avformat/utils: add missing brackets around arguments in av_realloc() call
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_overlay.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2010 Stefano Sabatini
3  * Copyright (c) 2010 Baptiste Coudurier
4  * Copyright (c) 2007 Bobby Bingham
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file
25  * overlay one video on top of another
26  */
27
28 #include "avfilter.h"
29 #include "formats.h"
30 #include "libavutil/common.h"
31 #include "libavutil/eval.h"
32 #include "libavutil/avstring.h"
33 #include "libavutil/pixdesc.h"
34 #include "libavutil/imgutils.h"
35 #include "libavutil/mathematics.h"
36 #include "libavutil/opt.h"
37 #include "libavutil/timestamp.h"
38 #include "internal.h"
39 #include "dualinput.h"
40 #include "drawutils.h"
41 #include "video.h"
42
43 static const char *const var_names[] = {
44     "main_w",    "W", ///< width  of the main    video
45     "main_h",    "H", ///< height of the main    video
46     "overlay_w", "w", ///< width  of the overlay video
47     "overlay_h", "h", ///< height of the overlay video
48     "hsub",
49     "vsub",
50     "x",
51     "y",
52     "n",            ///< number of frame
53     "pos",          ///< position in the file
54     "t",            ///< timestamp expressed in seconds
55     NULL
56 };
57
58 enum var_name {
59     VAR_MAIN_W,    VAR_MW,
60     VAR_MAIN_H,    VAR_MH,
61     VAR_OVERLAY_W, VAR_OW,
62     VAR_OVERLAY_H, VAR_OH,
63     VAR_HSUB,
64     VAR_VSUB,
65     VAR_X,
66     VAR_Y,
67     VAR_N,
68     VAR_POS,
69     VAR_T,
70     VAR_VARS_NB
71 };
72
73 enum EOFAction {
74     EOF_ACTION_REPEAT,
75     EOF_ACTION_ENDALL,
76     EOF_ACTION_PASS
77 };
78
79 static const char * const eof_action_str[] = {
80     "repeat", "endall", "pass"
81 };
82
83 #define MAIN    0
84 #define OVERLAY 1
85
86 #define R 0
87 #define G 1
88 #define B 2
89 #define A 3
90
91 #define Y 0
92 #define U 1
93 #define V 2
94
95 enum EvalMode {
96     EVAL_MODE_INIT,
97     EVAL_MODE_FRAME,
98     EVAL_MODE_NB
99 };
100
101 enum OverlayFormat {
102     OVERLAY_FORMAT_YUV420,
103     OVERLAY_FORMAT_YUV422,
104     OVERLAY_FORMAT_YUV444,
105     OVERLAY_FORMAT_RGB,
106     OVERLAY_FORMAT_NB
107 };
108
109 typedef struct OverlayContext {
110     const AVClass *class;
111     int x, y;                   ///< position of overlaid picture
112
113     int allow_packed_rgb;
114     uint8_t main_is_packed_rgb;
115     uint8_t main_rgba_map[4];
116     uint8_t main_has_alpha;
117     uint8_t overlay_is_packed_rgb;
118     uint8_t overlay_rgba_map[4];
119     uint8_t overlay_has_alpha;
120     int format;                 ///< OverlayFormat
121     int eval_mode;              ///< EvalMode
122
123     FFDualInputContext dinput;
124
125     int main_pix_step[4];       ///< steps per pixel for each plane of the main output
126     int overlay_pix_step[4];    ///< steps per pixel for each plane of the overlay
127     int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling values
128     const AVPixFmtDescriptor *main_desc; ///< format descriptor for main input
129
130     double var_values[VAR_VARS_NB];
131     char *x_expr, *y_expr;
132
133     int eof_action;             ///< action to take on EOF from source
134
135     AVExpr *x_pexpr, *y_pexpr;
136
137     void (*blend_image)(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dst, const AVFrame *src, int x, int y);
138 } OverlayContext;
139
140 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
141 {
142     OverlayContext *s = ctx->priv;
143
144     ff_dualinput_uninit(&s->dinput);
145     av_expr_free(s->x_pexpr); s->x_pexpr = NULL;
146     av_expr_free(s->y_pexpr); s->y_pexpr = NULL;
147 }
148
149 static inline int normalize_xy(double d, int chroma_sub)
150 {
151     if (isnan(d))
152         return INT_MAX;
153     return (int)d & ~((1 << chroma_sub) - 1);
154 }
