swresample: Add prefix to soxr_resampler
[ffmpeg.git] / libswresample / swresample_internal.h
index 4764ddf..77ec9bb 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (C) 2011 Michael Niedermayer (michaelni@gmx.at)
+ * Copyright (C) 2011-2013 Michael Niedermayer (michaelni@gmx.at)
  *
  * This file is part of libswresample
  *
 #define SWR_INTERNAL_H
 
 #include "swresample.h"
+#include "libavutil/channel_layout.h"
+#include "config.h"
+
+#define SWR_CH_MAX 32
+
+#define SQRT3_2      1.22474487139158904909  /* sqrt(3/2) */
+
+#define NS_TAPS 20
+
+#if ARCH_X86_64
+typedef int64_t integer;
+#else
+typedef int integer;
+#endif
+
+typedef void (mix_1_1_func_type)(void *out, const void *in, void *coeffp, integer index, integer len);
+typedef void (mix_2_1_func_type)(void *out, const void *in1, const void *in2, void *coeffp, integer index1, integer index2, integer len);
+
+typedef void (mix_any_func_type)(uint8_t **out, const uint8_t **in1, void *coeffp, integer len);
 
 typedef struct AudioData{
-    uint8_t *ch[SWR_CH_MAX];
-    uint8_t *data;
-    int ch_count;
-    int bps;
-    int count;
-    int planar;
+    uint8_t *ch[SWR_CH_MAX];    ///< samples buffer per channel
+    uint8_t *data;              ///< samples buffer
+    int ch_count;               ///< number of channels
+    int bps;                    ///< bytes per sample
+    int count;                  ///< number of samples
+    int planar;                 ///< 1 if planar audio, 0 otherwise
+    enum AVSampleFormat fmt;    ///< sample format
 } AudioData;
 
-typedef struct SwrContext {          //FIXME find unused fields
-    const AVClass *av_class;
-    int log_level_offset;
-    void *log_ctx;
-    enum AVSampleFormat  in_sample_fmt;
-    enum AVSampleFormat int_sample_fmt; ///<AV_SAMPLE_FMT_FLT OR AV_SAMPLE_FMT_S16
-    enum AVSampleFormat out_sample_fmt;
-    int64_t  in_ch_layout;
-    int64_t out_ch_layout;
-    int      in_sample_rate;
-    int     out_sample_rate;
-    int flags;
-    float slev, clev, rematrix_volume;
-    const int *channel_map;             ///< channel index (or -1 if muted channel) map
-    int used_ch_count;                  ///< number of used channels (mapped channel count if channel_map, otherwise in.ch_count)
-
-    //below are private
-    int int_bps;
-    int resample_first;
-    int rematrix;                   ///< flag to indicate if rematrixing is used
-
-    AudioData in, postin, midbuf, preout, out, in_buffer;
-    int in_buffer_index;
-    int in_buffer_count;
-    int resample_in_constraint;
-
-    struct AVAudioConvert *in_convert;
-    struct AVAudioConvert *out_convert;
-    struct AVAudioConvert *full_convert;
-    struct AVResampleContext *resample;
-
-    float matrix[SWR_CH_MAX][SWR_CH_MAX];
-    int32_t matrix32[SWR_CH_MAX][SWR_CH_MAX];
-    uint8_t matrix_ch[SWR_CH_MAX][SWR_CH_MAX+1];
-
-    //TODO callbacks for asm optims
-}SwrContext;
-
-struct AVResampleContext *swr_resample_init(struct AVResampleContext *, int out_rate, int in_rate, int filter_size, int phase_shift, int linear, double cutoff);
-void swr_resample_free(struct AVResampleContext **c);
-int swr_multiple_resample(struct AVResampleContext *c, AudioData *dst, int dst_size, AudioData *src, int src_size, int *consumed);
-void swr_resample_compensate(struct AVResampleContext *c, int sample_delta, int compensation_distance);
-int swr_resample(struct AVResampleContext *c, short *dst, const short *src, int *consumed, int src_size, int dst_size, int update_ctx);
-
-int swr_rematrix_init(SwrContext *s);
-int swr_rematrix(SwrContext *s, AudioData *out, AudioData *in, int len, int mustcopy);
+struct DitherContext {
+    int method;
+    int noise_pos;
+    float scale;
+    float noise_scale;                              ///< Noise scale
+    int ns_taps;                                    ///< Noise shaping dither taps
+    float ns_scale;                                 ///< Noise shaping dither scale
+    float ns_scale_1;                               ///< Noise shaping dither scale^-1
+    int ns_pos;                                     ///< Noise shaping dither position
+    float ns_coeffs[NS_TAPS];                       ///< Noise shaping filter coefficients
+    float ns_errors[SWR_CH_MAX][2*NS_TAPS];
+    AudioData noise;                                ///< noise used for dithering
+    AudioData temp;                                 ///< temporary storage when writing into the input buffer isn't possible
+    int output_sample_bits;                         ///< the number of used output bits, needed to scale dither correctly
+};
+
+typedef struct ResampleContext * (* resample_init_func)(struct ResampleContext *c, int out_rate, int in_rate, int filter_size, int phase_shift, int linear,
