avfilter/af_afir: optimize code a little more
[ffmpeg.git] / libavfilter / af_afir.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2017 Paul B Mahol
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 /**
22  * @file
23  * An arbitrary audio FIR filter
24  */
25
26 #include <float.h>
27
28 #include "libavutil/common.h"
29 #include "libavutil/float_dsp.h"
30 #include "libavutil/intreadwrite.h"
31 #include "libavutil/opt.h"
32 #include "libavutil/xga_font_data.h"
33 #include "libavcodec/avfft.h"
34
35 #include "audio.h"
36 #include "avfilter.h"
37 #include "filters.h"
38 #include "formats.h"
39 #include "internal.h"
40 #include "af_afir.h"
41
42 static void fcmul_add_c(float *sum, const float *t, const float *c, ptrdiff_t len)
43 {
44     int n;
45
46     for (n = 0; n < len; n++) {
47         const float cre = c[2 * n    ];
48         const float cim = c[2 * n + 1];
49         const float tre = t[2 * n    ];
50         const float tim = t[2 * n + 1];
51
52         sum[2 * n    ] += tre * cre - tim * cim;
53         sum[2 * n + 1] += tre * cim + tim * cre;
54     }
55
56     sum[2 * n] += t[2 * n] * c[2 * n];
57 }
58
59 static int fir_channel(AVFilterContext *ctx, void *arg, int ch, int nb_jobs)
60 {
61     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
62     const float *in = (const float *)s->in[0]->extended_data[ch];
63     AVFrame *out = arg;
64     float *block, *buf, *ptr = (float *)out->extended_data[ch];
65     int n, i, j;
66
67     for (int segment = 0; segment < s->nb_segments; segment++) {
68         AudioFIRSegment *seg = &s->seg[segment];
69         float *src = (float *)seg->input->extended_data[ch];
70         float *dst = (float *)seg->output->extended_data[ch];
71         float *sum = (float *)seg->sum->extended_data[ch];
72
73         s->fdsp->vector_fmul_scalar(src + seg->input_offset, in, s->dry_gain, FFALIGN(out->nb_samples, 4));
74         emms_c();
75
76         seg->output_offset[ch] += s->min_part_size;
77         if (seg->output_offset[ch] == seg->part_size) {
78             seg->output_offset[ch] = 0;
79         } else {
80             memmove(src, src + s->min_part_size, (seg->input_size - s->min_part_size) * sizeof(*src));
81
82             dst += seg->output_offset[ch];
83             for (n = 0; n < out->nb_samples; n++) {
84                 ptr[n] += dst[n];
85             }
86             continue;
87         }
88
89         memset(sum, 0, sizeof(*sum) * seg->fft_length);
90         block = (float *)seg->block->extended_data[ch] + seg->part_index[ch] * seg->block_size;
91         memset(block + seg->part_size, 0, sizeof(*block) * (seg->fft_length - seg->part_size));
92
93         memcpy(block, src, sizeof(*src) * seg->part_size);
94
95         av_rdft_calc(seg->rdft[ch], block);
96         block[2 * seg->part_size] = block[1];
97         block[1] = 0;
98
99         j = seg->part_index[ch];
100
101         for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
102             const int coffset = j * seg->coeff_size;
103             const float *block = (const float *)seg->block->extended_data[ch] + i * seg->block_size;
104             const FFTComplex *coeff = (const FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch * !s->one2many] + coffset;
105
106             s->fcmul_add(sum, block, (const float *)coeff, seg->part_size);
107
108             if (j == 0)
109                 j = seg->nb_partitions;
110             j--;
111         }
112
113         sum[1] = sum[2 * seg->part_size];
114         av_rdft_calc(seg->irdft[ch], sum);
115
116         buf = (float *)seg->buffer->extended_data[ch];
117         for (n = 0; n < seg->part_size; n++) {
118             buf[n] += sum[n];
119         }
120
121         memcpy(dst, buf, seg->part_size * sizeof(*dst));
122
123         buf = (float *)seg->buffer->extended_data[ch];
124         memcpy(buf, sum + seg->part_size, seg->part_size * sizeof(*buf));
125
126         seg->part_index[ch] = (seg->part_index[ch] + 1) % seg->nb_partitions;
127
128         memmove(src, src + s->min_part_size, (seg->input_size - s->min_part_size) * sizeof(*src));
129
130         for (n = 0; n < out->nb_samples; n++) {
131             ptr[n] += dst[n];
132         }
133     }
134
135     s->fdsp->vector_fmul_scalar(ptr, ptr, s->wet_gain, FFALIGN(out->nb_samples, 4));
136     emms_c();
137
138     return 0;
139 }
140
141 static int fir_frame(AudioFIRContext *s, AVFrame *in, AVFilterLink *outlink)
142 {
143     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
144     AVFrame *out = NULL;
145
146     out = ff_get_audio_buffer(outlink, in->nb_samples);
147     if (!out) {
148         av_frame_free(&in);
149         return AVERROR(ENOMEM);
150     }
151
152     if (s->pts == AV_NOPTS_VALUE)
153         s->pts = in->pts;
154     s->in[0] = in;
155     ctx->internal->execute(ctx, fir_channel, out, NULL, outlink->channels);
156
157     out->pts = s->pts;
158     if (s->pts != AV_NOPTS_VALUE)
159         s->pts += av_rescale_q(out->nb_samples, (AVRational){1, outlink->sample_rate}, outlink->time_base);
160
