avformat/matroskadec: Don't zero unnecessarily
[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 #include "transpose.h"
42
43 typedef struct TransVtable {
44     void (*transpose_8x8)(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
45                           uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize);
46     void (*transpose_block)(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
47                             uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
48                             int w, int h);
49 } TransVtable;
50
51 typedef struct TransContext {
52     const AVClass *class;
53     int hsub, vsub;
54     int planes;
55     int pixsteps[4];
56
57     int passthrough;    ///< PassthroughType, landscape passthrough mode enabled
58     int dir;            ///< TransposeDir
59
60     TransVtable vtables[4];
61 } TransContext;
62
63 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
64 {
65     AVFilterFormats *pix_fmts = NULL;
66     int fmt, ret;
67
68     for (fmt = 0; av_pix_fmt_desc_get(fmt); fmt++) {
69         const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(fmt);
70         if (!(desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||
71               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL ||
72               desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_BITSTREAM ||
73               desc->log2_chroma_w != desc->log2_chroma_h) &&
74             (ret = ff_add_format(&pix_fmts, fmt)) < 0)
75             return ret;
76     }
77
78
79     return ff_set_common_formats(ctx, pix_fmts);
80 }
81
82 static inline void transpose_block_8_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
83                                        uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
84                                        int w, int h)
85 {
86     int x, y;
87     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src++)
88         for (x = 0; x < w; x++)
89             dst[x] = src[x*src_linesize];
90 }
91
92 static void transpose_8x8_8_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
93                               uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
94 {
95     transpose_block_8_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
96 }
97
98 static inline void transpose_block_16_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
99                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
100                                         int w, int h)
101 {
102     int x, y;
103     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src += 2)
104         for (x = 0; x < w; x++)
105             *((uint16_t *)(dst + 2*x)) = *((uint16_t *)(src + x*src_linesize));
106 }
107
108 static void transpose_8x8_16_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
109                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
110 {
111     transpose_block_16_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
112 }
113
114 static inline void transpose_block_24_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
115                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
116                                         int w, int h)
117 {
118     int x, y;
119     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize) {
120         for (x = 0; x < w; x++) {
121             int32_t v = AV_RB24(src + x*src_linesize + y*3);
122             AV_WB24(dst + 3*x, v);
123         }
124     }
125 }
126
127 static void transpose_8x8_24_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
128                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
129 {
130     transpose_block_24_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
131 }
132
133 static inline void transpose_block_32_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
134                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
135                                         int w, int h)
136 {
137     int x, y;
138     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src += 4) {
139         for (x = 0; x < w; x++)
140             *((uint32_t *)(dst + 4*x)) = *((uint32_t *)(src + x*src_linesize));
141     }
142 }
143
144 static void transpose_8x8_32_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
145                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
146 {
147     transpose_block_32_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
148 }
149
150 static inline void transpose_block_48_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
151                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
152                                         int w, int h)
153 {
154     int x, y;
155     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src += 6) {
156         for (x = 0; x < w; x++) {
157             int64_t v = AV_RB48(src + x*src_linesize);
158             AV_WB48(dst + 6*x, v);
159         }
160     }
161 }
162
163 static void transpose_8x8_48_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
164                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
165 {
166     transpose_block_48_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
167 }
168
169 static inline void transpose_block_64_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
170                                         uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize,
