, "enable_drefs", 1, 0);
 227
 228                         int r = avcodec_open2 (context, codec, &options);
 229                         if (r < 0) {
 230                                 throw DecodeError (N_("avcodec_open2"), N_("FFmpeg::setup_decoders"), r);
 231                         }
 232                 } else {
 233                         dcpomatic_log->log (String::compose ("No codec found for stream %1", i), LogEntry::TYPE_WARNING);
 234                 }
 235         }
 236 DCPOMATIC_ENABLE_WARNINGS
 237 }
 238
 239
 240 DCPOMATIC_DISABLE_WARNINGS
 241 AVCodecContext *
 242 FFmpeg::video_codec_context () const
 243 {
 244         if (!_video_stream) {
 245                 return nullptr;
 246         }
 247
 248         return _format_context->streams[_video_stream.get()]->codec;
 249 }
 250
 251
 252 AVCodecContext *
 253 FFmpeg::subtitle_codec_context () const
 254 {
 255         if (!_ffmpeg_content->subtitle_stream()) {
 256                 return nullptr;
 257         }
 258
 259         return _ffmpeg_content->subtitle_stream()->stream(_format_context)->codec;
 260 }
 261 DCPOMATIC_ENABLE_WARNINGS
 262
 263
 264 int
 265 FFmpeg::avio_read (uint8_t* buffer, int const amount)
 266 {
 267         return _file_group.read (buffer, amount);
 268 }
 269
 270
 271 int64_t
 272 FFmpeg::avio_seek (int64_t const pos, int whence)
 273 {
 274         if (whence == AVSEEK_SIZE) {
 275                 return _file_group.length ();
 276         }
 277
 278         return _file_group.seek (pos, whence);
 279 }
 280
 281
 282 FFmpegSubtitlePeriod
 283 FFmpeg::subtitle_period (AVSubtitle const & sub)
 284 {
 285         auto const packet_time = ContentTime::from_seconds (static_cast<double> (sub.pts) / AV_TIME_BASE);
 286
 287         if (sub.end_display_time == static_cast<uint32_t> (-1)) {
 288                 /* End time is not known */
 289                 return FFmpegSubtitlePeriod (packet_time + ContentTime::from_seconds (sub.start_display_time / 1e3));
 290         }
 291
 292         return FFmpegSubtitlePeriod (
 293                 packet_time + ContentTime::from_seconds (sub.start_display_time / 1e3),
 294                 packet_time + ContentTime::from_seconds (sub.end_display_time / 1e3)
 295                 );
 296 }
 297
 298
 299 /** Compute the pts offset to use given a set of audio streams and some video details.
 300  *  Sometimes these parameters will have just been determined by an Examiner, sometimes
 301  *  they will have been retrieved from a piece of Content, hence the need for this method
 302  *  in FFmpeg.
 303  */
 304 ContentTime
 305 FFmpeg::pts_offset (vector<shared_ptr<FFmpegAudioStream>> audio_streams, optional<ContentTime> first_video, double video_frame_rate) const
 306 {
 307         /* Audio and video frame PTS values may not start with 0.  We want
 308            to fiddle them so that:
 309
 310            1.  One of them starts at time 0.
 311            2.  The first video PTS value ends up on a frame boundary.
 312
 313            Then we remove big initial gaps in PTS and we allow our
 314            insertion of black frames to work.
 315
 316            We will do:
 317              audio_pts_to_use = audio_pts_from_ffmpeg + pts_offset;
 318              video_pts_to_use = video_pts_from_ffmpeg + pts_offset;
 319         */
 320
 321         /* First, make one of them start at 0 */
 322
 323         auto po = ContentTime::min ();
 324
 325         if (first_video) {
 326                 po = - first_video.get ();
 327         }
 328
 329         for (auto i: audio_streams) {
 330                 if (i->first_audio) {
 331                         po = max (po, - i->first_audio.get ());
 332                 }
 333         }
 334
 335         /* If the offset is positive we would be pushing things from a -ve PTS to be played.
 336            I don't think we ever want to do that, as it seems things at -ve PTS are not meant
 337            to be seen (use for alignment bars etc.); see mantis #418.
 338         */
 339         if (po > ContentTime ()) {
 340                 po = ContentTime ();
 341         }
 342
 343         /* Now adjust so that the video pts starts on a frame */
 344         if (first_video) {
 345                 auto const fvc = first_video.get() + po;
 346                 po += fvc.ceil (video_frame_rate) - fvc;
 347         }
 348
 349         return po;
 350 }