avfilter/vf_overlay: add x86 SIMD
[ffmpeg.git] / libavfilter / vf_overlay.c
index f0b5842..c4d8730 100644 (file)
@@ -3,20 +3,20 @@
  * Copyright (c) 2010 Baptiste Coudurier
  * Copyright (c) 2007 Bobby Bingham
  *
- * This file is part of Libav.
+ * This file is part of FFmpeg.
  *
- * Libav is free software; you can redistribute it and/or
+ * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  * License as published by the Free Software Foundation; either
  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  *
- * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
+ * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  * Lesser General Public License for more details.
  *
  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
- * License along with Libav; if not, write to the Free Software
+ * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  */
 
 #include "libavutil/common.h"
 #include "libavutil/eval.h"
 #include "libavutil/avstring.h"
-#include "libavutil/avassert.h"
 #include "libavutil/pixdesc.h"
 #include "libavutil/imgutils.h"
 #include "libavutil/mathematics.h"
+#include "libavutil/opt.h"
+#include "libavutil/timestamp.h"
 #include "internal.h"
+#include "drawutils.h"
+#include "framesync.h"
 #include "video.h"
+#include "vf_overlay.h"
+
+typedef struct ThreadData {
+    AVFrame *dst, *src;
+} ThreadData;
 
 static const char *const var_names[] = {
-    "E",
-    "PHI",
-    "PI",
     "main_w",    "W", ///< width  of the main    video
     "main_h",    "H", ///< height of the main    video
     "overlay_w", "w", ///< width  of the overlay video
     "overlay_h", "h", ///< height of the overlay video
+    "hsub",
+    "vsub",
+    "x",
+    "y",
+    "n",            ///< number of frame
+    "pos",          ///< position in the file
+    "t",            ///< timestamp expressed in seconds
     NULL
 };
 
-enum var_name {
-    VAR_E,
-    VAR_PHI,
-    VAR_PI,
-    VAR_MAIN_W,    VAR_MW,
-    VAR_MAIN_H,    VAR_MH,
-    VAR_OVERLAY_W, VAR_OW,
-    VAR_OVERLAY_H, VAR_OH,
-    VAR_VARS_NB
-};
-
 #define MAIN    0
 #define OVERLAY 1
 
-typedef struct {
-    int x, y;                   ///< position of overlayed picture
+#define R 0
+#define G 1
+#define B 2
+#define A 3
 
-    int max_plane_step[4];      ///< steps per pixel for each plane
-    int hsub, vsub;             ///< chroma subsampling values
+#define Y 0
+#define U 1
+#define V 2
 
-    char x_expr[256], y_expr[256];
+enum EvalMode {
+    EVAL_MODE_INIT,
+    EVAL_MODE_FRAME,
+    EVAL_MODE_NB
+};
 
-    AVFilterBufferRef *main;
-    AVFilterBufferRef *over_prev, *over_next;
-} OverlayContext;
+static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
 
-static av_cold int init(AVFilterContext *ctx, const char *args)
+    ff_framesync_uninit(&s->fs);
+    av_expr_free(s->x_pexpr); s->x_pexpr = NULL;
+    av_expr_free(s->y_pexpr); s->y_pexpr = NULL;
+}
+
+static inline int normalize_xy(double d, int chroma_sub)
 {
-    OverlayContext *over = ctx->priv;
+    if (isnan(d))
+        return INT_MAX;
+    return (int)d & ~((1 << chroma_sub) - 1);
+}
 
-    av_strlcpy(over->x_expr, "0", sizeof(over->x_expr));
-    av_strlcpy(over->y_expr, "0", sizeof(over->y_expr));
+static void eval_expr(AVFilterContext *ctx)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
 
-    if (args)
-        sscanf(args, "%255[^:]:%255[^:]", over->x_expr, over->y_expr);
+    s->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(s->x_pexpr, s->var_values, NULL);
+    s->var_values[VAR_Y] = av_expr_eval(s->y_pexpr, s->var_values, NULL);
+    /* It is necessary if x is expressed from y  */
+    s->var_values[VAR_X] = av_expr_eval(s->x_pexpr, s->var_values, NULL);
+    s->x = normalize_xy(s->var_values[VAR_X], s->hsub);
+    s->y = normalize_xy(s->var_values[VAR_Y], s->vsub);
+}
 
+static int set_expr(AVExpr **pexpr, const char *expr, const char *option, void *log_ctx)
+{
+    int ret;
+    AVExpr *old = NULL;
+
+    if (*pexpr)
+        old = *pexpr;
+    ret = av_expr_parse(pexpr, expr, var_names,
+                        NULL, NULL, NULL, NULL, 0, log_ctx);
+    if (ret < 0) {
+        av_log(log_ctx, AV_LOG_ERROR,
+               "Error when evaluating the expression '%s' for %s\n",
+               expr, option);
+        *pexpr = old;
+        return ret;
+    }
+
+    av_expr_free(old);
     return 0;
 }
 
-static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
+static int process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
+                           char *res, int res_len, int flags)
 {
     OverlayContext *s = ctx->priv;
+    int ret;
+
+    if      (!strcmp(cmd, "x"))
+        ret = set_expr(&s->x_pexpr, args, cmd, ctx);
+    else if (!strcmp(cmd, "y"))
+        ret = set_expr(&s->y_pexpr, args, cmd, ctx);
+    else
+        ret = AVERROR(ENOSYS);
+
+    if (ret < 0)
+        return ret;
 
-    avfilter_unref_bufferp(&s->main);
-    avfilter_unref_bufferp(&s->over_prev);
-    avfilter_unref_bufferp(&s->over_next);
+    if (s->eval_mode == EVAL_MODE_INIT) {
+        eval_expr(ctx);
+        av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "x:%f xi:%d y:%f yi:%d\n",
+               s->var_values[VAR_X], s->x,
+               s->var_values[VAR_Y], s->y);
+    }
+    return ret;
 }
 
+static const enum AVPixelFormat alpha_pix_fmts[] = {
+    AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_YUVA444P,
+    AV_PIX_FMT_ARGB, AV_PIX_FMT_ABGR, AV_PIX_FMT_RGBA,
+    AV_PIX_FMT_BGRA, AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_NONE
+};
+
 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 {
-    const enum AVPixelFormat inout_pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_YUV420P,  AV_PIX_FMT_NONE };
-    const enum AVPixelFormat blend_pix_fmts[] = { AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_NONE };
-    AVFilterFormats *inout_formats = ff_make_format_list(inout_pix_fmts);
-    AVFilterFormats *blend_formats = ff_make_format_list(blend_pix_fmts);
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
 