171                                         int w, int h)
172 {
173     int x, y;
174     for (y = 0; y < h; y++, dst += dst_linesize, src += 8)
175         for (x = 0; x < w; x++)
176             *((uint64_t *)(dst + 8*x)) = *((uint64_t *)(src + x*src_linesize));
177 }
178
179 static void transpose_8x8_64_c(uint8_t *src, ptrdiff_t src_linesize,
180                                uint8_t *dst, ptrdiff_t dst_linesize)
181 {
182     transpose_block_64_c(src, src_linesize, dst, dst_linesize, 8, 8);
183 }
184
185 static int config_props_output(AVFilterLink *outlink)
186 {
187     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
188     TransContext *s = ctx->priv;
189     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
190     const AVPixFmtDescriptor *desc_out = av_pix_fmt_desc_get(outlink->format);
191     const AVPixFmtDescriptor *desc_in  = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
192
193     if (s->dir&4) {
194         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
195                "dir values greater than 3 are deprecated, use the passthrough option instead\n");
196         s->dir &= 3;
197         s->passthrough = TRANSPOSE_PT_TYPE_LANDSCAPE;
198     }
199
200     if ((inlink->w >= inlink->h && s->passthrough == TRANSPOSE_PT_TYPE_LANDSCAPE) ||
201         (inlink->w <= inlink->h && s->passthrough == TRANSPOSE_PT_TYPE_PORTRAIT)) {
202         av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
203                "w:%d h:%d -> w:%d h:%d (passthrough mode)\n",
204                inlink->w, inlink->h, inlink->w, inlink->h);
205         return 0;
206     } else {
207         s->passthrough = TRANSPOSE_PT_TYPE_NONE;
208     }
209
210     s->hsub = desc_in->log2_chroma_w;
211     s->vsub = desc_in->log2_chroma_h;
212     s->planes = av_pix_fmt_count_planes(outlink->format);
213
214     av_assert0(desc_in->nb_components == desc_out->nb_components);
215
216
217     av_image_fill_max_pixsteps(s->pixsteps, NULL, desc_out);
218
219     outlink->w = inlink->h;
220     outlink->h = inlink->w;
221
222     if (inlink->sample_aspect_ratio.num)
223         outlink->sample_aspect_ratio = av_div_q((AVRational) { 1, 1 },
224                                                 inlink->sample_aspect_ratio);
225     else
226         outlink->sample_aspect_ratio = inlink->sample_aspect_ratio;
227
228     for (int i = 0; i < 4; i++) {
229         TransVtable *v = &s->vtables[i];
230         switch (s->pixsteps[i]) {
231         case 1: v->transpose_block = transpose_block_8_c;
232                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_8_c;  break;
233         case 2: v->transpose_block = transpose_block_16_c;
234                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_16_c; break;
235         case 3: v->transpose_block = transpose_block_24_c;
236                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_24_c; break;
237         case 4: v->transpose_block = transpose_block_32_c;
238                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_32_c; break;
239         case 6: v->transpose_block = transpose_block_48_c;
240                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_48_c; break;
241         case 8: v->transpose_block = transpose_block_64_c;
242                 v->transpose_8x8   = transpose_8x8_64_c; break;
243         }
244     }
245
246     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
247            "w:%d h:%d dir:%d -> w:%d h:%d rotation:%s vflip:%d\n",
248            inlink->w, inlink->h, s->dir, outlink->w, outlink->h,
249            s->dir == 1 || s->dir == 3 ? "clockwise" : "counterclockwise",
250            s->dir == 0 || s->dir == 3);
251     return 0;
252 }
253
254 static AVFrame *get_video_buffer(AVFilterLink *inlink, int w, int h)
255 {
256     TransContext *s = inlink->dst->priv;
257
258     return s->passthrough ?
259         ff_null_get_video_buffer   (inlink, w, h) :
260         ff_default_get_video_buffer(inlink, w, h);
261 }
262
263 typedef struct ThreadData {
264     AVFrame *in, *out;
265 } ThreadData;
266
267 static int filter_slice(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr,
268                         int nb_jobs)
269 {
270     TransContext *s = ctx->priv;
271     ThreadData *td = arg;
272     AVFrame *out = td->out;
273     AVFrame *in = td->in;
274     int plane;
275
276     for (plane = 0; plane < s->planes; plane++) {
277         int hsub    = plane == 1 || plane == 2 ? s->hsub : 0;
278         int vsub    = plane == 1 || plane == 2 ? s->vsub : 0;
279         int pixstep = s->pixsteps[plane];
280         int inh     = AV_CEIL_RSHIFT(in->height, vsub);
281         int outw    = AV_CEIL_RSHIFT(out->width,  hsub);
282         int outh    = AV_CEIL_RSHIFT(out->height, vsub);
283         int start   = (outh *  jobnr   ) / nb_jobs;
284         int end     = (outh * (jobnr+1)) / nb_jobs;
285         uint8_t *dst, *src;
286         int dstlinesize, srclinesize;
287         int x, y;
288         TransVtable *v = &s->vtables[plane];
289
290         dstlinesize = out->linesize[plane];
291         dst         = out->data[plane] + start * dstlinesize;
292         src         = in->data[plane];
293         srclinesize = in->linesize[plane];
294
295         if (s->dir & 1) {
296             src         += in->linesize[plane] * (inh - 1);
297             srclinesize *= -1;