+                                    double cutoff, enum AVSampleFormat format, enum SwrFilterType filter_type, int kaiser_beta, double precision, int cheby);
+typedef void    (* resample_free_func)(struct ResampleContext **c);
+typedef int     (* multiple_resample_func)(struct ResampleContext *c, AudioData *dst, int dst_size, AudioData *src, int src_size, int *consumed);
+typedef int     (* resample_flush_func)(struct SwrContext *c);
+typedef int     (* set_compensation_func)(struct ResampleContext *c, int sample_delta, int compensation_distance);
+typedef int64_t (* get_delay_func)(struct SwrContext *s, int64_t base);
+typedef int     (* invert_initial_buffer_func)(struct ResampleContext *c, AudioData *dst, const AudioData *src, int src_size, int *dst_idx, int *dst_count);
+
+struct Resampler {
+  resample_init_func            init;
+  resample_free_func            free;
+  multiple_resample_func        multiple_resample;
+  resample_flush_func           flush;
+  set_compensation_func         set_compensation;
+  get_delay_func                get_delay;
+  invert_initial_buffer_func    invert_initial_buffer;
+};
+
+extern struct Resampler const swri_resampler;
+extern struct Resampler const swri_soxr_resampler;
+
+struct SwrContext {
+    const AVClass *av_class;                        ///< AVClass used for AVOption and av_log()
+    int log_level_offset;                           ///< logging level offset
+    void *log_ctx;                                  ///< parent logging context
+    enum AVSampleFormat  in_sample_fmt;             ///< input sample format
+    enum AVSampleFormat int_sample_fmt;             ///< internal sample format (AV_SAMPLE_FMT_FLTP or AV_SAMPLE_FMT_S16P)
+    enum AVSampleFormat out_sample_fmt;             ///< output sample format
+    int64_t  in_ch_layout;                          ///< input channel layout
+    int64_t out_ch_layout;                          ///< output channel layout
+    int      in_sample_rate;                        ///< input sample rate
+    int     out_sample_rate;                        ///< output sample rate
+    int flags;                                      ///< miscellaneous flags such as SWR_FLAG_RESAMPLE
+    float slev;                                     ///< surround mixing level
+    float clev;                                     ///< center mixing level
+    float lfe_mix_level;                            ///< LFE mixing level
+    float rematrix_volume;                          ///< rematrixing volume coefficient
+    float rematrix_maxval;                          ///< maximum value for rematrixing output
+    int matrix_encoding;                            /**< matrixed stereo encoding */
+    const int *channel_map;                         ///< channel index (or -1 if muted channel) map
+    int used_ch_count;                              ///< number of used input channels (mapped channel count if channel_map, otherwise in.ch_count)
+    int engine;
+
+    struct DitherContext dither;
+
+    int filter_size;                                /**< length of each FIR filter in the resampling filterbank relative to the cutoff frequency */
+    int phase_shift;                                /**< log2 of the number of entries in the resampling polyphase filterbank */
+    int linear_interp;                              /**< if 1 then the resampling FIR filter will be linearly interpolated */
+    double cutoff;                                  /**< resampling cutoff frequency (swr: 6dB point; soxr: 0dB point). 1.0 corresponds to half the output sample rate */
+    int filter_type;                                /**< swr resampling filter type */
+    int kaiser_beta;                                /**< swr beta value for Kaiser window (only applicable if filter_type == AV_FILTER_TYPE_KAISER) */
+    double precision;                               /**< soxr resampling precision (in bits) */
+    int cheby;                                      /**< soxr: if 1 then passband rolloff will be none (Chebyshev) & irrational ratio approximation precision will be higher */
+
+    float min_compensation;                         ///< swr minimum below which no compensation will happen
+    float min_hard_compensation;                    ///< swr minimum below which no silence inject / sample drop will happen
+    float soft_compensation_duration;               ///< swr duration over which soft compensation is applied
+    float max_soft_compensation;                    ///< swr maximum soft compensation in seconds over soft_compensation_duration
+    float async;                                    ///< swr simple 1 parameter async, similar to ffmpegs -async
