lavfi: move tracing utilities definition from video.c to avfilter.c
[ffmpeg.git] / libavfilter / vsrc_testsrc.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2007 Nicolas George <nicolas.george@normalesup.org>
3  * Copyright (c) 2011 Stefano Sabatini
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  * Misc test sources.
25  *
26  * testsrc is based on the test pattern generator demuxer by Nicolas George:
27  * http://lists.ffmpeg.org/pipermail/ffmpeg-devel/2007-October/037845.html
28  *
29  * rgbtestsrc is ported from MPlayer libmpcodecs/vf_rgbtest.c by
30  * Michael Niedermayer.
31  */
32
33 #include <float.h>
34
35 #include "libavutil/opt.h"
36 #include "libavutil/intreadwrite.h"
37 #include "libavutil/parseutils.h"
38 #include "avfilter.h"
39
40 typedef struct {
41     const AVClass *class;
42     int w, h;
43     unsigned int nb_frame;
44     AVRational time_base;
45     int64_t pts, max_pts;
46     char *rate;                 ///< video frame rate
47     char *duration;             ///< total duration of the generated video
48     AVRational sar;             ///< sample aspect ratio
49     int nb_decimals;
50
51     void (* fill_picture_fn)(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref);
52
53     /* only used by rgbtest */
54     int rgba_map[4];
55 } TestSourceContext;
56
57 #define OFFSET(x) offsetof(TestSourceContext, x)
58
59 static const AVOption testsrc_options[]= {
60     { "size",     "set video size",     OFFSET(w),        AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "320x240"}, 0, 0 },
61     { "s",        "set video size",     OFFSET(w),        AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "320x240"}, 0, 0 },
62     { "rate",     "set video rate",     OFFSET(rate),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},      0, 0 },
63     { "r",        "set video rate",     OFFSET(rate),     AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "25"},      0, 0 },
64     { "duration", "set video duration", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},      0, 0 },
65     { "d",        "set video duration", OFFSET(duration), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = NULL},      0, 0 },
66     { "sar",      "set video sample aspect ratio", OFFSET(sar), AV_OPT_TYPE_RATIONAL, {.dbl= 1},  0, INT_MAX },
67     { "decimals", "set number of decimals to show", OFFSET(nb_decimals), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl=0},  INT_MIN, INT_MAX },
68     { "n",        "set number of decimals to show", OFFSET(nb_decimals), AV_OPT_TYPE_INT, {.dbl=0},  INT_MIN, INT_MAX },
69     { NULL },
70 };
71
72 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
73 {
74     TestSourceContext *test = ctx->priv;
75     AVRational frame_rate_q;
76     int64_t duration = -1;
77     int ret = 0;
78
79     av_opt_set_defaults(test);
80
81     if ((ret = (av_set_options_string(test, args, "=", ":"))) < 0) {
82         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Error parsing options string: '%s'\n", args);
83         return ret;
84     }
85
86     if ((ret = av_parse_video_rate(&frame_rate_q, test->rate)) < 0 ||
87         frame_rate_q.den <= 0 || frame_rate_q.num <= 0) {
88         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid frame rate: '%s'\n", test->rate);
89         return ret;
90     }
91     av_freep(&test->rate);
92
93     if ((test->duration) && (ret = av_parse_time(&duration, test->duration, 1)) < 0) {
94         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid duration: '%s'\n", test->duration);
95         return ret;
96     }
97     av_freep(&test->duration);
98
99     if (test->nb_decimals && strcmp(ctx->filter->name, "testsrc")) {
100         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING,
101                "Option 'decimals' is ignored with source '%s'\n",
102                ctx->filter->name);
103     }
104
105     test->time_base.num = frame_rate_q.den;
106     test->time_base.den = frame_rate_q.num;
107     test->max_pts = duration >= 0 ?
