avfilter/f_loop: make sure duration of frame is never zero
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_transpose.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2010 Stefano Sabatini
3  * Copyright (c) 2008 Vitor Sessak
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file
24  * transposition filter
25  * Based on MPlayer libmpcodecs/vf_rotate.c.
26  */
27
28 #include <stdio.h>
29
30 #include "libavutil/avassert.h"
31 #include "libavutil/imgutils.h"
32 #include "libavutil/internal.h"
33 #include "libavutil/intreadwrite.h"
34 #include "libavutil/opt.h"
35 #include "libavutil/pixdesc.h"
36
37 #include "avfilter.h"
38 #include "formats.h"
39 #include "internal.h"
40 #include "video.h"
41
42 typedef enum {
43     TRANSPOSE_PT_TYPE_NONE,
44     TRANSPOSE_PT_TYPE_LANDSCAPE,
45     TRANSPOSE_PT_TYPE_PORTRAIT,
46 } PassthroughType;
47
48 enum TransposeDir {
49     TRANSPOSE_CCLOCK_FLIP,
50     TRANSPOSE_CLOCK,
51     TRANSPOSE_CCLOCK,
52     TRANSPOSE_CLOCK_FLIP,
53 };
54
55 typedef struct TransVtable {
56     void (*transpose_8x8)(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
57                           uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize);
58     void (*transpose_block)(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
59                             uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
60                             int w, int h);
61 } TransVtable;
62
63 typedef struct TransContext {
64     const AVClass *class;
65     int hsub, vsub;
66     int planes;
67     int pixsteps[4];
68
69     int passthrough;    ///< PassthroughType, landscape passthrough mode enabled
70     int dir;            ///< TransposeDir
71
72     TransVtable vtables[4];
73 } TransContext;
74
75 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
76 {
77     AVFilterFormats *pix_fmts = NULL;
78     int fmt, ret;
79
80     for (fmt = 0; av_pix_fmt_desc_get(fmt); fmt++) {
81         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(fmt);
82         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||
83               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL ||
84               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_BITSTREAM ||
85               desc->log2_chroma_w != desc->log2_chroma_h) &&
86             (ret = ff_add_format(&pix_fmts, fmt)) < 0)
87             return ret;
88     }
89
90
91     return ff_set_common_formats(ctx, pix_fmts);
92 }
93
94 static inline void transpose_block_8_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
95                                        uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
96                                        int w, int h)
97 {
98     int x, y;
99     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src++)
100         for (x = 0; x < w; x++)
101             dst[x] = src[x*src_linesize];
102 }
103
104 static void transpose_8x8_8_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
105                               uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
106 {
107     transpose_block_8_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
108 }
109
110 static inline void transpose_block_16_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
111                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
112                                         int w, int h)
113 {
114     int x, y;
115     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src += 2)
116         for (x = 0; x < w; x++)
117             *((uint16_t *)(dst + 2*x)) = *((uint16_t *)(src + x*src_linesize));
118 }
119
120 static void transpose_8x8_16_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
121                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
122 {
123     transpose_block_16_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
124 }
125
126 static inline void transpose_block_24_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
127                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
128                                         int w, int h)
129 {
130     int x, y;
131     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize) {
132         for (x = 0; x < w; x++) {
133             int32_t v = AV_RB24(src + x*src_linesize + y*3);
134             AV_WB24(dst + 3*x, v);
135         }
136     }
137 }
138
139 static void transpose_8x8_24_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
140                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
141 {
142     transpose_block_24_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
143 }
144
145 static inline void transpose_block_32_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
146                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
147                                         int w, int h)
148 {
149     int x, y;
150     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src += 4) {
151         for (x = 0; x < w; x++)
152             *((uint32_t *)(dst + 4*x)) = *((uint32_t *)(src + x*src_linesize));
153     }
154 }
155
156 static void transpose_8x8_32_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
157                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
158 {
159     transpose_block_32_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
160 }
161
162 static inline void transpose_block_48_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
163                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
164                                         int w, int h)
165 {
166     int x, y;
167     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src += 6) {