155
156 static void eval_expr(AVFilterContext *ctx)
157 {
158     OverlayContext *s = ctx->priv;
159
160     s->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(s->x_pexpr, s->var_values, NULL);
161     s->var_values[VAR_Y] = av_expr_eval(s->y_pexpr, s->var_values, NULL);
162     s->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(s->x_pexpr, s->var_values, NULL);
163     s->x = normalize_xy(s->var_values[VAR_X], s->hsub);
164     s->y = normalize_xy(s->var_values[VAR_Y], s->vsub);
165 }
166
167 static int set_expr(AVExpr **pexpr, const char *expr, const char *option, void *log_ctx)
168 {
169     int ret;
170     AVExpr *old = NULL;
171
172     if (*pexpr)
173         old = *pexpr;
174     ret = av_expr_parse(pexpr, expr, var_names,
175                         NULL, NULL, NULL, NULL, 0, log_ctx);
176     if (ret < 0) {
177         av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
178                "Error when evaluating the expression '%s' for %s\n",
179                expr, option);
180         *pexpr = old;
181         return ret;
182     }
183
184     av_expr_free(old);
185     return 0;
186 }
187
188 static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
189                            char *res, int res_len, int flags)
190 {
191     OverlayContext *s = ctx->priv;
192     int ret;
193
194     if      (!strcmp(cmd, "x"))
195         ret = set_expr(&s->x_pexpr, args, cmd, ctx);
196     else if (!strcmp(cmd, "y"))
197         ret = set_expr(&s->y_pexpr, args, cmd, ctx);
198     else
199         ret = AVERROR(ENOSYS);
200
201     if (ret < 0)
202         return ret;
203
204     if (s->eval_mode == EVAL_MODE_INIT) {
205         eval_expr(ctx);
206         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "x:%f xi:%d y:%f yi:%d\n",
207                s->var_values[VAR_X], s->x,
208                s->var_values[VAR_Y], s->y);
209     }
210     return ret;
211 }
212
213 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
214 {
215     OverlayContext *s = ctx->priv;
216
217     /* overlay formats contains alpha, for avoiding conversion with alpha information loss */
218     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv420[] = {
219         AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
220         AV_PIX_FMT_NV12, AV_PIX_FMT_NV21,
221         AV_PIX_FMT_NONE
222     };
223     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv420[] = {
224         AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_NONE
225     };
226
227     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv422[] = {
228         AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_NONE
229     };
230     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv422[] = {
231         AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_NONE
232     };
233
234     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv444[] = {
235         AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_NONE
236     };
237     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv444[] = {
238         AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_NONE
239     };
240
241     static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_rgb[] = {
242         AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_RGBA,
243         AV_PIX_FMT_ABGR,  AV_PIX_FMT_BGRA,
244         AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
245         AV_PIX_FMT_NONE
246     };
247     static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_rgb[] = {
248         AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_RGBA,
249         AV_PIX_FMT_ABGR,  AV_PIX_FMT_BGRA,
250         AV_PIX_FMT_NONE
251     };
252
253     AVFilterFormats *main_formats = NULL;
254     AVFilterFormats *overlay_formats = NULL;
255     int ret;
256
257     switch (s->format) {
258     case OVERLAY_FORMAT_YUV420:
259         if (!(main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv420)) ||
260             !(overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv420))) {
261                 ret = AVERROR(ENOMEM);
262                 goto fail;
263             }
264         break;
265     case OVERLAY_FORMAT_YUV422:
266         if (!(main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv422)) ||
267             !(overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv422))) {
268                 ret = AVERROR(ENOMEM);
269                 goto fail;
270             }
271         break;
272     case OVERLAY_FORMAT_YUV444:
273         if (!(main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv444)) ||
274             !(overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv444))) {
275                 ret = AVERROR(ENOMEM);
276                 goto fail;
277             }
278         break;
279     case OVERLAY_FORMAT_RGB:
280         if (!(main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_rgb)) ||
281             !(overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_rgb))) {
282                 ret = AVERROR(ENOMEM);
283                 goto fail;
284             }
285         break;
286     default:
287         av_assert0(0);
288     }
289
290     if ((ret = ff_formats_ref(main_formats   , &ctx->inputs[MAIN]->out_formats   )) < 0 ||
291         (ret = ff_formats_ref(overlay_formats, &ctx->inputs[OVERLAY]->out_formats)) < 0 ||
292         (ret = ff_formats_ref(main_formats   , &ctx->outputs[MAIN]->in_formats   )) < 0)
293             goto fail;
294
295     return 0;
296 fail:
297     if (main_formats)
298         av_freep(&main_formats->formats);
299     av_freep(&main_formats);
300     if (overlay_formats)
301         av_freep(&overlay_formats->formats);
302     av_freep(&overlay_formats);
303     return ret;
304 }
305
306 static const enum AVPixelFormat alpha_pix_fmts[] = {
307     AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUVA444P,
308     AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_RGBA,
309     AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_NONE
310 };
311
312 static int config_input_overlay(AVFilterLink *inlink)
313 {
314     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
315     OverlayContext  *s = inlink->dst->priv;
316     int ret;
317     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
318
319     av_image_fill_max_pixsteps(s->overlay_pix_step, NULL, pix_desc);
320
321     /* Finish the configuration by evaluating the expressions
322        now when both inputs are configured. */
323     s->var_values[VAR_MAIN_W   ] = s->var_values[VAR_MW] = ctx->inputs[MAIN   ]->w;
324     s->var_values[VAR_MAIN_H   ] = s->var_values[VAR_MH] = ctx->inputs[MAIN   ]->h;
325     s->var_values[VAR_OVERLAY_W] = s->var_values[VAR_OW] = ctx->inputs[OVERLAY]->w;
326     s->var_values[VAR_OVERLAY_H] = s->var_values[VAR_OH] = ctx->inputs[OVERLAY]->h;
327     s->var_values[VAR_HSUB]  = 1<<pix_desc->log2_chroma_w;
328     s->var_values[VAR_VSUB]  = 1<<pix_desc->log2_chroma_h;
329     s->var_values[VAR_X]     = NAN;
330     s->var_values[VAR_Y]     = NAN;
331     s->var_values[VAR_N]     = 0;
332     s->var_values[VAR_T]     = NAN;
333     s->var_values[VAR_POS]   = NAN;
334
335     if ((ret = set_expr(&s->x_pexpr,      s->x_expr,      "x",      ctx)) < 0 ||
336         (ret = set_expr(&s->y_pexpr,      s->y_expr,      "y",      ctx)) < 0)
337         return ret;
338
339     s->overlay_is_packed_rgb =
340         ff_fill_rgba_map(s->overlay_rgba_map, inlink->format) >= 0;
341     s->overlay_has_alpha = ff_fmt_is_in(inlink->format, alpha_pix_fmts);
342
343     if (s->eval_mode == EVAL_MODE_INIT) {
344         eval_expr(ctx);
345         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "x:%f xi:%d y:%f yi:%d\n",
346                s->var_values[VAR_X], s->x,
347                s->var_values[VAR_Y], s->y);
