lavu/intmath.h: Add msvc/icl ctzll optimisations.
[ffmpeg.git] / libavutil / imgutils.c
1 /*
2  * This file is part of FFmpeg.
3  *
4  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
6  * License as published by the Free Software Foundation; either
7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
8  *
9  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * Lesser General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
15  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
17  */
18
19 /**
20  * @file
21  * misc image utilities
22  */
23
24 #include "avassert.h"
25 #include "common.h"
26 #include "imgutils.h"
27 #include "internal.h"
28 #include "intreadwrite.h"
29 #include "log.h"
30 #include "mathematics.h"
31 #include "pixdesc.h"
32 #include "rational.h"
33
34 void av_image_fill_max_pixsteps(int max_pixsteps[4], int max_pixstep_comps[4],
35                                 const AVPixFmtDescriptor *pixdesc)
36 {
37     int i;
38     memset(max_pixsteps, 0, 4*sizeof(max_pixsteps[0]));
39     if (max_pixstep_comps)
40         memset(max_pixstep_comps, 0, 4*sizeof(max_pixstep_comps[0]));
41
42     for (i = 0; i < 4; i++) {
43         const AVComponentDescriptor *comp = &(pixdesc->comp[i]);
44         if (comp->step > max_pixsteps[comp->plane]) {
45             max_pixsteps[comp->plane] = comp->step;
46             if (max_pixstep_comps)
47                 max_pixstep_comps[comp->plane] = i;
48         }
49     }
50 }
51
52 static inline
53 int image_get_linesize(int width, int plane,
54                        int max_step, int max_step_comp,
55                        const AVPixFmtDescriptor *desc)
56 {
57     int s, shifted_w, linesize;
58
59     if (!desc)
60         return AVERROR(EINVAL);
61
62     if (width < 0)
63         return AVERROR(EINVAL);
64     s = (max_step_comp == 1 || max_step_comp == 2) ? desc->log2_chroma_w : 0;
65     shifted_w = ((width + (1 << s) - 1)) >> s;
66     if (shifted_w && max_step > INT_MAX / shifted_w)
67         return AVERROR(EINVAL);
68     linesize = max_step * shifted_w;
69
70     if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_BITSTREAM)
71         linesize = (linesize + 7) >> 3;
72     return linesize;
73 }
74
75 int av_image_get_linesize(enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int plane)
76 {
77     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
78     int max_step     [4];       /* max pixel step for each plane */
79     int max_step_comp[4];       /* the component for each plane which has the max pixel step */
80
81     if (!desc || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL)
82         return AVERROR(EINVAL);
83
84     av_image_fill_max_pixsteps(max_step, max_step_comp, desc);
85     return image_get_linesize(width, plane, max_step[plane], max_step_comp[plane], desc);
86 }
87
88 int av_image_fill_linesizes(int linesizes[4], enum AVPixelFormat pix_fmt, int width)
89 {
90     int i, ret;
91     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
92     int max_step     [4];       /* max pixel step for each plane */
93     int max_step_comp[4];       /* the component for each plane which has the max pixel step */
94
95     memset(linesizes, 0, 4*sizeof(linesizes[0]));
96
97     if (!desc || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL)
98         return AVERROR(EINVAL);
99
100     av_image_fill_max_pixsteps(max_step, max_step_comp, desc);
101     for (i = 0; i < 4; i++) {
102         if ((ret = image_get_linesize(width, i, max_step[i], max_step_comp[i], desc)) < 0)
103             return ret;
104         linesizes[i] = ret;
105     }
106
107     return 0;
108 }
109
110 int av_image_fill_pointers(uint8_t *data[4], enum AVPixelFormat pix_fmt, int height,
111                            uint8_t *ptr, const int linesizes[4])
112 {
113     int i, total_size, size[4] = { 0 }, has_plane[4] = { 0 };
114
115     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
116     memset(data     , 0, sizeof(data[0])*4);
117
118     if (!desc || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL)
119         return AVERROR(EINVAL);
120
121     data[0] = ptr;
122     if (linesizes[0] > (INT_MAX - 1024) / height)
123         return AVERROR(EINVAL);
124     size[0] = linesizes[0] * height;
125
126     if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||
127         desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL) {
128         size[0] = (size[0] + 3) & ~3;
129         data[1] = ptr + size[0]; /* palette is stored here as 256 32 bits words */
130         return size[0] + 256 * 4;
131     }
132
133     for (i = 0; i < 4; i++)
134         has_plane[desc->comp[i].plane] = 1;
135
136     total_size = size[0];
137     for (i = 1; i < 4 && has_plane[i]; i++) {