-    ff_formats_ref(inout_formats, &ctx->inputs [MAIN   ]->out_formats);
-    ff_formats_ref(blend_formats, &ctx->inputs [OVERLAY]->out_formats);
-    ff_formats_ref(inout_formats, &ctx->outputs[MAIN   ]->in_formats );
+    /* overlay formats contains alpha, for avoiding conversion with alpha information loss */
+    static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv420[] = {
+        AV_PIX_FMT_YUV420P, AV_PIX_FMT_YUVJ420P, AV_PIX_FMT_YUVA420P,
+        AV_PIX_FMT_NV12, AV_PIX_FMT_NV21,
+        AV_PIX_FMT_NONE
+    };
+    static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv420[] = {
+        AV_PIX_FMT_YUVA420P, AV_PIX_FMT_NONE
+    };
 
-    return 0;
-}
+    static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv422[] = {
+        AV_PIX_FMT_YUV422P, AV_PIX_FMT_YUVJ422P, AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_NONE
+    };
+    static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv422[] = {
+        AV_PIX_FMT_YUVA422P, AV_PIX_FMT_NONE
+    };
 
-static int config_input_main(AVFilterLink *inlink)
-{
-    OverlayContext *over = inlink->dst->priv;
-    const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = &av_pix_fmt_descriptors[inlink->format];
+    static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_yuv444[] = {
+        AV_PIX_FMT_YUV444P, AV_PIX_FMT_YUVJ444P, AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_NONE
+    };
+    static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_yuv444[] = {
+        AV_PIX_FMT_YUVA444P, AV_PIX_FMT_NONE
+    };
+
+    static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_gbrp[] = {
+        AV_PIX_FMT_GBRP, AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_NONE
+    };
+    static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_gbrp[] = {
+        AV_PIX_FMT_GBRAP, AV_PIX_FMT_NONE
+    };
+
+    static const enum AVPixelFormat main_pix_fmts_rgb[] = {
+        AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_RGBA,
+        AV_PIX_FMT_ABGR,  AV_PIX_FMT_BGRA,
+        AV_PIX_FMT_RGB24, AV_PIX_FMT_BGR24,
+        AV_PIX_FMT_NONE
+    };
+    static const enum AVPixelFormat overlay_pix_fmts_rgb[] = {
+        AV_PIX_FMT_ARGB,  AV_PIX_FMT_RGBA,
+        AV_PIX_FMT_ABGR,  AV_PIX_FMT_BGRA,
+        AV_PIX_FMT_NONE
+    };
+
+    AVFilterFormats *main_formats = NULL;
+    AVFilterFormats *overlay_formats = NULL;
+    int ret;
+
+    switch (s->format) {
+    case OVERLAY_FORMAT_YUV420:
+        if (!(main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv420)) ||
+            !(overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv420))) {
+                ret = AVERROR(ENOMEM);
+                goto fail;
+            }
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_YUV422:
+        if (!(main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv422)) ||
+            !(overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv422))) {
+                ret = AVERROR(ENOMEM);
+                goto fail;
+            }
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_YUV444:
+        if (!(main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_yuv444)) ||
+            !(overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_yuv444))) {
+                ret = AVERROR(ENOMEM);
+                goto fail;
+            }
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_RGB:
+        if (!(main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_rgb)) ||
+            !(overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_rgb))) {
+                ret = AVERROR(ENOMEM);
+                goto fail;
+            }
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_GBRP:
+        if (!(main_formats    = ff_make_format_list(main_pix_fmts_gbrp)) ||
+            !(overlay_formats = ff_make_format_list(overlay_pix_fmts_gbrp))) {
+                ret = AVERROR(ENOMEM);
+                goto fail;
+            }
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_AUTO:
+        if (!(main_formats    = ff_make_format_list(alpha_pix_fmts))) {
+                ret = AVERROR(ENOMEM);
+                goto fail;
+            }
+        break;
+    default:
+        av_assert0(0);
+    }
 
-    av_image_fill_max_pixsteps(over->max_plane_step, NULL, pix_desc);
-    over->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
-    over->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
+    if (s->format == OVERLAY_FORMAT_AUTO) {
+        ret = ff_set_common_formats(ctx, main_formats);
+        if (ret < 0)
+            goto fail;
+    } else {
+        if ((ret = ff_formats_ref(main_formats   , &ctx->inputs[MAIN]->out_formats   )) < 0 ||
+            (ret = ff_formats_ref(overlay_formats, &ctx->inputs[OVERLAY]->out_formats)) < 0 ||
+            (ret = ff_formats_ref(main_formats   , &ctx->outputs[MAIN]->in_formats   )) < 0)
+                goto fail;
+    }
 
     return 0;
+fail:
+    if (main_formats)
+        av_freep(&main_formats->formats);
+    av_freep(&main_formats);
+    if (overlay_formats)
+        av_freep(&overlay_formats->formats);
+    av_freep(&overlay_formats);
+    return ret;
 }
 
 static int config_input_overlay(AVFilterLink *inlink)
 {
     AVFilterContext *ctx  = inlink->dst;
-    OverlayContext  *over = inlink->dst->priv;
-    char *expr;
-    double var_values[VAR_VARS_NB], res;
+    OverlayContext  *s = inlink->dst->priv;
     int ret;
+    const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
+
+    av_image_fill_max_pixsteps(s->overlay_pix_step, NULL, pix_desc);
 