348     }
349
350     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
351            "main w:%d h:%d fmt:%s overlay w:%d h:%d fmt:%s eof_action:%s\n",
352            ctx->inputs[MAIN]->w, ctx->inputs[MAIN]->h,
353            av_get_pix_fmt_name(ctx->inputs[MAIN]->format),
354            ctx->inputs[OVERLAY]->w, ctx->inputs[OVERLAY]->h,
355            av_get_pix_fmt_name(ctx->inputs[OVERLAY]->format),
356            eof_action_str[s->eof_action]);
357     return 0;
358 }
359
360 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
361 {
362     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
363     OverlayContext *s = ctx->priv;
364     int ret;
365
366     if ((ret = ff_dualinput_init(ctx, &s->dinput)) < 0)
367         return ret;
368
369     outlink->w = ctx->inputs[MAIN]->w;
370     outlink->h = ctx->inputs[MAIN]->h;
371     outlink->time_base = ctx->inputs[MAIN]->time_base;
372
373     return 0;
374 }
375
376 // divide by 255 and round to nearest
377 // apply a fast variant: (X+127)/255 = ((X+127)*257+257)>>16 = ((X+128)*257)>>16
378 #define FAST_DIV255(x) ((((x) + 128) * 257) >> 16)
379
380 // calculate the unpremultiplied alpha, applying the general equation:
381 // alpha = alpha_overlay / ( (alpha_main + alpha_overlay) - (alpha_main * alpha_overlay) )
382 // (((x) << 16) - ((x) << 9) + (x)) is a faster version of: 255 * 255 * x
383 // ((((x) + (y)) << 8) - ((x) + (y)) - (y) * (x)) is a faster version of: 255 * (x + y)
384 #define UNPREMULTIPLY_ALPHA(x, y) ((((x) << 16) - ((x) << 9) + (x)) / ((((x) + (y)) << 8) - ((x) + (y)) - (y) * (x)))
385
386 /**
387  * Blend image in src to destination buffer dst at position (x, y).
388  */
389
390 static void blend_image_packed_rgb(AVFilterContext *ctx,
391                                    AVFrame *dst, const AVFrame *src,
392                                    int x, int y)
393 {
394     OverlayContext *s = ctx->priv;
395     int i, imax, j, jmax;
396     const int src_w = src->width;
397     const int src_h = src->height;
398     const int dst_w = dst->width;
399     const int dst_h = dst->height;
400     uint8_t alpha;          ///< the amount of overlay to blend on to main
401     const int dr = s->main_rgba_map[R];
402     const int dg = s->main_rgba_map[G];
403     const int db = s->main_rgba_map[B];
404     const int da = s->main_rgba_map[A];
405     const int dstep = s->main_pix_step[0];
406     const int sr = s->overlay_rgba_map[R];
407     const int sg = s->overlay_rgba_map[G];
408     const int sb = s->overlay_rgba_map[B];
409     const int sa = s->overlay_rgba_map[A];
410     const int sstep = s->overlay_pix_step[0];
411     const int main_has_alpha = s->main_has_alpha;
412     uint8_t *S, *sp, *d, *dp;
413
414     i = FFMAX(-y, 0);
415     sp = src->data[0] + i     * src->linesize[0];
416     dp = dst->data[0] + (y+i) * dst->linesize[0];
417
418     for (imax = FFMIN(-y + dst_h, src_h); i < imax; i++) {
419         j = FFMAX(-x, 0);
420         S = sp + j     * sstep;
421         d = dp + (x+j) * dstep;
422
423         for (jmax = FFMIN(-x + dst_w, src_w); j < jmax; j++) {
424             alpha = S[sa];
425
426             // if the main channel has an alpha channel, alpha has to be calculated
427             // to create an un-premultiplied (straight) alpha value
428             if (main_has_alpha && alpha != 0 && alpha != 255) {
429                 uint8_t alpha_d = d[da];
430                 alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
431             }
432
433             switch (alpha) {
434             case 0:
435                 break;
436             case 255:
437                 d[dr] = S[sr];
438                 d[dg] = S[sg];
439                 d[db] = S[sb];
440                 break;
441             default:
442                 // main_value = main_value * (1 - alpha) + overlay_value * alpha