138         int h, s = (i == 1 || i == 2) ? desc->log2_chroma_h : 0;
139         data[i] = data[i-1] + size[i-1];
140         h = (height + (1 << s) - 1) >> s;
141         if (linesizes[i] > INT_MAX / h)
142             return AVERROR(EINVAL);
143         size[i] = h * linesizes[i];
144         if (total_size > INT_MAX - size[i])
145             return AVERROR(EINVAL);
146         total_size += size[i];
147     }
148
149     return total_size;
150 }
151
152 int avpriv_set_systematic_pal2(uint32_t pal[256], enum AVPixelFormat pix_fmt)
153 {
154     int i;
155
156     for (i = 0; i < 256; i++) {
157         int r, g, b;
158
159         switch (pix_fmt) {
160         case AV_PIX_FMT_RGB8:
161             r = (i>>5    )*36;
162             g = ((i>>2)&7)*36;
163             b = (i&3     )*85;
164             break;
165         case AV_PIX_FMT_BGR8:
166             b = (i>>6    )*85;
167             g = ((i>>3)&7)*36;
168             r = (i&7     )*36;
169             break;
170         case AV_PIX_FMT_RGB4_BYTE:
171             r = (i>>3    )*255;
172             g = ((i>>1)&3)*85;
173             b = (i&1     )*255;
174             break;
175         case AV_PIX_FMT_BGR4_BYTE:
176             b = (i>>3    )*255;
177             g = ((i>>1)&3)*85;
178             r = (i&1     )*255;
179             break;
180         case AV_PIX_FMT_GRAY8:
181             r = b = g = i;
182             break;
183         default:
184             return AVERROR(EINVAL);
185         }
186         pal[i] = b + (g << 8) + (r << 16) + (0xFFU << 24);
187     }
188
189     return 0;
190 }
191
192 int av_image_alloc(uint8_t *pointers[4], int linesizes[4],
193                    int w, int h, enum AVPixelFormat pix_fmt, int align)
194 {
195     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
196     int i, ret;
197     uint8_t *buf;
198
199     if (!desc)
200         return AVERROR(EINVAL);
201
202     if ((ret = av_image_check_size(w, h, 0, NULL)) < 0)
203         return ret;
204     if ((ret = av_image_fill_linesizes(linesizes, pix_fmt, align>7 ? FFALIGN(w, 8) : w)) < 0)
205         return ret;
206
207     for (i = 0; i < 4; i++)
208         linesizes[i] = FFALIGN(linesizes[i], align);
209
210     if ((ret = av_image_fill_pointers(pointers, pix_fmt, h, NULL, linesizes)) < 0)
211         return ret;
212     buf = av_malloc(ret + align);
213     if (!buf)
214         return AVERROR(ENOMEM);
215     if ((ret = av_image_fill_pointers(pointers, pix_fmt, h, buf, linesizes)) < 0) {
216         av_free(buf);
217         return ret;
218     }
219     if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL)
220         avpriv_set_systematic_pal2((uint32_t*)pointers[1], pix_fmt);
221
222     if ((desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||
223          desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL) &&
224         pointers[1] - pointers[0] > linesizes[0] * h) {
225         /* zero-initialize the padding before the palette */
226         memset(pointers[0] + linesizes[0] * h, 0,
227                pointers[1] - pointers[0] - linesizes[0] * h);
228     }
229
230     return ret;
231 }
232
233 typedef struct ImgUtils {
234     const AVClass *class;
235     int   log_offset;
236     void *log_ctx;
237 } ImgUtils;
238
239 static const AVClass imgutils_class = { "IMGUTILS", av_default_item_name, NULL, LIBAVUTIL_VERSION_INT, offsetof(ImgUtils, log_offset), offsetof(ImgUtils, log_ctx) };
240
241 int av_image_check_size(unsigned int w, unsigned int h, int log_offset, void *log_ctx)
242 {
243     ImgUtils imgutils = { &imgutils_class, log_offset, log_ctx };
244
245     if ((int)w>0 && (int)h>0 && (w+128)*(uint64_t)(h+128) < INT_MAX/8)
246         return 0;
247
248     av_log(&imgutils, AV_LOG_ERROR, "Picture size %ux%u is invalid\n", w, h);
249     return AVERROR(EINVAL);
250 }
251
252 int av_image_check_sar(unsigned int w, unsigned int h, AVRational sar)
253 {
254     int64_t scaled_dim;
255
256     if (sar.den <= 0 || sar.num < 0)
257         return AVERROR(EINVAL);
258
259     if (!sar.num || sar.num == sar.den)
260         return 0;
261
262     if (sar.num < sar.den)
263         scaled_dim = av_rescale_rnd(w, sar.num, sar.den, AV_ROUND_ZERO);
264     else
265         scaled_dim = av_rescale_rnd(h, sar.den, sar.num, AV_ROUND_ZERO);
266
267     if (scaled_dim > 0)
268         return 0;
269
270     return AVERROR(EINVAL);
271 }
272
273 void av_image_copy_plane(uint8_t       *dst, int dst_linesize,
274                          const uint8_t *src, int src_linesize,
275                          int bytewidth, int height)
276 {
277     if (!dst || !src)
278         return;
279     av_assert0(abs(src_linesize) >= bytewidth);
280     av_assert0(abs(dst_linesize) >= bytewidth);