     /* Finish the configuration by evaluating the expressions
        now when both inputs are configured. */
-    var_values[VAR_E  ] = M_E;
-    var_values[VAR_PHI] = M_PHI;
-    var_values[VAR_PI ] = M_PI;
-
-    var_values[VAR_MAIN_W   ] = var_values[VAR_MW] = ctx->inputs[MAIN   ]->w;
-    var_values[VAR_MAIN_H   ] = var_values[VAR_MH] = ctx->inputs[MAIN   ]->h;
-    var_values[VAR_OVERLAY_W] = var_values[VAR_OW] = ctx->inputs[OVERLAY]->w;
-    var_values[VAR_OVERLAY_H] = var_values[VAR_OH] = ctx->inputs[OVERLAY]->h;
-
-    if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = over->x_expr), var_names, var_values,
-                                      NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
-        goto fail;
-    over->x = res;
-    if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = over->y_expr), var_names, var_values,
-                                      NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)))
-        goto fail;
-    over->y = res;
-    /* x may depend on y */
-    if ((ret = av_expr_parse_and_eval(&res, (expr = over->x_expr), var_names, var_values,
-                                      NULL, NULL, NULL, NULL, NULL, 0, ctx)) < 0)
-        goto fail;
-    over->x = res;
+    s->var_values[VAR_MAIN_W   ] = s->var_values[VAR_MW] = ctx->inputs[MAIN   ]->w;
+    s->var_values[VAR_MAIN_H   ] = s->var_values[VAR_MH] = ctx->inputs[MAIN   ]->h;
+    s->var_values[VAR_OVERLAY_W] = s->var_values[VAR_OW] = ctx->inputs[OVERLAY]->w;
+    s->var_values[VAR_OVERLAY_H] = s->var_values[VAR_OH] = ctx->inputs[OVERLAY]->h;
+    s->var_values[VAR_HSUB]  = 1<<pix_desc->log2_chroma_w;
+    s->var_values[VAR_VSUB]  = 1<<pix_desc->log2_chroma_h;
+    s->var_values[VAR_X]     = NAN;
+    s->var_values[VAR_Y]     = NAN;
+    s->var_values[VAR_N]     = 0;
+    s->var_values[VAR_T]     = NAN;
+    s->var_values[VAR_POS]   = NAN;
+
+    if ((ret = set_expr(&s->x_pexpr,      s->x_expr,      "x",      ctx)) < 0 ||
+        (ret = set_expr(&s->y_pexpr,      s->y_expr,      "y",      ctx)) < 0)
+        return ret;
+
+    s->overlay_is_packed_rgb =
+        ff_fill_rgba_map(s->overlay_rgba_map, inlink->format) >= 0;
+    s->overlay_has_alpha = ff_fmt_is_in(inlink->format, alpha_pix_fmts);
+
+    if (s->eval_mode == EVAL_MODE_INIT) {
+        eval_expr(ctx);
+        av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE, "x:%f xi:%d y:%f yi:%d\n",
+               s->var_values[VAR_X], s->x,
+               s->var_values[VAR_Y], s->y);
+    }
 
     av_log(ctx, AV_LOG_VERBOSE,
-           "main w:%d h:%d fmt:%s overlay x:%d y:%d w:%d h:%d fmt:%s\n",
+           "main w:%d h:%d fmt:%s overlay w:%d h:%d fmt:%s\n",
            ctx->inputs[MAIN]->w, ctx->inputs[MAIN]->h,
-           av_pix_fmt_descriptors[ctx->inputs[MAIN]->format].name,
-           over->x, over->y,
+           av_get_pix_fmt_name(ctx->inputs[MAIN]->format),
            ctx->inputs[OVERLAY]->w, ctx->inputs[OVERLAY]->h,
-           av_pix_fmt_descriptors[ctx->inputs[OVERLAY]->format].name);
-
-    if (over->x < 0 || over->y < 0 ||
-        over->x + var_values[VAR_OVERLAY_W] > var_values[VAR_MAIN_W] ||
-        over->y + var_values[VAR_OVERLAY_H] > var_values[VAR_MAIN_H]) {
-        av_log(ctx, AV_LOG_ERROR,
-               "Overlay area (%d,%d)<->(%d,%d) not within the main area (0,0)<->(%d,%d) or zero-sized\n",
-               over->x, over->y,
-               (int)(over->x + var_values[VAR_OVERLAY_W]),
-               (int)(over->y + var_values[VAR_OVERLAY_H]),
-               (int)var_values[VAR_MAIN_W], (int)var_values[VAR_MAIN_H]);
-        return AVERROR(EINVAL);
-    }
+           av_get_pix_fmt_name(ctx->inputs[OVERLAY]->format));
     return 0;
-
-fail:
-    av_log(NULL, AV_LOG_ERROR,
-           "Error when evaluating the expression '%s'\n", expr);
-    return ret;
 }
 
 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 {
     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    int ret;
+
+    if ((ret = ff_framesync_init_dualinput(&s->fs, ctx)) < 0)
+        return ret;
 
     outlink->w = ctx->inputs[MAIN]->w;
     outlink->h = ctx->inputs[MAIN]->h;
     outlink->time_base = ctx->inputs[MAIN]->time_base;
 