168         for (x = 0; x < w; x++) {
169             int64_t v = AV_RB48(src + x*src_linesize);
170             AV_WB48(dst + 6*x, v);
171         }
172     }
173 }
174
175 static void transpose_8x8_48_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
176                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
177 {
178     transpose_block_48_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
179 }
180
181 static inline void transpose_block_64_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
182                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
183                                         int w, int h)
184 {
185     int x, y;
186     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src += 8)
187         for (x = 0; x < w; x++)
188             *((uint64_t *)(dst + 8*x)) = *((uint64_t *)(src + x*src_linesize));
189 }
190
191 static void transpose_8x8_64_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
192                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
193 {
194     transpose_block_64_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
195 }
196
197 static int config_props_output(AVFilterLink *outlink)
198 {
199     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
200     TransContext *s = ctx->priv;
201     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
202     const AVPixFmtDescriptor *desc_out = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
203     const AVPixFmtDescriptor *desc_in  = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
204
205     if (s->dir&4) {
206         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
207                "dir values greater than 3 are deprecated, use the passthrough option instead\n");
208         s->dir &= 3;
209         s->passthrough = TRANSPOSE_PT_TYPE_LANDSCAPE;
210     }
211
212     if ((inlink->w >= inlink->h && s->passthrough == TRANSPOSE_PT_TYPE_LANDSCAPE) ||
213         (inlink->w <= inlink->h && s->passthrough == TRANSPOSE_PT_TYPE_PORTRAIT)) {
214         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
215                "w:%d h:%d -> w:%d h:%d (passthrough mode)\n",
216                inlink->w, inlink->h, inlink->w, inlink->h);
217         return 0;
218     } else {
219         s->passthrough = TRANSPOSE_PT_TYPE_NONE;
220     }
221
222     s->hsub = desc_in->log2_chroma_w;
223     s->vsub = desc_in->log2_chroma_h;
224     s->planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
225
226     av_assert0(desc_in->nb_components == desc_out->nb_components);
227
228
229     av_image_fill_max_pixsteps(s->pixsteps, NULL, desc_out);
230
231     outlink->w = inlink->h;
232     outlink->h = inlink->w;
233
234     if (inlink->sample_aspect_ratio.num)
235         outlink->sample_aspect_ratio = av_div_q((AVRational) { 1, 1 },
236                                                 inlink->sample_aspect_ratio);
237     else
238         outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
239
240     for (int i = 0; i < 4; i++) {
241         TransVtable *v = &s->vtables[i];
242         switch (s->pixsteps[i]) {
243         case 1: v->transpose_block = transpose_block_8_c;
244                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_8_c;  break;
245         case 2: v->transpose_block = transpose_block_16_c;
246                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_16_c; break;
247         case 3: v->transpose_block = transpose_block_24_c;
248                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_24_c; break;
249         case 4: v->transpose_block = transpose_block_32_c;
250                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_32_c; break;
251         case 6: v->transpose_block = transpose_block_48_c;
252                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_48_c; break;
253         case 8: v->transpose_block = transpose_block_64_c;
254                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_64_c; break;
255         }
256     }
257
258     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
259            "w:%d h:%d dir:%d -> w:%d h:%d rotation:%s vflip:%d\n",
260            inlink->w, inlink->h, s->dir, outlink->w, outlink->h,
261            s->dir == 1 || s->dir == 3 ? "clockwise" : "counterclockwise",
262            s->dir == 0 || s->dir == 3);
263     return 0;
264 }
265
266 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int w, int h)
267 {
268     TransContext *s = inlink->dst->priv;
269
270     return s->passthrough ?
271         ff_null_get_video_buffer   (inlink, w, h) :
272         ff_default_get_video_buffer(inlink, w, h);
273 }
274
275 typedef struct ThreadData {
276     AVFrame *in, *out;
277 } ThreadData;
278
279 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr,
280                         int nb_jobs)
281 {
282     TransContext *s = ctx->priv;
283     ThreadData *td = arg;
284     AVFrame *out = td->out;
285     AVFrame *in = td->in;
286     int plane;
287
288     for (plane = 0; plane < s->planes; plane++) {
289         int hsub    = plane == 1 || plane == 2 ? s->hsub : 0;
290         int vsub    = plane == 1 || plane == 2 ? s->vsub : 0;
291         int pixstep = s->pixsteps[plane];
292         int inh     = AV_CEIL_RSHIFT(in->height, vsub);
293         int outw    = AV_CEIL_RSHIFT(out->width,  hsub);
294         int outh    = AV_CEIL_RSHIFT(out->height, vsub);
295         int start   = (outh *  jobnr   ) / nb_jobs;
296         int end     = (outh * (jobnr+1)) / nb_jobs;
297         uint8_t *dst, *src;
298         int dstlinesize, srclinesize;
299         int x, y;
300         TransVtable *v = &s->vtables[plane];