108         av_rescale_q(duration, AV_TIME_BASE_Q, test->time_base) : -1;
109     test->nb_frame = 0;
110     test->pts = 0;
111
112     av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "size:%dx%d rate:%d/%d duration:%f sar:%d/%d\n",
113            test->w, test->h, frame_rate_q.num, frame_rate_q.den,
114            duration < 0 ? -1 : test->max_pts * av_q2d(test->time_base),
115            test->sar.num, test->sar.den);
116     return 0;
117 }
118
119 static int config_props(AVFilterLink *outlink)
120 {
121     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
122
123     outlink->w = test->w;
124     outlink->h = test->h;
125     outlink->sample_aspect_ratio = test->sar;
126     outlink->time_base = test->time_base;
127
128     return 0;
129 }
130
131 static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
132 {
133     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
134     AVFilterBufferRef *picref;
135
136     if (test->max_pts >= 0 && test->pts >= test->max_pts)
137         return AVERROR_EOF;
138     picref = avfilter_get_video_buffer(outlink, AV_PERM_WRITE,
139                                        test->w, test->h);
140     picref->pts = test->pts++;
141     picref->pos = -1;
142     picref->video->key_frame = 1;
143     picref->video->interlaced = 0;
144     picref->video->pict_type = AV_PICTURE_TYPE_I;
145     picref->video->sample_aspect_ratio = test->sar;
146     test->fill_picture_fn(outlink->src, picref);
147     test->nb_frame++;
148
149     avfilter_start_frame(outlink, avfilter_ref_buffer(picref, ~0));
150     avfilter_draw_slice(outlink, 0, picref->video->h, 1);
151     avfilter_end_frame(outlink);
152     avfilter_unref_buffer(picref);
153
154     return 0;
155 }
156
157 #if CONFIG_NULLSRC_FILTER
158
159 static const AVClass nullsrc_class = {
160     .class_name = "NullSourceContext",
161     .item_name  = avfilter_default_filter_name,
162     .option     = testsrc_options,
163 };
164
165 static void nullsrc_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref) { }
166
167 static av_cold int nullsrc_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
168 {
169     TestSourceContext *test = ctx->priv;
170
171     test->class = &nullsrc_class;
172     test->fill_picture_fn = nullsrc_fill_picture;
173     return init(ctx, args, opaque);
174 }
175
176 AVFilter avfilter_vsrc_nullsrc = {
177     .name        = "nullsrc",
178     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Null video source, return unprocessed video frames."),
179     .init       = nullsrc_init,
180     .priv_size  = sizeof(TestSourceContext),
181
182     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
183     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
184                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
185                                     .request_frame = request_frame,
186                                     .config_props  = config_props, },
187                                   { .name = NULL}},
188 };
189
190 #endif /* CONFIG_NULLSRC_FILTER */
191
192 #if CONFIG_TESTSRC_FILTER
193
194 static const AVClass testsrc_class = {
195     .class_name = "TestSourceContext",
196     .item_name  = avfilter_default_filter_name,
197     .option     = testsrc_options,
198 };
199
200 /**
201  * Fill a rectangle with value val.
202  *
203  * @param val the RGB value to set
204  * @param dst pointer to the destination buffer to fill
205  * @param dst_linesize linesize of destination
206  * @param segment_width width of the segment
207  * @param x horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
208  * @param y horizontal coordinate where to draw the rectangle in the destination buffer
209  * @param w width  of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
210  * @param h height of the rectangle to draw, expressed as a number of segment_width units
211  */
212 static void draw_rectangle(unsigned val, uint8_t *dst, int dst_linesize, unsigned segment_width,
213                            unsigned x, unsigned y, unsigned w, unsigned h)
214 {
215     int i;
216     int step = 3;
217
218     dst += segment_width * (step * x + y * dst_linesize);