-    return 0;
+    return ff_framesync_configure(&s->fs);
 }
 
-static void blend_frame(AVFilterContext *ctx,
-                        AVFilterBufferRef *dst, AVFilterBufferRef *src,
-                        int x, int y)
-{
-    OverlayContext *over = ctx->priv;
-    int i, j, k;
-    int width, height;
-    int overlay_end_y = y + src->video->h;
-    int end_y, start_y;
-
-    width = FFMIN(dst->video->w - x, src->video->w);
-    end_y = FFMIN(dst->video->h, overlay_end_y);
-    start_y = FFMAX(y, 0);
-    height = end_y - start_y;
-
-    if (dst->format == AV_PIX_FMT_BGR24 || dst->format == AV_PIX_FMT_RGB24) {
-        uint8_t *dp = dst->data[0] + x * 3 + start_y * dst->linesize[0];
-        uint8_t *sp = src->data[0];
-        int b = dst->format == AV_PIX_FMT_BGR24 ? 2 : 0;
-        int r = dst->format == AV_PIX_FMT_BGR24 ? 0 : 2;
-        if (y < 0)
-            sp += -y * src->linesize[0];
-        for (i = 0; i < height; i++) {
-            uint8_t *d = dp, *s = sp;
-            for (j = 0; j < width; j++) {
-                d[r] = (d[r] * (0xff - s[3]) + s[0] * s[3] + 128) >> 8;
-                d[1] = (d[1] * (0xff - s[3]) + s[1] * s[3] + 128) >> 8;
-                d[b] = (d[b] * (0xff - s[3]) + s[2] * s[3] + 128) >> 8;
-                d += 3;
-                s += 4;
+// divide by 255 and round to nearest
+// apply a fast variant: (X+127)/255 = ((X+127)*257+257)>>16 = ((X+128)*257)>>16
+#define FAST_DIV255(x) ((((x) + 128) * 257) >> 16)
+
+// calculate the unpremultiplied alpha, applying the general equation:
+// alpha = alpha_overlay / ( (alpha_main + alpha_overlay) - (alpha_main * alpha_overlay) )
+// (((x) << 16) - ((x) << 9) + (x)) is a faster version of: 255 * 255 * x
+// ((((x) + (y)) << 8) - ((x) + (y)) - (y) * (x)) is a faster version of: 255 * (x + y)
+#define UNPREMULTIPLY_ALPHA(x, y) ((((x) << 16) - ((x) << 9) + (x)) / ((((x) + (y)) << 8) - ((x) + (y)) - (y) * (x)))
+
+/**
+ * Blend image in src to destination buffer dst at position (x, y).
+ */
+
+static av_always_inline void blend_slice_packed_rgb(AVFilterContext *ctx,
+                                   AVFrame *dst, const AVFrame *src,
+                                   int main_has_alpha, int x, int y,
+                                   int is_straight, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    int i, imax, j, jmax;
+    const int src_w = src->width;
+    const int src_h = src->height;
+    const int dst_w = dst->width;
+    const int dst_h = dst->height;
+    uint8_t alpha;          ///< the amount of overlay to blend on to main
+    const int dr = s->main_rgba_map[R];
+    const int dg = s->main_rgba_map[G];
+    const int db = s->main_rgba_map[B];
+    const int da = s->main_rgba_map[A];
+    const int dstep = s->main_pix_step[0];
+    const int sr = s->overlay_rgba_map[R];
+    const int sg = s->overlay_rgba_map[G];
+    const int sb = s->overlay_rgba_map[B];
+    const int sa = s->overlay_rgba_map[A];
+    const int sstep = s->overlay_pix_step[0];
+    int slice_start, slice_end;
+    uint8_t *S, *sp, *d, *dp;
+
+    i = FFMAX(-y, 0);
+    imax = FFMIN(-y + dst_h, src_h);
+
+    slice_start = (imax * jobnr) / nb_jobs;
+    slice_end = (imax * (jobnr+1)) / nb_jobs;
+
+    sp = src->data[0] + (i + slice_start)     * src->linesize[0];
+    dp = dst->data[0] + (y + i + slice_start) * dst->linesize[0];
+
+    for (i = i + slice_start; i < slice_end; i++) {
+        j = FFMAX(-x, 0);
+        S = sp + j     * sstep;
+        d = dp + (x+j) * dstep;
+
+        for (jmax = FFMIN(-x + dst_w, src_w); j < jmax; j++) {
+            alpha = S[sa];
+
+            // if the main channel has an alpha channel, alpha has to be calculated
+            // to create an un-premultiplied (straight) alpha value
+            if (main_has_alpha && alpha != 0 && alpha != 255) {
+                uint8_t alpha_d = d[da];
+                alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
             }
-            dp += dst->linesize[0];
-            sp += src->linesize[0];
-        }
-    } else {
-        for (i = 0; i < 3; i++) {
-            int hsub = i ? over->hsub : 0;
-            int vsub = i ? over->vsub : 0;
-            uint8_t *dp = dst->data[i] + (x >> hsub) +
-                (start_y >> vsub) * dst->linesize[i];
-            uint8_t *sp = src->data[i];
-            uint8_t *ap = src->data[3];
-            int wp = FFALIGN(width, 1<<hsub) >> hsub;
-            int hp = FFALIGN(height, 1<<vsub) >> vsub;
-            if (y < 0) {
-                sp += ((-y) >> vsub) * src->linesize[i];
-                ap += -y * src->linesize[3];
+
+            switch (alpha) {
+            case 0:
+                break;
+            case 255:
+                d[dr] = S[sr];
+                d[dg] = S[sg];
+                d[db] = S[sb];
+                break;
+            default:
+                // main_value = main_value * (1 - alpha) + overlay_value * alpha
+                // since alpha is in the range 0-255, the result must divided by 255
+                d[dr] = is_straight ? FAST_DIV255(d[dr] * (255 - alpha) + S[sr] * alpha) :
+                        FFMIN(FAST_DIV255(d[dr] * (255 - alpha)) + S[sr], 255);
+                d[dg] = is_straight ? FAST_DIV255(d[dg] * (255 - alpha) + S[sg] * alpha) :
+                        FFMIN(FAST_DIV255(d[dg] * (255 - alpha)) + S[sg], 255);
+                d[db] = is_straight ? FAST_DIV255(d[db] * (255 - alpha) + S[sb] * alpha) :
+                        FFMIN(FAST_DIV255(d[db] * (255 - alpha)) + S[sb], 255);
             }
-            for (j = 0; j < hp; j++) {
-                uint8_t *d = dp, *s = sp, *a = ap;
-                for (k = 0; k < wp; k++) {
-                    // average alpha for color components, improve quality
-                    int alpha_v, alpha_h, alpha;
-                    if (hsub && vsub && j+1 < hp && k+1 < wp) {
-                        alpha = (a[0] + a[src->linesize[3]] +
-                                 a[1] + a[src->linesize[3]+1]) >> 2;
-                    } else if (hsub || vsub) {
-                        alpha_h = hsub && k+1 < wp ?
-                            (a[0] + a[1]) >> 1 : a[0];
-                        alpha_v = vsub && j+1 < hp ?
-                            (a[0] + a[src->linesize[3]]) >> 1 : a[0];
-                        alpha = (alpha_v + alpha_h) >> 1;
-                    } else
-                        alpha = a[0];
-                    *d = (*d * (0xff - alpha) + *s++ * alpha + 128) >> 8;
-                    d++;
-                    a += 1 << hsub;
+            if (main_has_alpha) {
+                switch (alpha) {
+                case 0:
+                    break;
+                case 255:
+                    d[da] = S[sa];
+                    break;
+                default:
+                    // apply alpha compositing: main_alpha += (1-main_alpha) * overlay_alpha
+                    d[da] += FAST_DIV255((255 - d[da]) * S[sa]);
                 }
-                dp += dst->linesize[i];
-                sp += src->linesize[i];
-                ap += (1 << vsub) * src->linesize[3];
             }
+            d += dstep;
+            S += sstep;
         }
+        dp += dst->linesize[0];
+        sp += src->linesize[0];
     }
 }
 