301
302         dstlinesize = out->linesize[plane];
303         dst         = out->data[plane] + start * dstlinesize;
304         src         = in->data[plane];
305         srclinesize = in->linesize[plane];
306
307         if (s->dir & 1) {
308             src         += in->linesize[plane] * (inh - 1);
309             srclinesize *= -1;
310         }
311
312         if (s->dir & 2) {
313             dst          = out->data[plane] + dstlinesize * (outh - start - 1);
314             dstlinesize *= -1;
315         }
316
317         for (y = start; y < end - 7; y += 8) {
318             for (x = 0; x < outw - 7; x += 8) {
319                 v->transpose_8x8(src + x * srclinesize + y * pixstep,
320                                  srclinesize,
321                                  dst + (y - start) * dstlinesize + x * pixstep,
322                                  dstlinesize);
323             }
324             if (outw - x > 0 && end - y > 0)
325                 v->transpose_block(src + x * srclinesize + y * pixstep,
326                                    srclinesize,
327                                    dst + (y - start) * dstlinesize + x * pixstep,
328                                    dstlinesize, outw - x, end - y);
329         }
330
331         if (end - y > 0)
332             v->transpose_block(src + 0 * srclinesize + y * pixstep,
333                                srclinesize,
334                                dst + (y - start) * dstlinesize + 0 * pixstep,
335                                dstlinesize, outw, end - y);
336     }
337
338     return 0;
339 }
340
341 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
342 {
343     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
344     TransContext *s = ctx->priv;
345     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
346     ThreadData td;
347     AVFrame *out;
348
349     if (s->passthrough)
350         return ff_filter_frame(outlink, in);
351
352     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
353     if (!out) {
354         av_frame_free(&in);
355         return AVERROR(ENOMEM);
356     }
357     av_frame_copy_props(out, in);
358
359     if (in->sample_aspect_ratio.num == 0) {
360         out->sample_aspect_ratio = in->sample_aspect_ratio;
361     } else {
362         out->sample_aspect_ratio.num = in->sample_aspect_ratio.den;
363         out->sample_aspect_ratio.den = in->sample_aspect_ratio.num;
364     }
365
366     td.in = in, td.out = out;
367     ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
368     av_frame_free(&in);
369     return ff_filter_frame(outlink, out);
370 }
371
372 #define OFFSET(x) offsetof(TransContext, x)
373 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
374
375 static const AVOption transpose_options[] = {
376     { "dir", "set transpose direction", OFFSET(dir), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = TRANSPOSE_CCLOCK_FLIP }, 0, 7, FLAGS, "dir" },
377         { "cclock_flip", "rotate counter-clockwise with vertical flip", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = TRANSPOSE_CCLOCK_FLIP }, .flags=FLAGS, .unit = "dir" },
378         { "clock",       "rotate clockwise",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = TRANSPOSE_CLOCK       }, .flags=FLAGS, .unit = "dir" },
379         { "cclock",      "rotate counter-clockwise",                    0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = TRANSPOSE_CCLOCK      }, .flags=FLAGS, .unit = "dir" },
380         { "clock_flip",  "rotate clockwise with vertical flip",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = TRANSPOSE_CLOCK_FLIP  }, .flags=FLAGS, .unit = "dir" },
381
382     { "passthrough", "do not apply transposition if the input matches the specified geometry",
383       OFFSET(passthrough), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=TRANSPOSE_PT_TYPE_NONE},  0, INT_MAX, FLAGS, "passthrough" },
384         { "none",      "always apply transposition",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TRANSPOSE_PT_TYPE_NONE},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "passthrough" },
385         { "portrait",  "preserve portrait geometry",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TRANSPOSE_PT_TYPE_PORTRAIT},  INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "passthrough" },
386         { "landscape", "preserve landscape geometry",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TRANSPOSE_PT_TYPE_LANDSCAPE}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "passthrough" },
387
388     { NULL }
389 };
390
391 AVFILTER_DEFINE_CLASS(transpose);
392
393 static const AVFilterPad avfilter_vf_transpose_inputs[] = {
394     {
395         .name         = "default",
396         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
397         .get_video_buffer = get_video_buffer,
398         .filter_frame = filter_frame,
399     },
400     { NULL }
401 };
402
403 static const AVFilterPad avfilter_vf_transpose_outputs[] = {
404     {
405         .name         = "default",
406         .config_props = config_props_output,
407         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
408     },
409     { NULL }
410 };
411
412 AVFilter ff_vf_transpose = {
413     .name          = "transpose",
414     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Transpose input video."),
415     .priv_size     = sizeof(TransContext),
416     .priv_class    = &transpose_class,
417     .query_formats = query_formats,
418     .inputs        = avfilter_vf_transpose_inputs,
419     .outputs       = avfilter_vf_transpose_outputs,
420     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
421 };