219     w *= segment_width * step;
220     h *= segment_width;
221     for (i = 0; i < h; i++) {
222         memset(dst, val, w);
223         dst += dst_linesize;
224     }
225 }
226
227 static void draw_digit(int digit, uint8_t *dst, unsigned dst_linesize,
228                        unsigned segment_width)
229 {
230 #define TOP_HBAR        1
231 #define MID_HBAR        2
232 #define BOT_HBAR        4
233 #define LEFT_TOP_VBAR   8
234 #define LEFT_BOT_VBAR  16
235 #define RIGHT_TOP_VBAR 32
236 #define RIGHT_BOT_VBAR 64
237     struct {
238         int x, y, w, h;
239     } segments[] = {
240         { 1,  0, 5, 1 }, /* TOP_HBAR */
241         { 1,  6, 5, 1 }, /* MID_HBAR */
242         { 1, 12, 5, 1 }, /* BOT_HBAR */
243         { 0,  1, 1, 5 }, /* LEFT_TOP_VBAR */
244         { 0,  7, 1, 5 }, /* LEFT_BOT_VBAR */
245         { 6,  1, 1, 5 }, /* RIGHT_TOP_VBAR */
246         { 6,  7, 1, 5 }  /* RIGHT_BOT_VBAR */
247     };
248     static const unsigned char masks[10] = {
249         /* 0 */ TOP_HBAR         |BOT_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
250         /* 1 */                                                        RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
251         /* 2 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR|LEFT_BOT_VBAR                             |RIGHT_TOP_VBAR,
252         /* 3 */ TOP_HBAR|MID_HBAR|BOT_HBAR                            |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
253         /* 4 */          MID_HBAR         |LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
254         /* 5 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR                             |RIGHT_BOT_VBAR,
255         /* 6 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR               |RIGHT_BOT_VBAR,
256         /* 7 */ TOP_HBAR                                              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
257         /* 8 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR|LEFT_BOT_VBAR|RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
258         /* 9 */ TOP_HBAR|BOT_HBAR|MID_HBAR|LEFT_TOP_VBAR              |RIGHT_TOP_VBAR|RIGHT_BOT_VBAR,
259     };
260     unsigned mask = masks[digit];
261     int i;
262
263     draw_rectangle(0, dst, dst_linesize, segment_width, 0, 0, 8, 13);
264     for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(segments); i++)
265         if (mask & (1<<i))
266             draw_rectangle(255, dst, dst_linesize, segment_width,
267                            segments[i].x, segments[i].y, segments[i].w, segments[i].h);
268 }
269
270 #define GRADIENT_SIZE (6 * 256)
271
272 static void test_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
273 {
274     TestSourceContext *test = ctx->priv;
275     uint8_t *p, *p0;
276     int x, y;
277     int color, color_rest;
278     int icolor;
279     int radius;
280     int quad0, quad;
281     int dquad_x, dquad_y;
282     int grad, dgrad, rgrad, drgrad;
283     int seg_size;
284     int second;
285     int i;
286     uint8_t *data = picref->data[0];
287     int width  = picref->video->w;
288     int height = picref->video->h;
289
290     /* draw colored bars and circle */
291     radius = (width + height) / 4;
292     quad0 = width * width / 4 + height * height / 4 - radius * radius;
293     dquad_y = 1 - height;
294     p0 = data;
295     for (y = 0; y < height; y++) {
296         p = p0;
297         color = 0;
298         color_rest = 0;
299         quad = quad0;
300         dquad_x = 1 - width;
301         for (x = 0; x < width; x++) {
302             icolor = color;
303             if (quad < 0)
304                 icolor ^= 7;
305             quad += dquad_x;
306             dquad_x += 2;
307             *(p++) = icolor & 1 ? 255 : 0;
308             *(p++) = icolor & 2 ? 255 : 0;
309             *(p++) = icolor & 4 ? 255 : 0;
310             color_rest += 8;
311             if (color_rest >= width) {
312                 color_rest -= width;
313                 color++;
314             }
315         }
316         quad0 += dquad_y;
317         dquad_y += 2;
318         p0 += picref->linesize[0];
319     }
320
321     /* draw sliding color line */