-static int null_start_frame(AVFilterLink *inlink, AVFilterBufferRef *buf)
+static av_always_inline void blend_plane(AVFilterContext *ctx,
+                                         AVFrame *dst, const AVFrame *src,
+                                         int src_w, int src_h,
+                                         int dst_w, int dst_h,
+                                         int i, int hsub, int vsub,
+                                         int x, int y,
+                                         int main_has_alpha,
+                                         int dst_plane,
+                                         int dst_offset,
+                                         int dst_step,
+                                         int straight,
+                                         int yuv,
+                                         int jobnr,
+                                         int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *octx = ctx->priv;
+    int src_wp = AV_CEIL_RSHIFT(src_w, hsub);
+    int src_hp = AV_CEIL_RSHIFT(src_h, vsub);
+    int dst_wp = AV_CEIL_RSHIFT(dst_w, hsub);
+    int dst_hp = AV_CEIL_RSHIFT(dst_h, vsub);
+    int yp = y>>vsub;
+    int xp = x>>hsub;
+    uint8_t *s, *sp, *d, *dp, *dap, *a, *da, *ap;
+    int jmax, j, k, kmax;
+    int slice_start, slice_end;
+
+    j = FFMAX(-yp, 0);
+    jmax = FFMIN(-yp + dst_hp, src_hp);
+
+    slice_start = (jmax * jobnr) / nb_jobs;
+    slice_end = (jmax * (jobnr+1)) / nb_jobs;
+
+    sp = src->data[i] + slice_start * src->linesize[i];
+    dp = dst->data[dst_plane]
+                      + (yp + slice_start) * dst->linesize[dst_plane]
+                      + dst_offset;
+    ap = src->data[3] + (slice_start << vsub) * src->linesize[3];
+    dap = dst->data[3] + ((yp + slice_start) << vsub) * dst->linesize[3];
+
+    for (j = j + slice_start; j < slice_end; j++) {
+        k = FFMAX(-xp, 0);
+        d = dp + (xp+k) * dst_step;
+        s = sp + k;
+        a = ap + (k<<hsub);
+        da = dap + ((xp+k) << hsub);
+        kmax = FFMIN(-xp + dst_wp, src_wp);
+
+        if (((vsub && j+1 < src_hp) || !vsub) && octx->blend_row[i]) {
+            int c = octx->blend_row[i](d, da, s, a, kmax - k, src->linesize[3]);
+
+            s += c;
+            d += dst_step * c;
+            da += (1 << hsub) * c;
+            a += (1 << hsub) * c;
+            k += c;
+        }
+        for (; k < kmax; k++) {
+            int alpha_v, alpha_h, alpha;
+
+            // average alpha for color components, improve quality
+            if (hsub && vsub && j+1 < src_hp && k+1 < src_wp) {
+                alpha = (a[0] + a[src->linesize[3]] +
+                         a[1] + a[src->linesize[3]+1]) >> 2;
+            } else if (hsub || vsub) {
+                alpha_h = hsub && k+1 < src_wp ?
+                    (a[0] + a[1]) >> 1 : a[0];
+                alpha_v = vsub && j+1 < src_hp ?
+                    (a[0] + a[src->linesize[3]]) >> 1 : a[0];
+                alpha = (alpha_v + alpha_h) >> 1;
+            } else
+                alpha = a[0];
+            // if the main channel has an alpha channel, alpha has to be calculated
+            // to create an un-premultiplied (straight) alpha value
+            if (main_has_alpha && alpha != 0 && alpha != 255) {
+                // average alpha for color components, improve quality
+                uint8_t alpha_d;
+                if (hsub && vsub && j+1 < src_hp && k+1 < src_wp) {
+                    alpha_d = (da[0] + da[dst->linesize[3]] +
+                               da[1] + da[dst->linesize[3]+1]) >> 2;
+                } else if (hsub || vsub) {
+                    alpha_h = hsub && k+1 < src_wp ?
+                        (da[0] + da[1]) >> 1 : da[0];
+                    alpha_v = vsub && j+1 < src_hp ?
+                        (da[0] + da[dst->linesize[3]]) >> 1 : da[0];
+                    alpha_d = (alpha_v + alpha_h) >> 1;
+                } else
+                    alpha_d = da[0];
+                alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
+            }
+            if (straight) {
+                *d = FAST_DIV255(*d * (255 - alpha) + *s * alpha);
+            } else {
+                if (i && yuv)
+                    *d = av_clip(FAST_DIV255((*d - 128) * (255 - alpha)) + *s - 128, -128, 128) + 128;
+                else
+                    *d = FFMIN(FAST_DIV255(*d * (255 - alpha)) + *s, 255);
+            }
+            s++;
+            d += dst_step;
+            da += 1 << hsub;
+            a += 1 << hsub;
+        }
+        dp += dst->linesize[dst_plane];
+        sp += src->linesize[i];
+        ap += (1 << vsub) * src->linesize[3];
+        dap += (1 << vsub) * dst->linesize[3];
+    }
+}
+
+static inline void alpha_composite(const AVFrame *src, const AVFrame *dst,
+                                   int src_w, int src_h,
+                                   int dst_w, int dst_h,
+                                   int x, int y,
+                                   int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    uint8_t alpha;          ///< the amount of overlay to blend on to main
+    uint8_t *s, *sa, *d, *da;
+    int i, imax, j, jmax;
+    int slice_start, slice_end;
+
+    imax = FFMIN(-y + dst_h, src_h);
+    slice_start = (imax * jobnr) / nb_jobs;
+    slice_end = ((imax * (jobnr+1)) / nb_jobs);
+
+    i = FFMAX(-y, 0);
+    sa = src->data[3] + (i + slice_start) * src->linesize[3];
+    da = dst->data[3] + (y + i + slice_start) * dst->linesize[3];
+
+    for (i = i + slice_start; i < slice_end; i++) {
+        j = FFMAX(-x, 0);
+        s = sa + j;
+        d = da + x+j;
+
+        for (jmax = FFMIN(-x + dst_w, src_w); j < jmax; j++) {
+            alpha = *s;
+            if (alpha != 0 && alpha != 255) {
+                uint8_t alpha_d = *d;
+                alpha = UNPREMULTIPLY_ALPHA(alpha, alpha_d);
+            }
+            switch (alpha) {
+            case 0:
+                break;
+            case 255:
+                *d = *s;
+                break;
+            default:
+                // apply alpha compositing: main_alpha += (1-main_alpha) * overlay_alpha
+                *d += FAST_DIV255((255 - *d) * *s);
+            }
+            d += 1;
+            s += 1;
+        }
+        da += dst->linesize[3];
+        sa += src->linesize[3];
+    }
+}
+
+static av_always_inline void blend_slice_yuv(AVFilterContext *ctx,
+                                             AVFrame *dst, const AVFrame *src,
+                                             int hsub, int vsub,
+                                             int main_has_alpha,
+                                             int x, int y,
+                                             int is_straight,
+                                             int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    const int src_w = src->width;
+    const int src_h = src->height;
+    const int dst_w = dst->width;
+    const int dst_h = dst->height;
+
+    blend_plane(ctx, dst, src, src_w, src_h, dst_w, dst_h, 0, 0,       0, x, y, main_has_alpha,
+                s->main_desc->comp[0].plane, s->main_desc->comp[0].offset, s->main_desc->comp[0].step, is_straight, 1,
+                jobnr, nb_jobs);
+    blend_plane(ctx, dst, src, src_w, src_h, dst_w, dst_h, 1, hsub, vsub, x, y, main_has_alpha,
+                s->main_desc->comp[1].plane, s->main_desc->comp[1].offset, s->main_desc->comp[1].step, is_straight, 1,
+                jobnr, nb_jobs);
+    blend_plane(ctx, dst, src, src_w, src_h, dst_w, dst_h, 2, hsub, vsub, x, y, main_has_alpha,
+                s->main_desc->comp[2].plane, s->main_desc->comp[2].offset, s->main_desc->comp[2].step, is_straight, 1,
+                jobnr, nb_jobs);
+
+    if (main_has_alpha)
+        alpha_composite(src, dst, src_w, src_h, dst_w, dst_h, x, y, jobnr, nb_jobs);
+}
+
+static av_always_inline void blend_slice_planar_rgb(AVFilterContext *ctx,
+                                                    AVFrame *dst, const AVFrame *src,
+                                                    int hsub, int vsub,
+                                                    int main_has_alpha,
+                                                    int x, int y,
+                                                    int is_straight,
+                                                    int jobnr,
+                                                    int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    const int src_w = src->width;
+    const int src_h = src->height;
+    const int dst_w = dst->width;
+    const int dst_h = dst->height;
+
+    blend_plane(ctx, dst, src, src_w, src_h, dst_w, dst_h, 0, 0,       0, x, y, main_has_alpha,
+                s->main_desc->comp[1].plane, s->main_desc->comp[1].offset, s->main_desc->comp[1].step, is_straight, 0,
+                jobnr, nb_jobs);
+    blend_plane(ctx, dst, src, src_w, src_h, dst_w, dst_h, 1, hsub, vsub, x, y, main_has_alpha,
+                s->main_desc->comp[2].plane, s->main_desc->comp[2].offset, s->main_desc->comp[2].step, is_straight, 0,
+                jobnr, nb_jobs);
+    blend_plane(ctx, dst, src, src_w, src_h, dst_w, dst_h, 2, hsub, vsub, x, y, main_has_alpha,
+                s->main_desc->comp[0].plane, s->main_desc->comp[0].offset, s->main_desc->comp[0].step, is_straight, 0,
+                jobnr, nb_jobs);
+
+    if (main_has_alpha)
+        alpha_composite(src, dst, src_w, src_h, dst_w, dst_h, x, y, jobnr, nb_jobs);
+}
+
+static int blend_slice_yuv420(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 {
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 1, 1, 0, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
     return 0;
 }
 