298         }
299
300         if (s->dir & 2) {
301             dst          = out->data[plane] + dstlinesize * (outh - start - 1);
302             dstlinesize *= -1;
303         }
304
305         for (y = start; y < end - 7; y += 8) {
306             for (x = 0; x < outw - 7; x += 8) {
307                 v->transpose_8x8(src + x * srclinesize + y * pixstep,
308                                  srclinesize,
309                                  dst + (y - start) * dstlinesize + x * pixstep,
310                                  dstlinesize);
311             }
312             if (outw - x > 0 && end - y > 0)
313                 v->transpose_block(src + x * srclinesize + y * pixstep,
314                                    srclinesize,
315                                    dst + (y - start) * dstlinesize + x * pixstep,
316                                    dstlinesize, outw - x, end - y);
317         }
318
319         if (end - y > 0)
320             v->transpose_block(src + 0 * srclinesize + y * pixstep,
321                                srclinesize,
322                                dst + (y - start) * dstlinesize + 0 * pixstep,
323                                dstlinesize, outw, end - y);
324     }
325
326     return 0;
327 }
328
329 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
330 {
331     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
332     TransContext *s = ctx->priv;
333     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
334     ThreadData td;
335     AVFrame *out;
336
337     if (s->passthrough)
338         return ff_filter_frame(outlink, in);
339
340     out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
341     if (!out) {
342         av_frame_free(&in);
343         return AVERROR(ENOMEM);
344     }
345     av_frame_copy_props(out, in);
346
347     if (in->sample_aspect_ratio.num == 0) {
348         out->sample_aspect_ratio = in->sample_aspect_ratio;
349     } else {
350         out->sample_aspect_ratio.num = in->sample_aspect_ratio.den;
351         out->sample_aspect_ratio.den = in->sample_aspect_ratio.num;
352     }
353
354     td.in = in, td.out = out;
355     ctx->internal->execute(ctx, filter_slice, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
356     av_frame_free(&in);
357     return ff_filter_frame(outlink, out);
358 }
359
360 #define OFFSET(x) offsetof(TransContext, x)
361 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
362
363 static const AVOption transpose_options[] = {
364     { "dir", "set transpose direction", OFFSET(dir), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = TRANSPOSE_CCLOCK_FLIP }, 0, 7, FLAGS, "dir" },
365         { "cclock_flip", "rotate counter-clockwise with vertical flip", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = TRANSPOSE_CCLOCK_FLIP }, .flags=FLAGS, .unit = "dir" },
366         { "clock",       "rotate clockwise",                            0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = TRANSPOSE_CLOCK       }, .flags=FLAGS, .unit = "dir" },
367         { "cclock",      "rotate counter-clockwise",                    0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = TRANSPOSE_CCLOCK      }, .flags=FLAGS, .unit = "dir" },
368         { "clock_flip",  "rotate clockwise with vertical flip",         0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = TRANSPOSE_CLOCK_FLIP  }, .flags=FLAGS, .unit = "dir" },
369
370     { "passthrough", "do not apply transposition if the input matches the specified geometry",
371       OFFSET(passthrough), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=TRANSPOSE_PT_TYPE_NONE},  0, INT_MAX, FLAGS, "passthrough" },
372         { "none",      "always apply transposition",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TRANSPOSE_PT_TYPE_NONE},      INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "passthrough" },
373         { "portrait",  "preserve portrait geometry",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TRANSPOSE_PT_TYPE_PORTRAIT},  INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "passthrough" },
374         { "landscape", "preserve landscape geometry",  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=TRANSPOSE_PT_TYPE_LANDSCAPE}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "passthrough" },
375
376     { NULL }
377 };
378
379 AVFILTER_DEFINE_CLASS(transpose);
380
381 static const AVFilterPad avfilter_vf_transpose_inputs[] = {
382     {
383         .name         = "default",
384         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
385         .get_video_buffer = get_video_buffer,
386         .filter_frame = filter_frame,
387     },
388     { NULL }
389 };
390
391 static const AVFilterPad avfilter_vf_transpose_outputs[] = {
392     {
393         .name         = "default",
394         .config_props = config_props_output,
395         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
396     },
397     { NULL }
398 };
399
400 AVFilter ff_vf_transpose = {
401     .name          = "transpose",
402     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Transpose input video."),
403     .priv_size     = sizeof(TransContext),
404     .priv_class    = &transpose_class,
405     .query_formats = query_formats,
406     .inputs        = avfilter_vf_transpose_inputs,
407     .outputs       = avfilter_vf_transpose_outputs,
408     .flags         = AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
409 };