322     p0 = p = data + picref->linesize[0] * height * 3/4;
323     grad = (256 * test->nb_frame * test->time_base.num / test->time_base.den) %
324         GRADIENT_SIZE;
325     rgrad = 0;
326     dgrad = GRADIENT_SIZE / width;
327     drgrad = GRADIENT_SIZE % width;
328     for (x = 0; x < width; x++) {
329         *(p++) =
330             grad < 256 || grad >= 5 * 256 ? 255 :
331             grad >= 2 * 256 && grad < 4 * 256 ? 0 :
332             grad < 2 * 256 ? 2 * 256 - 1 - grad : grad - 4 * 256;
333         *(p++) =
334             grad >= 4 * 256 ? 0 :
335             grad >= 1 * 256 && grad < 3 * 256 ? 255 :
336             grad < 1 * 256 ? grad : 4 * 256 - 1 - grad;
337         *(p++) =
338             grad < 2 * 256 ? 0 :
339             grad >= 3 * 256 && grad < 5 * 256 ? 255 :
340             grad < 3 * 256 ? grad - 2 * 256 : 6 * 256 - 1 - grad;
341         grad += dgrad;
342         rgrad += drgrad;
343         if (rgrad >= GRADIENT_SIZE) {
344             grad++;
345             rgrad -= GRADIENT_SIZE;
346         }
347         if (grad >= GRADIENT_SIZE)
348             grad -= GRADIENT_SIZE;
349     }
350     p = p0;
351     for (y = height / 8; y > 0; y--) {
352         memcpy(p+picref->linesize[0], p, 3 * width);
353         p += picref->linesize[0];
354     }
355
356     /* draw digits */
357     seg_size = width / 80;
358     if (seg_size >= 1 && height >= 13 * seg_size) {
359         double time = av_q2d(test->time_base) * test->nb_frame *
360                       pow(10, test->nb_decimals);
361         if (time > INT_MAX)
362             return;
363         second = (int)time;
364         x = width - (width - seg_size * 64) / 2;
365         y = (height - seg_size * 13) / 2;
366         p = data + (x*3 + y * picref->linesize[0]);
367         for (i = 0; i < 8; i++) {
368             p -= 3 * 8 * seg_size;
369             draw_digit(second % 10, p, picref->linesize[0], seg_size);
370             second /= 10;
371             if (second == 0)
372                 break;
373         }
374     }
375 }
376
377 static av_cold int test_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
378 {
379     TestSourceContext *test = ctx->priv;
380
381     test->class = &testsrc_class;
382     test->fill_picture_fn = test_fill_picture;
383     return init(ctx, args, opaque);
384 }
385
386 static int test_query_formats(AVFilterContext *ctx)
387 {
388     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
389         PIX_FMT_RGB24, PIX_FMT_NONE
390     };
391     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
392     return 0;
393 }
394
395 AVFilter avfilter_vsrc_testsrc = {
396     .name      = "testsrc",
397     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate test pattern."),
398     .priv_size = sizeof(TestSourceContext),
399     .init      = test_init,
400
401     .query_formats   = test_query_formats,
402
403     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
404
405     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
406                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
407                                     .request_frame = request_frame,
408                                     .config_props  = config_props, },
409                                   { .name = NULL }},
410 };
411
412 #endif /* CONFIG_TESTSRC_FILTER */
413
414 #if CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER
415
416 static const AVClass rgbtestsrc_class = {
417     .class_name = "RGBTestSourceContext",
418     .item_name  = avfilter_default_filter_name,
419     .option     = testsrc_options,
420 };
421
422 #define R 0
423 #define G 1
424 #define B 2
425 #define A 3
426
427 static void rgbtest_put_pixel(uint8_t *dst, int dst_linesize,
428                               int x, int y, int r, int g, int b, enum PixelFormat fmt,
429                               int rgba_map[4])
430 {
431     int32_t v;
432     uint8_t *p;
433
434     switch (fmt) {
435     case PIX_FMT_BGR444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (b >> 4); break;
436     case PIX_FMT_RGB444: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b >> 4) << 8) | ((g >> 4) << 4) | (r >> 4); break;