161     av_frame_free(&in);
162     s->in[0] = NULL;
163
164     return ff_filter_frame(outlink, out);
165 }
166
167 static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, uint32_t color)
168 {
169     const uint8_t *font;
170     int font_height;
171     int i;
172
173     font = avpriv_cga_font, font_height = 8;
174
175     for (i = 0; txt[i]; i++) {
176         int char_y, mask;
177
178         uint8_t *p = pic->data[0] + y * pic->linesize[0] + (x + i * 8) * 4;
179         for (char_y = 0; char_y < font_height; char_y++) {
180             for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
181                 if (font[txt[i] * font_height + char_y] & mask)
182                     AV_WL32(p, color);
183                 p += 4;
184             }
185             p += pic->linesize[0] - 8 * 4;
186         }
187     }
188 }
189
190 static void draw_line(AVFrame *out, int x0, int y0, int x1, int y1, uint32_t color)
191 {
192     int dx = FFABS(x1-x0);
193     int dy = FFABS(y1-y0), sy = y0 < y1 ? 1 : -1;
194     int err = (dx>dy ? dx : -dy) / 2, e2;
195
196     for (;;) {
197         AV_WL32(out->data[0] + y0 * out->linesize[0] + x0 * 4, color);
198
199         if (x0 == x1 && y0 == y1)
200             break;
201
202         e2 = err;
203
204         if (e2 >-dx) {
205             err -= dy;
206             x0--;
207         }
208
209         if (e2 < dy) {
210             err += dx;
211             y0 += sy;
212         }
213     }
214 }
215
216 static void draw_response(AVFilterContext *ctx, AVFrame *out)
217 {
218     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
219     float *mag, *phase, *delay, min = FLT_MAX, max = FLT_MIN;
220     float min_delay = FLT_MAX, max_delay = FLT_MIN;
221     int prev_ymag = -1, prev_yphase = -1, prev_ydelay = -1;
222     char text[32];
223     int channel, i, x;
224
225     memset(out->data[0], 0, s->h * out->linesize[0]);
226
227     phase = av_malloc_array(s->w, sizeof(*phase));
228     mag = av_malloc_array(s->w, sizeof(*mag));
229     delay = av_malloc_array(s->w, sizeof(*delay));
230     if (!mag || !phase || !delay)
231         goto end;
232
233     channel = av_clip(s->ir_channel, 0, s->in[1]->channels - 1);
234     for (i = 0; i < s->w; i++) {
235         const float *src = (const float *)s->in[1]->extended_data[channel];
236         double w = i * M_PI / (s->w - 1);
237         double div, real_num = 0., imag_num = 0., real = 0., imag = 0.;
238
239         for (x = 0; x < s->nb_taps; x++) {
240             real += cos(-x * w) * src[x];
241             imag += sin(-x * w) * src[x];
242             real_num += cos(-x * w) * src[x] * x;
243             imag_num += sin(-x * w) * src[x] * x;
244         }
245
246         mag[i] = hypot(real, imag);
247         phase[i] = atan2(imag, real);
248         div = real * real + imag * imag;
249         delay[i] = (real_num * real + imag_num * imag) / div;
250         min = fminf(min, mag[i]);
251         max = fmaxf(max, mag[i]);
252         min_delay = fminf(min_delay, delay[i]);
253         max_delay = fmaxf(max_delay, delay[i]);
254     }
255
256     for (i = 0; i < s->w; i++) {
257         int ymag = mag[i] / max * (s->h - 1);
258         int ydelay = (delay[i] - min_delay) / (max_delay - min_delay) * (s->h - 1);
259         int yphase = (0.5 * (1. + phase[i] / M_PI)) * (s->h - 1);
260
261         ymag = s->h - 1 - av_clip(ymag, 0, s->h - 1);
262         yphase = s->h - 1 - av_clip(yphase, 0, s->h - 1);
263         ydelay = s->h - 1 - av_clip(ydelay, 0, s->h - 1);
264
265         if (prev_ymag < 0)
266             prev_ymag = ymag;
267         if (prev_yphase < 0)
268             prev_yphase = yphase;
269         if (prev_ydelay < 0)
270             prev_ydelay = ydelay;
271
272         draw_line(out, i,   ymag, FFMAX(i - 1, 0),   prev_ymag, 0xFFFF00FF);
273         draw_line(out, i, yphase, FFMAX(i - 1, 0), prev_yphase, 0xFF00FF00);
274         draw_line(out, i, ydelay, FFMAX(i - 1, 0), prev_ydelay, 0xFF00FFFF);
275
276         prev_ymag   = ymag;
277         prev_yphase = yphase;
278         prev_ydelay = ydelay;
279     }
280
281     if (s->w > 400 && s->h > 100) {
282         drawtext(out, 2, 2, "Max Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
283         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max);
284         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 2, text, 0xDDDDDDDD);
285
286         drawtext(out, 2, 12, "Min Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
287         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min);
288         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 12, text, 0xDDDDDDDD);
289
290         drawtext(out, 2, 22, "Max Delay:", 0xDDDDDDDD);
291         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max_delay);
292         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 22, text, 0xDDDDDDDD);
293
294         drawtext(out, 2, 32, "Min Delay:", 0xDDDDDDDD);
295         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min_delay);
296         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 32, text, 0xDDDDDDDD);