443                 // since alpha is in the range 0-255, the result must divided by 255
444                 d[dr] = FAST_DIV255(d[dr] * (255 - alpha) + S[sr] * alpha);
445                 d[dg] = FAST_DIV255(d[dg] * (255 - alpha) + S[sg] * alpha);
446                 d[db] = FAST_DIV255(d[db] * (255 - alpha) + S[sb] * alpha);
447             }
448             if (main_has_alpha) {
449                 switch (alpha) {
450                 case 0:
451                     break;
452                 case 255:
453                     d[da] = S[sa];
454                     break;
455                 default:
456                     // apply alpha compositing: main_alpha += (1-main_alpha) * overlay_alpha
457                     d[da] += FAST_DIV255((255 - d[da]) * S[sa]);
458                 }
459             }
460             d += dstep;
461             S += sstep;
462         }
463         dp += dst->linesize[0];
464         sp += src->linesize[0];
465     }
466 }
467
468 static av_always_inline void blend_plane(AVFilterContext *ctx,
469                                          AVFrame *dst, const AVFrame *src,
470                                          int src_w, int src_h,
471                                          int dst_w, int dst_h,
472                                          int i, int hsub, int vsub,
473                                          int x, int y,
474                                          int main_has_alpha)
475 {
476     OverlayContext *ol = ctx->priv;
477     int src_wp = AV_CEIL_RSHIFT(src_w, hsub);
478     int src_hp = AV_CEIL_RSHIFT(src_h, vsub);
479     int dst_wp = AV_CEIL_RSHIFT(dst_w, hsub);
480     int dst_hp = AV_CEIL_RSHIFT(dst_h, vsub);
481     int yp = y>>vsub;
482     int xp = x>>hsub;
483     uint8_t *s, *sp, *d, *dp, *a, *ap;
484     int jmax, j, k, kmax;
485
486     int dst_plane  = ol->main_desc->comp[i].plane;
487     int dst_offset = ol->main_desc->comp[i].offset;
488     int dst_step   = ol->main_desc->comp[i].step;
489
490     j = FFMAX(-yp, 0);
491     sp = src->data[i] + j         * src->linesize[i];
492     dp = dst->data[dst_plane]
493                       + (yp+j)    * dst->linesize[dst_plane]
494                       + dst_offset;
495     ap = src->data[3] + (j<<vsub) * src->linesize[3];
496
497     for (jmax = FFMIN(-yp + dst_hp, src_hp); j < jmax; j++) {
498         k = FFMAX(-xp, 0);
499         d = dp + (xp+k) * dst_step;
500         s = sp + k;
501         a = ap + (k<<hsub);
502
503         for (kmax = FFMIN(-xp + dst_wp, src_wp); k < kmax; k++) {
504             int alpha_v, alpha_h, alpha;
505
506             // average alpha for color components, improve quality
507             if (hsub && vsub && j+1 < src_hp && k+1 < src_wp) {
508                 alpha = (a[0] + a[src->linesize[3]] +
509                          a[1] + a[src->linesize[3]+1]) >> 2;
510             } else if (hsub || vsub) {
511                 alpha_h = hsub && k+1 < src_wp ?
512                     (a[0] + a[1]) >> 1 : a[0];
513                 alpha_v = vsub && j+1 < src_hp ?
514                     (a[0] + a[src->linesize[3]]) >> 1 : a[0];
515                 alpha = (alpha_v + alpha_h) >> 1;
516             } else
517                 alpha = a[0];
518             // if the main channel has an alpha channel, alpha has to be calculated
519             // to create an un-premultiplied (straight) alpha value
520             if (main_has_alpha && alpha != 0 && alpha != 255) {
521                 // average alpha for color components, improve quality
522                 uint8_t alpha_d;
523                 if (hsub && vsub && j+1 < src_hp && k+1 < src_wp) {
524                     alpha_d = (d[0] + d[src->linesize[3]] +
525                                d[1] + d[src->linesize[3]+1]) >> 2;
526                 } else if (hsub || vsub) {
527                     alpha_h = hsub && k+1 < src_wp ?