281     for (;height > 0; height--) {
282         memcpy(dst, src, bytewidth);
283         dst += dst_linesize;
284         src += src_linesize;
285     }
286 }
287
288 void av_image_copy(uint8_t *dst_data[4], int dst_linesizes[4],
289                    const uint8_t *src_data[4], const int src_linesizes[4],
290                    enum AVPixelFormat pix_fmt, int width, int height)
291 {
292     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
293
294     if (!desc || desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_HWACCEL)
295         return;
296
297     if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL ||
298         desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL) {
299         av_image_copy_plane(dst_data[0], dst_linesizes[0],
300                             src_data[0], src_linesizes[0],
301                             width, height);
302         /* copy the palette */
303         memcpy(dst_data[1], src_data[1], 4*256);
304     } else {
305         int i, planes_nb = 0;
306
307         for (i = 0; i < desc->nb_components; i++)
308             planes_nb = FFMAX(planes_nb, desc->comp[i].plane + 1);
309
310         for (i = 0; i < planes_nb; i++) {
311             int h = height;
312             int bwidth = av_image_get_linesize(pix_fmt, width, i);
313             if (bwidth < 0) {
314                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "av_image_get_linesize failed\n");
315                 return;
316             }
317             if (i == 1 || i == 2) {
318                 h = FF_CEIL_RSHIFT(height, desc->log2_chroma_h);
319             }
320             av_image_copy_plane(dst_data[i], dst_linesizes[i],
321                                 src_data[i], src_linesizes[i],
322                                 bwidth, h);
323         }
324     }
325 }
326
327 int av_image_fill_arrays(uint8_t *dst_data[4], int dst_linesize[4],
328                          const uint8_t *src, enum AVPixelFormat pix_fmt,
329                          int width, int height, int align)
330 {
331     int ret, i;
332
333     ret = av_image_check_size(width, height, 0, NULL);
334     if (ret < 0)
335         return ret;
336
337     ret = av_image_fill_linesizes(dst_linesize, pix_fmt, width);
338     if (ret < 0)
339         return ret;
340
341     for (i = 0; i < 4; i++)
342         dst_linesize[i] = FFALIGN(dst_linesize[i], align);
343
344     return av_image_fill_pointers(dst_data, pix_fmt, height, (uint8_t *)src, dst_linesize);
345 }
346
347 int av_image_get_buffer_size(enum AVPixelFormat pix_fmt,
348                              int width, int height, int align)
349 {
350     uint8_t *data[4];
351     int linesize[4];
352     int ret;
353     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
354     if (!desc)
355         return AVERROR(EINVAL);
356
357     ret = av_image_check_size(width, height, 0, NULL);
358     if (ret < 0)
359         return ret;
360
361     // do not include palette for these pseudo-paletted formats
362     if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PSEUDOPAL)
363         return width * height;
364
365     return av_image_fill_arrays(data, linesize, NULL, pix_fmt,
366                                 width, height, align);
367 }
368
369 int av_image_copy_to_buffer(uint8_t *dst, int dst_size,
370                             const uint8_t * const src_data[4],
371                             const int src_linesize[4],
372                             enum AVPixelFormat pix_fmt,
373                             int width, int height, int align)
374 {
375     int i, j, nb_planes = 0, linesize[4];
376     int size = av_image_get_buffer_size(pix_fmt, width, height, align);
377     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(pix_fmt);
378
379     if (size > dst_size || size < 0 || !desc)
380         return AVERROR(EINVAL);
381
382     for (i = 0; i < desc->nb_components; i++)
383         nb_planes = FFMAX(desc->comp[i].plane, nb_planes);
384
385     nb_planes++;
386
387     av_image_fill_linesizes(linesize, pix_fmt, width);
388     for (i = 0; i < nb_planes; i++) {
389         int h, shift = (i == 1 || i == 2) ? desc->log2_chroma_h : 0;
390         const uint8_t *src = src_data[i];
391         h = (height + (1 << shift) - 1) >> shift;
392
393         for (j = 0; j < h; j++) {
394             memcpy(dst, src, linesize[i]);
395             dst += FFALIGN(linesize[i], align);
396             src += src_linesize[i];
397         }
398     }
399
400     if (desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PAL) {
401         uint32_t *d32 = (uint32_t *)(((size_t)dst + 3) & ~3);
402         for (i = 0; i<256; i++)
403             AV_WL32(d32 + i, AV_RN32(src_data[1] + 4*i));
404     }
405
406     return size;
407 }