+    int64_t firstpts_in_samples;                    ///< swr first pts in samples
+
+    int resample_first;                             ///< 1 if resampling must come first, 0 if rematrixing
+    int rematrix;                                   ///< flag to indicate if rematrixing is needed (basically if input and output layouts mismatch)
+    int rematrix_custom;                            ///< flag to indicate that a custom matrix has been defined
+
+    AudioData in;                                   ///< input audio data
+    AudioData postin;                               ///< post-input audio data: used for rematrix/resample
+    AudioData midbuf;                               ///< intermediate audio data (postin/preout)
+    AudioData preout;                               ///< pre-output audio data: used for rematrix/resample
+    AudioData out;                                  ///< converted output audio data
+    AudioData in_buffer;                            ///< cached audio data (convert and resample purpose)
+    AudioData silence;                              ///< temporary with silence
+    AudioData drop_temp;                            ///< temporary used to discard output
+    int in_buffer_index;                            ///< cached buffer position
+    int in_buffer_count;                            ///< cached buffer length
+    int resample_in_constraint;                     ///< 1 if the input end was reach before the output end, 0 otherwise
+    int flushed;                                    ///< 1 if data is to be flushed and no further input is expected
+    int64_t outpts;                                 ///< output PTS
+    int64_t firstpts;                               ///< first PTS
+    int drop_output;                                ///< number of output samples to drop
+
+    struct AudioConvert *in_convert;                ///< input conversion context
+    struct AudioConvert *out_convert;               ///< output conversion context
+    struct AudioConvert *full_convert;              ///< full conversion context (single conversion for input and output)
+    struct ResampleContext *resample;               ///< resampling context
+    struct Resampler const *resampler;              ///< resampler virtual function table
+
+    float matrix[SWR_CH_MAX][SWR_CH_MAX];           ///< floating point rematrixing coefficients
+    uint8_t *native_matrix;
+    uint8_t *native_one;
+    uint8_t *native_simd_one;
+    uint8_t *native_simd_matrix;
+    int32_t matrix32[SWR_CH_MAX][SWR_CH_MAX];       ///< 17.15 fixed point rematrixing coefficients
+    uint8_t matrix_ch[SWR_CH_MAX][SWR_CH_MAX+1];    ///< Lists of input channels per output channel that have non zero rematrixing coefficients
+    mix_1_1_func_type *mix_1_1_f;
+    mix_1_1_func_type *mix_1_1_simd;
+
+    mix_2_1_func_type *mix_2_1_f;
+    mix_2_1_func_type *mix_2_1_simd;
+
+    mix_any_func_type *mix_any_f;
+
+    /* TODO: callbacks for ASM optimizations */
+};
+
+int swri_realloc_audio(AudioData *a, int count);
+
+void swri_noise_shaping_int16 (SwrContext *s, AudioData *dsts, const AudioData *srcs, const AudioData *noises, int count);
+void swri_noise_shaping_int32 (SwrContext *s, AudioData *dsts, const AudioData *srcs, const AudioData *noises, int count);
+void swri_noise_shaping_float (SwrContext *s, AudioData *dsts, const AudioData *srcs, const AudioData *noises, int count);
+void swri_noise_shaping_double(SwrContext *s, AudioData *dsts, const AudioData *srcs, const AudioData *noises, int count);
+
+int swri_rematrix_init(SwrContext *s);
+void swri_rematrix_free(SwrContext *s);
+int swri_rematrix(SwrContext *s, AudioData *out, AudioData *in, int len, int mustcopy);
+int swri_rematrix_init_x86(struct SwrContext *s);
+
+void swri_get_dither(SwrContext *s, void *dst, int len, unsigned seed, enum AVSampleFormat noise_fmt);
+int swri_dither_init(SwrContext *s, enum AVSampleFormat out_fmt, enum AVSampleFormat in_fmt);
+
+void swri_audio_convert_init_aarch64(struct AudioConvert *ac,
+                                 enum AVSampleFormat out_fmt,
+                                 enum AVSampleFormat in_fmt,
+                                 int channels);
+void swri_audio_convert_init_arm(struct AudioConvert *ac,
+                                 enum AVSampleFormat out_fmt,
+                                 enum AVSampleFormat in_fmt,
+                                 int channels);
+void swri_audio_convert_init_x86(struct AudioConvert *ac,
+                                 enum AVSampleFormat out_fmt,
+                                 enum AVSampleFormat in_fmt,
+                                 int channels);
+
 #endif