528                         (d[0] + d[1]) >> 1 : d[0];
529                     alpha_v = vsub && j+1 < src_hp ?
530                         (d[0] + d[src->linesize[3]]) >> 1 : d[0];
531                     alpha_d = (alpha_v + alpha_h) >> 1;
532                 } else
533                     alpha_d = d[0];
534                 alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
535             }
536             *d = FAST_DIV255(*d * (255 - alpha) + *s * alpha);
537             s++;
538             d += dst_step;
539             a += 1 << hsub;
540         }
541         dp += dst->linesize[dst_plane];
542         sp += src->linesize[i];
543         ap += (1 << vsub) * src->linesize[3];
544     }
545 }
546
547 static inline void alpha_composite(const AVFrame *src, const AVFrame *dst,
548                                    int src_w, int src_h,
549                                    int dst_w, int dst_h,
550                                    int x, int y)
551 {
552     uint8_t alpha;          ///< the amount of overlay to blend on to main
553     uint8_t *s, *sa, *d, *da;
554     int i, imax, j, jmax;
555
556     i = FFMAX(-y, 0);
557     sa = src->data[3] + i     * src->linesize[3];
558     da = dst->data[3] + (y+i) * dst->linesize[3];
559
560     for (imax = FFMIN(-y + dst_h, src_h); i < imax; i++) {
561         j = FFMAX(-x, 0);
562         s = sa + j;
563         d = da + x+j;
564
565         for (jmax = FFMIN(-x + dst_w, src_w); j < jmax; j++) {
566             alpha = *s;
567             if (alpha != 0 && alpha != 255) {
568                 uint8_t alpha_d = *d;
569                 alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
570             }
571             switch (alpha) {
572             case 0:
573                 break;
574             case 255:
575                 *d = *s;
576                 break;
577             default:
578                 // apply alpha compositing: main_alpha += (1-main_alpha) * overlay_alpha
579                 *d += FAST_DIV255((255 - *d) * *s);
580             }
581             d += 1;
582             s += 1;
583         }
584         da += dst->linesize[3];
585         sa += src->linesize[3];
586     }
587 }
588
589 static av_always_inline void blend_image_yuv(AVFilterContext *ctx,
590                                              AVFrame *dst, const AVFrame *src,
591                                              int hsub, int vsub,
592                                              int main_has_alpha,
593                                              int x, int y)
594 {
595     const int src_w = src->width;
596     const int src_h = src->height;
597     const int dst_w = dst->width;
598     const int dst_h = dst->height;
599
600     if (main_has_alpha)
601         alpha_composite(src, dst, src_w, src_h, dst_w, dst_h, x, y);
602
603     blend_plane(ctx, dst, src, src_w, src_h, dst_w, dst_h, 0, 0,       0, x, y, main_has_alpha);
604     blend_plane(ctx, dst, src, src_w, src_h, dst_w, dst_h, 1, hsub, vsub, x, y, main_has_alpha);
605     blend_plane(ctx, dst, src, src_w, src_h, dst_w, dst_h, 2, hsub, vsub, x, y, main_has_alpha);
606 }
607
608 static void blend_image_yuv420(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dst, const AVFrame *src, int x, int y)
609 {
610     OverlayContext *s = ctx->priv;
611
612     blend_image_yuv(ctx, dst, src, 1, 1, s->main_has_alpha, x, y);
613 }
614
615 static void blend_image_yuv422(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dst, const AVFrame *src, int x, int y)
616 {
617     OverlayContext *s = ctx->priv;
618
619     blend_image_yuv(ctx, dst, src, 1, 0, s->main_has_alpha, x, y);
620 }
621
622 static void blend_image_yuv444(AVFilterContext *ctx, AVFrame *dst, const AVFrame *src, int x, int y)
623 {
624     OverlayContext *s = ctx->priv;
625
626     blend_image_yuv(ctx, dst, src, 0, 0, s->main_has_alpha, x, y);
627 }
628
629 static int config_input_main(AVFilterLink *inlink)
630 {
631     OverlayContext *s = inlink->dst->priv;
632     const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