297     }
298
299 end:
300     av_free(delay);
301     av_free(phase);
302     av_free(mag);
303 }
304
305 static int init_segment(AVFilterContext *ctx, AudioFIRSegment *seg,
306                         int offset, int nb_partitions, int part_size)
307 {
308     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
309
310     seg->rdft  = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->rdft));
311     seg->irdft = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->irdft));
312     if (!seg->rdft || !seg->irdft)
313         return AVERROR(ENOMEM);
314
315     seg->fft_length    = part_size * 4 + 1;
316     seg->part_size     = part_size;
317     seg->block_size    = FFALIGN(seg->fft_length, 32);
318     seg->coeff_size    = FFALIGN(seg->part_size + 1, 32);
319     seg->nb_partitions = nb_partitions;
320     seg->input_size    = offset + s->min_part_size;
321     seg->input_offset  = offset;
322
323     seg->part_index    = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->part_index));
324     seg->output_offset = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->output_offset));
325     if (!seg->part_index || !seg->output_offset)
326         return AVERROR(ENOMEM);
327
328     for (int ch = 0; ch < ctx->inputs[0]->channels; ch++) {
329         seg->rdft[ch]  = av_rdft_init(av_log2(2 * part_size), DFT_R2C);
330         seg->irdft[ch] = av_rdft_init(av_log2(2 * part_size), IDFT_C2R);
331         if (!seg->rdft[ch] || !seg->irdft[ch])
332             return AVERROR(ENOMEM);
333     }
334
335     seg->sum    = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->fft_length);
336     seg->block  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->nb_partitions * seg->block_size);
337     seg->buffer = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->part_size);
338     seg->coeff  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[1], seg->nb_partitions * seg->coeff_size * 2);
339     seg->input  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->input_size);
340     seg->output = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->part_size);
341     if (!seg->buffer || !seg->sum || !seg->block || !seg->coeff || !seg->input || !seg->output)
342         return AVERROR(ENOMEM);
343
344     return 0;
345 }
346
347 static int convert_coeffs(AVFilterContext *ctx)
348 {
349     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
350     int left, offset = 0, part_size, max_part_size;
351     int ret, i, ch, n;
352     float power = 0;
353
354     s->nb_taps = ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[1]);
355     if (s->nb_taps <= 0)
356         return AVERROR(EINVAL);
357
358     if (s->minp > s->maxp) {
359         s->maxp = s->minp;
360     }
361
362     left = s->nb_taps;
363     part_size = 1 << av_log2(s->minp);
364     max_part_size = 1 << av_log2(s->maxp);
365
366     s->min_part_size = part_size;
367
368     for (i = 0; left > 0; i++) {
369         int step = part_size == max_part_size ? INT_MAX : 1 + (i == 0);
370         int nb_partitions = FFMIN(step, (left + part_size - 1) / part_size);
371
372         s->nb_segments = i + 1;
373         ret = init_segment(ctx, &s->seg[i], offset, nb_partitions, part_size);
374         if (ret < 0)
375             return ret;
376         offset += nb_partitions * part_size;
377         left -= nb_partitions * part_size;
378         part_size *= 2;
379         part_size = FFMIN(part_size, max_part_size);
380     }
381
382     ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[1], s->nb_taps, s->nb_taps, &s->in[1]);
383     if (ret < 0)
384         return ret;
385     if (ret == 0)
386         return AVERROR_BUG;
387
388     if (s->response)
389         draw_response(ctx, s->video);
390
391     s->gain = 1;
392
393     switch (s->gtype) {
394     case -1:
395         /* nothing to do */
396         break;
397     case 0:
398         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
399             float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
400
401             for (i = 0; i < s->nb_taps; i++)
402                 power += FFABS(time[i]);
403         }
404         s->gain = ctx->inputs[1]->channels / power;
405         break;
406     case 1:
407         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
408             float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
409
410             for (i = 0; i < s->nb_taps; i++)
411                 power += time[i];
412         }
413         s->gain = ctx->inputs[1]->channels / power;
414         break;
415     case 2:
416         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
417             float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
418
419             for (i = 0; i < s->nb_taps; i++)
420                 power += time[i] * time[i];
421         }
422         s->gain = sqrtf(ch / power);
423         break;
424     default:
425         return AVERROR_BUG;
426     }
427
428     s->gain = FFMIN(s->gain * s->ir_gain, 1.f);
429     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "power %f, gain %f\n", power, s->gain);