-static int null_draw_slice(AVFilterLink *inlink, int y, int h, int slice_dir)
+static int blend_slice_yuva420(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 {
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 1, 1, 1, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
     return 0;
 }
 
-static int end_frame_main(AVFilterLink *inlink)
+static int blend_slice_yuv422(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 {
-    OverlayContext *s = inlink->dst->priv;
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 1, 0, 0, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
 
-    av_assert0(!s->main);
-    s->main         = inlink->cur_buf;
-    inlink->cur_buf = NULL;
+static int blend_slice_yuva422(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 1, 0, 1, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
 
+static int blend_slice_yuv444(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 0, 0, 0, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
     return 0;
 }
 
-static int end_frame_overlay(AVFilterLink *inlink)
+static int blend_slice_yuva444(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 {
-    OverlayContext *s = inlink->dst->priv;
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 0, 0, 1, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
 
-    av_assert0(!s->over_next);
-    s->over_next    = inlink->cur_buf;
-    inlink->cur_buf = NULL;
+static int blend_slice_gbrp(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_planar_rgb(ctx, td->dst, td->src, 0, 0, 0, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
 
+static int blend_slice_gbrap(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_planar_rgb(ctx, td->dst, td->src, 0, 0, 1, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
     return 0;
 }
 
-static int output_frame(AVFilterContext *ctx)
+static int blend_slice_yuv420_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 {
     OverlayContext *s = ctx->priv;
-    AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
-    int ret = ff_start_frame(outlink, s->main);
-    if (ret >= 0)
-        ret = ff_draw_slice(outlink, 0, outlink->h, 1);
-    if (ret >= 0)
-        ret = ff_end_frame(outlink);
-    s->main = NULL;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 1, 1, 0, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
 
-    return ret;
+static int blend_slice_yuva420_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 1, 1, 1, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
 }
 
-static int handle_overlay_eof(AVFilterContext *ctx)
+static int blend_slice_yuv422_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 {
     OverlayContext *s = ctx->priv;
-    if (s->over_prev)
-        blend_frame(ctx, s->main, s->over_prev, s->x, s->y);
-    return output_frame(ctx);
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 1, 0, 0, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
 }
 