633
634     av_image_fill_max_pixsteps(s->main_pix_step,    NULL, pix_desc);
635
636     s->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
637     s->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
638
639     s->main_desc = pix_desc;
640
641     s->main_is_packed_rgb =
642         ff_fill_rgba_map(s->main_rgba_map, inlink->format) >= 0;
643     s->main_has_alpha = ff_fmt_is_in(inlink->format, alpha_pix_fmts);
644     switch (s->format) {
645     case OVERLAY_FORMAT_YUV420:
646         s->blend_image = blend_image_yuv420;
647         break;
648     case OVERLAY_FORMAT_YUV422:
649         s->blend_image = blend_image_yuv422;
650         break;
651     case OVERLAY_FORMAT_YUV444:
652         s->blend_image = blend_image_yuv444;
653         break;
654     case OVERLAY_FORMAT_RGB:
655         s->blend_image = blend_image_packed_rgb;
656         break;
657     }
658     return 0;
659 }
660
661 static AVFrame *do_blend(AVFilterContext *ctx, AVFrame *mainpic,
662                          const AVFrame *second)
663 {
664     OverlayContext *s = ctx->priv;
665     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
666
667     if (s->eval_mode == EVAL_MODE_FRAME) {
668         int64_t pos = av_frame_get_pkt_pos(mainpic);
669
670         s->var_values[VAR_N] = inlink->frame_count_out;
671         s->var_values[VAR_T] = mainpic->pts == AV_NOPTS_VALUE ?
672             NAN : mainpic->pts * av_q2d(inlink->time_base);
673         s->var_values[VAR_POS] = pos == -1 ? NAN : pos;
674
675         s->var_values[VAR_OVERLAY_W] = s->var_values[VAR_OW] = second->width;
676         s->var_values[VAR_OVERLAY_H] = s->var_values[VAR_OH] = second->height;
677         s->var_values[VAR_MAIN_W   ] = s->var_values[VAR_MW] = mainpic->width;
678         s->var_values[VAR_MAIN_H   ] = s->var_values[VAR_MH] = mainpic->height;
679
680         eval_expr(ctx);
681         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "n:%f t:%f pos:%f x:%f xi:%d y:%f yi:%d\n",
682                s->var_values[VAR_N], s->var_values[VAR_T], s->var_values[VAR_POS],
683                s->var_values[VAR_X], s->x,
684                s->var_values[VAR_Y], s->y);
685     }
686
687     if (s->x < mainpic->width  && s->x + second->width  >= 0 ||
688         s->y < mainpic->height && s->y + second->height >= 0)
689         s->blend_image(ctx, mainpic, second, s->x, s->y);
690     return mainpic;
691 }
692
693 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *inpicref)
694 {
695     OverlayContext *s = inlink->dst->priv;
696     av_log(inlink->dst, AV_LOG_DEBUG, "Incoming frame (time:%s) from link #%d\n", av_ts2timestr(inpicref->pts, &inlink->time_base), FF_INLINK_IDX(inlink));
697     return ff_dualinput_filter_frame(&s->dinput, inlink, inpicref);
698 }
699
700 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
701 {
702     OverlayContext *s = outlink->src->priv;
703     return ff_dualinput_request_frame(&s->dinput, outlink);
704 }
705
706 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
707 {
708     OverlayContext *s = ctx->priv;
709
710     if (s->allow_packed_rgb) {
711         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
712                "The rgb option is deprecated and is overriding the format option, use format instead\n");
713         s->format = OVERLAY_FORMAT_RGB;
714     }
715     if (!s->dinput.repeatlast || s->eof_action == EOF_ACTION_PASS) {
716         s->dinput.repeatlast = 0;
717         s->eof_action = EOF_ACTION_PASS;
718     }
719     if (s->dinput.shortest || s->eof_action == EOF_ACTION_ENDALL) {
720         s->dinput.shortest = 1;
721         s->eof_action = EOF_ACTION_ENDALL;
722     }
723
724     s->dinput.process = do_blend;
725     return 0;
726 }
727
728 #define OFFSET(x) offsetof(OverlayContext, x)
729 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
730
731 static const AVOption overlay_options[] = {
732     { "x", "set the x expression", OFFSET(x_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