430     for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
431         float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
432
433         s->fdsp->vector_fmul_scalar(time, time, s->gain, FFALIGN(s->nb_taps, 4));
434     }
435
436     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_taps: %d\n", s->nb_taps);
437     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_segments: %d\n", s->nb_segments);
438
439     for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
440         float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
441         int toffset = 0;
442
443         for (i = FFMAX(1, s->length * s->nb_taps); i < s->nb_taps; i++)
444             time[i] = 0;
445
446         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "channel: %d\n", ch);
447
448         for (int segment = 0; segment < s->nb_segments; segment++) {
449             AudioFIRSegment *seg = &s->seg[segment];
450             float *block = (float *)seg->block->extended_data[ch];
451             FFTComplex *coeff = (FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch];
452
453             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "segment: %d\n", segment);
454
455             for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
456                 const float scale = 1.f / seg->part_size;
457                 const int coffset = i * seg->coeff_size;
458                 const int remaining = s->nb_taps - toffset;
459                 const int size = remaining >= seg->part_size ? seg->part_size : remaining;
460
461                 memset(block, 0, sizeof(*block) * seg->fft_length);
462                 memcpy(block, time + toffset, size * sizeof(*block));
463
464                 av_rdft_calc(seg->rdft[0], block);
465
466                 coeff[coffset].re = block[0] * scale;
467                 coeff[coffset].im = 0;
468                 for (n = 1; n < seg->part_size; n++) {
469                     coeff[coffset + n].re = block[2 * n] * scale;
470                     coeff[coffset + n].im = block[2 * n + 1] * scale;
471                 }
472                 coeff[coffset + seg->part_size].re = block[1] * scale;
473                 coeff[coffset + seg->part_size].im = 0;
474
475                 toffset += size;
476             }
477
478             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_partitions: %d\n", seg->nb_partitions);
479             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "partition size: %d\n", seg->part_size);
480             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "block size: %d\n", seg->block_size);
481             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "fft_length: %d\n", seg->fft_length);
482             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "coeff_size: %d\n", seg->coeff_size);
483             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "input_size: %d\n", seg->input_size);
484             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "input_offset: %d\n", seg->input_offset);
485         }
486     }
487
488     av_frame_free(&s->in[1]);
489     s->have_coeffs = 1;
490
491     return 0;
492 }
493
494 static int check_ir(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
495 {
496     AVFilterContext *ctx = link->dst;
497     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
498     int nb_taps, max_nb_taps;
499
500     nb_taps = ff_inlink_queued_samples(link);
501     max_nb_taps = s->max_ir_len * ctx->outputs[0]->sample_rate;
502     if (nb_taps > max_nb_taps) {
503         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too big number of coefficients: %d > %d.\n", nb_taps, max_nb_taps);
504         return AVERROR(EINVAL);
505     }
506
507     return 0;
508 }
509
510 static int activate(AVFilterContext *ctx)
511 {
512     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
513     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
514     AVFrame *in = NULL;
515     int ret, status;
516     int64_t pts;
517
518     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[0], ctx);
519     if (s->response)
520         FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[1], ctx);
521     if (!s->eof_coeffs) {
522         AVFrame *ir = NULL;
523
524         ret = check_ir(ctx->inputs[1], ir);
525         if (ret < 0)
526             return ret;
527
528         if (ff_outlink_get_status(ctx->inputs[1]) == AVERROR_EOF)
529             s->eof_coeffs = 1;
530
531         if (!s->eof_coeffs) {
532             if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0]))
533                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[1]);
534             else if (s->response && ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]))
535                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[1]);
536             return 0;
537         }
538     }
539
540     if (!s->have_coeffs && s->eof_coeffs) {
541         ret = convert_coeffs(ctx);
542         if (ret < 0)
543             return ret;
544     }