-static int request_frame(AVFilterLink *outlink)
+static int blend_slice_yuva422_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 {
-    AVFilterContext *ctx = outlink->src;
-    OverlayContext    *s = ctx->priv;
-    AVRational tb_main = ctx->inputs[MAIN]->time_base;
-    AVRational tb_over = ctx->inputs[OVERLAY]->time_base;
-    int ret = 0;
-
-    /* get a frame on the main input */
-    if (!s->main) {
-        ret = ff_request_frame(ctx->inputs[MAIN]);
-        if (ret < 0)
-            return ret;
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 1, 0, 1, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
+
+static int blend_slice_yuv444_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 0, 0, 0, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
+
+static int blend_slice_yuva444_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_yuv(ctx, td->dst, td->src, 0, 0, 1, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
+
+static int blend_slice_gbrp_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_planar_rgb(ctx, td->dst, td->src, 0, 0, 0, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
+
+static int blend_slice_gbrap_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_planar_rgb(ctx, td->dst, td->src, 0, 0, 1, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
+
+static int blend_slice_rgb(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_packed_rgb(ctx, td->dst, td->src, 0, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
+
+static int blend_slice_rgba(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_packed_rgb(ctx, td->dst, td->src, 1, s->x, s->y, 1, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
+
+static int blend_slice_rgb_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_packed_rgb(ctx, td->dst, td->src, 0, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
+
+static int blend_slice_rgba_pm(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    ThreadData *td = arg;
+    blend_slice_packed_rgb(ctx, td->dst, td->src, 1, s->x, s->y, 0, jobnr, nb_jobs);
+    return 0;
+}
+
+static int config_input_main(AVFilterLink *inlink)
+{
+    OverlayContext *s = inlink->dst->priv;
+    const AVPixFmtDescriptor *pix_desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
+
+    av_image_fill_max_pixsteps(s->main_pix_step,    NULL, pix_desc);
+
+    s->hsub = pix_desc->log2_chroma_w;
+    s->vsub = pix_desc->log2_chroma_h;
+
+    s->main_desc = pix_desc;
+
+    s->main_is_packed_rgb =
+        ff_fill_rgba_map(s->main_rgba_map, inlink->format) >= 0;
+    s->main_has_alpha = ff_fmt_is_in(inlink->format, alpha_pix_fmts);
+    switch (s->format) {
+    case OVERLAY_FORMAT_YUV420:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_yuva420 : blend_slice_yuv420;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_YUV422:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_yuva422 : blend_slice_yuv422;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_YUV444:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_yuva444 : blend_slice_yuv444;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_RGB:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_rgba : blend_slice_rgb;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_GBRP:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_gbrap : blend_slice_gbrp;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_AUTO:
+        switch (inlink->format) {
+        case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
+            s->blend_slice = blend_slice_yuva420;
+            break;
+        case AV_PIX_FMT_YUVA422P:
+            s->blend_slice = blend_slice_yuva422;
+            break;
+        case AV_PIX_FMT_YUVA444P:
+            s->blend_slice = blend_slice_yuva444;
+            break;
+        case AV_PIX_FMT_ARGB:
+        case AV_PIX_FMT_RGBA:
+        case AV_PIX_FMT_BGRA:
+        case AV_PIX_FMT_ABGR:
+            s->blend_slice = blend_slice_rgba;
+            break;
+        case AV_PIX_FMT_GBRAP:
+            s->blend_slice = blend_slice_gbrap;
+            break;
+        default:
+            av_assert0(0);
+            break;
+        }
+        break;
     }
 
-    /* get a new frame on the overlay input, on EOF
-     * reuse previous */
-    if (!s->over_next) {
-        ret = ff_request_frame(ctx->inputs[OVERLAY]);
-        if (ret == AVERROR_EOF)
-           return handle_overlay_eof(ctx);
-        else if (ret < 0)
-            return ret;
+    if (!s->alpha_format)
+        goto end;
+
+    switch (s->format) {
+    case OVERLAY_FORMAT_YUV420:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_yuva420_pm : blend_slice_yuv420_pm;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_YUV422:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_yuva422_pm : blend_slice_yuv422_pm;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_YUV444:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_yuva444_pm : blend_slice_yuv444_pm;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_RGB:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_rgba_pm : blend_slice_rgb_pm;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_GBRP:
+        s->blend_slice = s->main_has_alpha ? blend_slice_gbrap_pm : blend_slice_gbrp_pm;
+        break;
+    case OVERLAY_FORMAT_AUTO:
+        switch (inlink->format) {
+        case AV_PIX_FMT_YUVA420P:
+            s->blend_slice = blend_slice_yuva420_pm;
+            break;
+        case AV_PIX_FMT_YUVA422P:
+            s->blend_slice = blend_slice_yuva422_pm;
+            break;
+        case AV_PIX_FMT_YUVA444P:
+            s->blend_slice = blend_slice_yuva444_pm;
+            break;
+        case AV_PIX_FMT_ARGB:
+        case AV_PIX_FMT_RGBA:
+        case AV_PIX_FMT_BGRA:
+        case AV_PIX_FMT_ABGR:
+            s->blend_slice = blend_slice_rgba_pm;
+            break;
+        case AV_PIX_FMT_GBRAP:
+            s->blend_slice = blend_slice_gbrap_pm;
+            break;
+        default:
+            av_assert0(0);
+            break;
+        }
+        break;
     }
 
-    while (s->main->pts != AV_NOPTS_VALUE &&
-           s->over_next->pts != AV_NOPTS_VALUE &&
-           av_compare_ts(s->over_next->pts, tb_over, s->main->pts, tb_main) < 0) {
-        avfilter_unref_bufferp(&s->over_prev);
-        FFSWAP(AVFilterBufferRef*, s->over_prev, s->over_next);
-
-        ret = ff_request_frame(ctx->inputs[OVERLAY]);
-        if (ret == AVERROR_EOF)
-            return handle_overlay_eof(ctx);
-        else if (ret < 0)
-            return ret;
+end:
+    if (ARCH_X86)
+        ff_overlay_init_x86(s, s->format, s->alpha_format, s->main_has_alpha);
+
+    return 0;
+}
+
+static int do_blend(FFFrameSync *fs)
+{
+    AVFilterContext *ctx = fs->parent;
+    AVFrame *mainpic, *second;
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
+    int ret;
+
+    ret = ff_framesync_dualinput_get_writable(fs, &mainpic, &second);
+    if (ret < 0)
+        return ret;
+    if (!second)
+        return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], mainpic);
+
+    if (s->eval_mode == EVAL_MODE_FRAME) {
+        int64_t pos = mainpic->pkt_pos;
+
+        s->var_values[VAR_N] = inlink->frame_count_out;
+        s->var_values[VAR_T] = mainpic->pts == AV_NOPTS_VALUE ?
+            NAN : mainpic->pts * av_q2d(inlink->time_base);
+        s->var_values[VAR_POS] = pos == -1 ? NAN : pos;
+
+        s->var_values[VAR_OVERLAY_W] = s->var_values[VAR_OW] = second->width;
+        s->var_values[VAR_OVERLAY_H] = s->var_values[VAR_OH] = second->height;
+        s->var_values[VAR_MAIN_W   ] = s->var_values[VAR_MW] = mainpic->width;
+        s->var_values[VAR_MAIN_H   ] = s->var_values[VAR_MH] = mainpic->height;
+
+        eval_expr(ctx);
+        av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "n:%f t:%f pos:%f x:%f xi:%d y:%f yi:%d\n",
+               s->var_values[VAR_N], s->var_values[VAR_T], s->var_values[VAR_POS],
+               s->var_values[VAR_X], s->x,
+               s->var_values[VAR_Y], s->y);
     }
 