437     case PIX_FMT_BGR555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (b>>3); break;
438     case PIX_FMT_RGB555: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<10) | ((g>>3)<<5) | (r>>3); break;
439     case PIX_FMT_BGR565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((r>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (b>>3); break;
440     case PIX_FMT_RGB565: ((uint16_t*)(dst + y*dst_linesize))[x] = ((b>>3)<<11) | ((g>>2)<<5) | (r>>3); break;
441     case PIX_FMT_RGB24:
442     case PIX_FMT_BGR24:
443         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8));
444         p = dst + 3*x + y*dst_linesize;
445         AV_WL24(p, v);
446         break;
447     case PIX_FMT_RGBA:
448     case PIX_FMT_BGRA:
449     case PIX_FMT_ARGB:
450     case PIX_FMT_ABGR:
451         v = (r << (rgba_map[R]*8)) + (g << (rgba_map[G]*8)) + (b << (rgba_map[B]*8)) + (255 << (rgba_map[A]*8));
452         p = dst + 4*x + y*dst_linesize;
453         AV_WL32(p, v);
454         break;
455     }
456 }
457
458 static void rgbtest_fill_picture(AVFilterContext *ctx, AVFilterBufferRef *picref)
459 {
460     TestSourceContext *test = ctx->priv;
461     int x, y, w = picref->video->w, h = picref->video->h;
462
463     for (y = 0; y < h; y++) {
464          for (x = 0; x < picref->video->w; x++) {
465              int c = 256*x/w;
466              int r = 0, g = 0, b = 0;
467
468              if      (3*y < h  ) r = c;
469              else if (3*y < 2*h) g = c;
470              else                b = c;
471
472              rgbtest_put_pixel(picref->data[0], picref->linesize[0], x, y, r, g, b,
473                                ctx->outputs[0]->format, test->rgba_map);
474          }
475      }
476 }
477
478 static av_cold int rgbtest_init(AVFilterContext *ctx, const char *args, void *opaque)
479 {
480     TestSourceContext *test = ctx->priv;
481
482     test->class = &rgbtestsrc_class;
483     test->fill_picture_fn = rgbtest_fill_picture;
484     return init(ctx, args, opaque);
485 }
486
487 static int rgbtest_query_formats(AVFilterContext *ctx)
488 {
489     static const enum PixelFormat pix_fmts[] = {
490         PIX_FMT_RGBA, PIX_FMT_ARGB, PIX_FMT_BGRA, PIX_FMT_ABGR,
491         PIX_FMT_BGR24, PIX_FMT_RGB24,
492         PIX_FMT_RGB444, PIX_FMT_BGR444,
493         PIX_FMT_RGB565, PIX_FMT_BGR565,
494         PIX_FMT_RGB555, PIX_FMT_BGR555,
495         PIX_FMT_NONE
496     };
497     avfilter_set_common_pixel_formats(ctx, avfilter_make_format_list(pix_fmts));
498     return 0;
499 }
500
501 static int rgbtest_config_props(AVFilterLink *outlink)
502 {
503     TestSourceContext *test = outlink->src->priv;
504
505     switch (outlink->format) {
506     case PIX_FMT_ARGB:  test->rgba_map[A] = 0; test->rgba_map[R] = 1; test->rgba_map[G] = 2; test->rgba_map[B] = 3; break;
507     case PIX_FMT_ABGR:  test->rgba_map[A] = 0; test->rgba_map[B] = 1; test->rgba_map[G] = 2; test->rgba_map[R] = 3; break;
508     case PIX_FMT_RGBA:
509     case PIX_FMT_RGB24: test->rgba_map[R] = 0; test->rgba_map[G] = 1; test->rgba_map[B] = 2; test->rgba_map[A] = 3; break;
510     case PIX_FMT_BGRA:
511     case PIX_FMT_BGR24: test->rgba_map[B] = 0; test->rgba_map[G] = 1; test->rgba_map[R] = 2; test->rgba_map[A] = 3; break;
512     }
513
514     return config_props(outlink);
515 }
516
517 AVFilter avfilter_vsrc_rgbtestsrc = {
518     .name      = "rgbtestsrc",
519     .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Generate RGB test pattern."),
520     .priv_size = sizeof(TestSourceContext),
521     .init      = rgbtest_init,
522
523     .query_formats   = rgbtest_query_formats,
524
525     .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name = NULL}},
526
527     .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name = "default",
528                                     .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
529                                     .request_frame = request_frame,
530                                     .config_props  = rgbtest_config_props, },
531                                   { .name = NULL }},
532 };
533
534 #endif /* CONFIG_RGBTESTSRC_FILTER */