545
546     ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[0], s->min_part_size, s->min_part_size, &in);
547     if (ret > 0)
548         ret = fir_frame(s, in, outlink);
549
550     if (ret < 0)
551         return ret;
552
553     if (s->response && s->have_coeffs) {
554         int64_t old_pts = s->video->pts;
555         int64_t new_pts = av_rescale_q(s->pts, ctx->inputs[0]->time_base, ctx->outputs[1]->time_base);
556
557         if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]) && old_pts < new_pts) {
558             s->video->pts = new_pts;
559             return ff_filter_frame(ctx->outputs[1], av_frame_clone(s->video));
560         }
561     }
562
563     if (ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[0]) >= s->min_part_size) {
564         ff_filter_set_ready(ctx, 10);
565         return 0;
566     }
567
568     if (ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[0], &status, &pts)) {
569         if (status == AVERROR_EOF) {
570             ff_outlink_set_status(ctx->outputs[0], status, pts);
571             if (s->response)
572                 ff_outlink_set_status(ctx->outputs[1], status, pts);
573             return 0;
574         }
575     }
576
577     if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0]) &&
578         !ff_outlink_get_status(ctx->inputs[0])) {
579         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[0]);
580         return 0;
581     }
582
583     if (s->response &&
584         ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]) &&
585         !ff_outlink_get_status(ctx->inputs[0])) {
586         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[0]);
587         return 0;
588     }
589
590     return FFERROR_NOT_READY;
591 }
592
593 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
594 {
595     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
596     AVFilterFormats *formats;
597     AVFilterChannelLayouts *layouts;
598     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
599         AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
600         AV_SAMPLE_FMT_NONE
601     };
602     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
603         AV_PIX_FMT_RGB0,
604         AV_PIX_FMT_NONE
605     };
606     int ret;
607
608     if (s->response) {
609         AVFilterLink *videolink = ctx->outputs[1];
610         formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
611         if ((ret = ff_formats_ref(formats, &videolink->in_formats)) < 0)
612             return ret;
613     }
614
615     layouts = ff_all_channel_counts();
616     if (!layouts)
617         return AVERROR(ENOMEM);
618
619     if (s->ir_format) {
620         ret = ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
621         if (ret < 0)
622             return ret;
623     } else {
624         AVFilterChannelLayouts *mono = NULL;
625
626         ret = ff_add_channel_layout(&mono, AV_CH_LAYOUT_MONO);
627         if (ret)
628             return ret;
629
630         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[0]->out_channel_layouts)) < 0)
631             return ret;
632         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts)) < 0)
633             return ret;
634         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(mono, &ctx->inputs[1]->out_channel_layouts)) < 0)
635             return ret;
636     }
637
638     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
639     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, formats)) < 0)
640         return ret;
641
642     formats = ff_all_samplerates();
643     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
644 }
645
646 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
647 {
648     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
649     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
650
651     s->one2many = ctx->inputs[1]->channels == 1;
652     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
653     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
654     outlink->channel_layout = ctx->inputs[0]->channel_layout;
655     outlink->channels = ctx->inputs[0]->channels;
656
657     s->nb_channels = outlink->channels;
658     s->nb_coef_channels = ctx->inputs[1]->channels;
659     s->pts = AV_NOPTS_VALUE;
660
661     return 0;
662 }
663
664 static void uninit_segment(AVFilterContext *ctx, AudioFIRSegment *seg)
665 {
666     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
667
668     if (seg->rdft) {
669         for (int ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
670             av_rdft_end(seg->rdft[ch]);
671         }
672     }
673     av_freep(&seg->rdft);
674
675     if (seg->irdft) {
676         for (int ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
677             av_rdft_end(seg->irdft[ch]);
678         }
679     }
680     av_freep(&seg->irdft);
681
682     av_freep(&seg->output_offset);
683     av_freep(&seg->part_index);
684
685     av_frame_free(&seg->block);
686     av_frame_free(&seg->sum);
687     av_frame_free(&seg->buffer);
688     av_frame_free(&seg->coeff);