-    if (s->main->pts == AV_NOPTS_VALUE ||
-        s->over_next->pts == AV_NOPTS_VALUE ||
-        !av_compare_ts(s->over_next->pts, tb_over, s->main->pts, tb_main)) {
-        blend_frame(ctx, s->main, s->over_next, s->x, s->y);
-        avfilter_unref_bufferp(&s->over_prev);
-        FFSWAP(AVFilterBufferRef*, s->over_prev, s->over_next);
-    } else if (s->over_prev) {
-        blend_frame(ctx, s->main, s->over_prev, s->x, s->y);
+    if (s->x < mainpic->width  && s->x + second->width  >= 0 ||
+        s->y < mainpic->height && s->y + second->height >= 0) {
+        ThreadData td;
+
+        td.dst = mainpic;
+        td.src = second;
+        ctx->internal->execute(ctx, s->blend_slice, &td, NULL, FFMIN(FFMIN(mainpic->height - s->y, second->height),
+                                                                     ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
     }
+    return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], mainpic);
+}
 
-    return output_frame(ctx);
+static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+
+    s->fs.on_event = do_blend;
+    return 0;
+}
+
+static int activate(AVFilterContext *ctx)
+{
+    OverlayContext *s = ctx->priv;
+    return ff_framesync_activate(&s->fs);
 }
 
-AVFilter avfilter_vf_overlay = {
-    .name      = "overlay",
-    .description = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Overlay a video source on top of the input."),
+#define OFFSET(x) offsetof(OverlayContext, x)
+#define FLAGS AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 
-    .init      = init,
-    .uninit    = uninit,
+static const AVOption overlay_options[] = {
+    { "x", "set the x expression", OFFSET(x_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
+    { "y", "set the y expression", OFFSET(y_expr), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str = "0"}, CHAR_MIN, CHAR_MAX, FLAGS },
+    { "eof_action", "Action to take when encountering EOF from secondary input ",
+        OFFSET(fs.opt_eof_action), AV_OPT_TYPE_INT, { .i64 = EOF_ACTION_REPEAT },
+        EOF_ACTION_REPEAT, EOF_ACTION_PASS, .flags = FLAGS, "eof_action" },
+        { "repeat", "Repeat the previous frame.",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = EOF_ACTION_REPEAT }, .flags = FLAGS, "eof_action" },
+        { "endall", "End both streams.",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = EOF_ACTION_ENDALL }, .flags = FLAGS, "eof_action" },
+        { "pass",   "Pass through the main input.", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, { .i64 = EOF_ACTION_PASS },   .flags = FLAGS, "eof_action" },
+    { "eval", "specify when to evaluate expressions", OFFSET(eval_mode), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64 = EVAL_MODE_FRAME}, 0, EVAL_MODE_NB-1, FLAGS, "eval" },
+         { "init",  "eval expressions once during initialization", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EVAL_MODE_INIT},  .flags = FLAGS, .unit = "eval" },
+         { "frame", "eval expressions per-frame",                  0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=EVAL_MODE_FRAME}, .flags = FLAGS, .unit = "eval" },
+    { "shortest", "force termination when the shortest input terminates", OFFSET(fs.opt_shortest), AV_OPT_TYPE_BOOL, { .i64 = 0 }, 0, 1, FLAGS },
+    { "format", "set output format", OFFSET(format), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV420}, 0, OVERLAY_FORMAT_NB-1, FLAGS, "format" },
+        { "yuv420", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV420}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
+        { "yuv422", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV422}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
+        { "yuv444", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_YUV444}, .flags = FLAGS, .unit = "format" },
+        { "rgb",    "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_RGB},    .flags = FLAGS, .unit = "format" },
+        { "gbrp",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_GBRP},   .flags = FLAGS, .unit = "format" },
+        { "auto",   "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=OVERLAY_FORMAT_AUTO},   .flags = FLAGS, .unit = "format" },
+    { "repeatlast", "repeat overlay of the last overlay frame", OFFSET(fs.opt_repeatlast), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=1}, 0, 1, FLAGS },
+    { "alpha", "alpha format", OFFSET(alpha_format), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1, FLAGS, "alpha_format" },
+        { "straight",      "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0}, .flags = FLAGS, .unit = "alpha_format" },
+        { "premultiplied", "", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1}, .flags = FLAGS, .unit = "alpha_format" },
+    { NULL }
+};
 
-    .priv_size = sizeof(OverlayContext),
+FRAMESYNC_DEFINE_CLASS(overlay, OverlayContext, fs);
 
-    .query_formats = query_formats,
+static const AVFilterPad avfilter_vf_overlay_inputs[] = {
+    {
+        .name         = "main",
+        .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
+        .config_props = config_input_main,
+    },
+    {
+        .name         = "overlay",
+        .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
+        .config_props = config_input_overlay,
+    },
+    { NULL }
+};
 
-    .inputs    = (const AVFilterPad[]) {{ .name            = "main",
-                                          .type            = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
-                                          .start_frame     = null_start_frame,
-                                          .config_props    = config_input_main,
-                                          .draw_slice      = null_draw_slice,
-                                          .end_frame       = end_frame_main,
-                                          .min_perms       = AV_PERM_READ,
-                                          .rej_perms       = AV_PERM_REUSE2|AV_PERM_PRESERVE,
-                                          .needs_fifo      = 1, },
-                                        { .name            = "overlay",
-                                          .type            = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
-                                          .start_frame     = null_start_frame,
-                                          .config_props    = config_input_overlay,
-                                          .draw_slice      = null_draw_slice,
-                                          .end_frame       = end_frame_overlay,
-                                          .min_perms       = AV_PERM_READ,
-                                          .rej_perms       = AV_PERM_REUSE2,
-                                          .needs_fifo      = 1, },
-                                        { .name = NULL}},
-    .outputs   = (const AVFilterPad[]) {{ .name            = "default",
-                                          .type            = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
-                                          .config_props    = config_output,
-                                          .request_frame   = request_frame, },
-                                        { .name = NULL}},
+static const AVFilterPad avfilter_vf_overlay_outputs[] = {
+    {
+        .name          = "default",
+        .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
+        .config_props  = config_output,
+    },
+    { NULL }
+};
+
+AVFilter ff_vf_overlay = {
+    .name          = "overlay",
+    .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Overlay a video source on top of the input."),
+    .preinit       = overlay_framesync_preinit,
+    .init          = init,
+    .uninit        = uninit,
+    .priv_size     = sizeof(OverlayContext),
+    .priv_class    = &overlay_class,
+    .query_formats = query_formats,
+    .activate      = activate,
+    .process_command = process_command,
+    .inputs        = avfilter_vf_overlay_inputs,
+    .outputs       = avfilter_vf_overlay_outputs,
+    .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL |
+                     AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 };