733     { "y", "set the y expression", OFFSET(y_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
734     { "eof_action", "Action to take when encountering EOF from secondary input ",
735         OFFSET(eof_action), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = EOF_ACTION_REPEAT },
736         EOF_ACTION_REPEAT, EOF_ACTION_PASS, .flags = FLAGS, "eof_action" },
737         { "repeat", "Repeat the previous frame.",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = EOF_ACTION_REPEAT }, .flags = FLAGS, "eof_action" },
738         { "endall", "End both streams.",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = EOF_ACTION_ENDALL }, .flags = FLAGS, "eof_action" },
739         { "pass",   "Pass through the main input.", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = EOF_ACTION_PASS },   .flags = FLAGS, "eof_action" },
740     { "eval", "specify when to evaluate expressions", OFFSET(eval_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = EVAL_MODE_FRAME}, 0, EVAL_MODE_NB-1, FLAGS, "eval" },
741          { "init",  "eval expressions once during initialization", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EVAL_MODE_INIT},  .flags = FLAGS, .unit = "eval" },
742          { "frame", "eval expressions per-frame",                  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EVAL_MODE_FRAME}, .flags = FLAGS, .unit = "eval" },
743     { "rgb", "force packed RGB in input and output (deprecated)", OFFSET(allow_packed_rgb), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS },
744     { "shortest", "force termination when the shortest input terminates", OFFSET(dinput.shortest), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, FLAGS },
745     { "format", "set output format", OFFSET(format), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV420}, 0, OVERLAY_FORMAT_NB-1, FLAGS, "format" },
746         { "yuv420", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV420}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
747         { "yuv422", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV422}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
748         { "yuv444", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV444}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
749         { "rgb",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_RGB},    .flags = FLAGS, .unit = "format" },
750     { "repeatlast", "repeat overlay of the last overlay frame", OFFSET(dinput.repeatlast), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS },
751     { NULL }
752 };
753
754 AVFILTER_DEFINE_CLASS(overlay);
755
756 static const AVFilterPad avfilter_vf_overlay_inputs[] = {
757     {
758         .name         = "main",
759         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
760         .config_props = config_input_main,
761         .filter_frame = filter_frame,
762         .needs_writable = 1,
763     },
764     {
765         .name         = "overlay",
766         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
767         .config_props = config_input_overlay,
768         .filter_frame = filter_frame,
769     },
770     { NULL }
771 };
772
773 static const AVFilterPad avfilter_vf_overlay_outputs[] = {
774     {
775         .name          = "default",
776         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
777         .config_props  = config_output,
778         .request_frame = request_frame,
779     },
780     { NULL }
781 };
782
783 AVFilter ff_vf_overlay = {
784     .name          = "overlay",
785     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Overlay a video source on top of the input."),
786     .init          = init,
787     .uninit        = uninit,
788     .priv_size     = sizeof(OverlayContext),
789     .priv_class    = &overlay_class,
790     .query_formats = query_formats,
791     .process_command = process_command,
792     .inputs        = avfilter_vf_overlay_inputs,
793     .outputs       = avfilter_vf_overlay_outputs,
794     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL,
795 };