689     av_frame_free(&seg->input);
690     av_frame_free(&seg->output);
691     seg->input_size = 0;
692 }
693
694 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
695 {
696     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
697
698     for (int i = 0; i < s->nb_segments; i++) {
699         uninit_segment(ctx, &s->seg[i]);
700     }
701
702     av_freep(&s->fdsp);
703     av_frame_free(&s->in[1]);
704
705     for (int i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
706         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
707     av_frame_free(&s->video);
708 }
709
710 static int config_video(AVFilterLink *outlink)
711 {
712     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
713     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
714
715     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
716     outlink->w = s->w;
717     outlink->h = s->h;
718     outlink->frame_rate = s->frame_rate;
719     outlink->time_base = av_inv_q(outlink->frame_rate);
720
721     av_frame_free(&s->video);
722     s->video = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
723     if (!s->video)
724         return AVERROR(ENOMEM);
725
726     return 0;
727 }
728
729 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
730 {
731     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
732     AVFilterPad pad, vpad;
733     int ret;
734
735     pad = (AVFilterPad){
736         .name          = av_strdup("default"),
737         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
738         .config_props  = config_output,
739     };
740
741     if (!pad.name)
742         return AVERROR(ENOMEM);
743
744     if (s->response) {
745         vpad = (AVFilterPad){
746             .name         = av_strdup("filter_response"),
747             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
748             .config_props = config_video,
749         };
750         if (!vpad.name)
751             return AVERROR(ENOMEM);
752     }
753
754     ret = ff_insert_outpad(ctx, 0, &pad);
755     if (ret < 0) {
756         av_freep(&pad.name);
757         return ret;
758     }
759
760     if (s->response) {
761         ret = ff_insert_outpad(ctx, 1, &vpad);
762         if (ret < 0) {
763             av_freep(&vpad.name);
764             return ret;
765         }
766     }
767
768     s->fcmul_add = fcmul_add_c;
769
770     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(0);
771     if (!s->fdsp)
772         return AVERROR(ENOMEM);
773
774     if (ARCH_X86)
775         ff_afir_init_x86(s);
776
777     return 0;
778 }
779
780 static const AVFilterPad afir_inputs[] = {
781     {
782         .name = "main",
783         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
784     },{
785         .name = "ir",
786         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
787     },
788     { NULL }
789 };
790
791 #define AF AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
792 #define VF AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
793 #define OFFSET(x) offsetof(AudioFIRContext, x)
794
795 static const AVOption afir_options[] = {
796     { "dry",    "set dry gain",      OFFSET(dry_gain),   AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0, 10, AF },
797     { "wet",    "set wet gain",      OFFSET(wet_gain),   AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0, 10, AF },
798     { "length", "set IR length",     OFFSET(length),     AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0,  1, AF },
799     { "gtype",  "set IR auto gain type",OFFSET(gtype),   AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=0},   -1,  2, AF, "gtype" },
800     {  "none",  "without auto gain", 0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=-1},   0,  0, AF, "gtype" },
801     {  "peak",  "peak gain",         0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0},    0,  0, AF, "gtype" },
802     {  "dc",    "DC gain",           0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1},    0,  0, AF, "gtype" },
803     {  "gn",    "gain to noise",     0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=2},    0,  0, AF, "gtype" },
804     { "irgain", "set IR gain",       OFFSET(ir_gain),    AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0,  1, AF },
805     { "irfmt",  "set IR format",     OFFSET(ir_format),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=1},    0,  1, AF, "irfmt" },
806     {  "mono",  "single channel",    0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0},    0,  0, AF, "irfmt" },
807     {  "input", "same as input",     0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1},    0,  0, AF, "irfmt" },
808     { "maxir",  "set max IR length", OFFSET(max_ir_len), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=30}, 0.1, 60, AF },
809     { "response", "show IR frequency response", OFFSET(response), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, VF },
810     { "channel", "set IR channel to display frequency response", OFFSET(ir_channel), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1024, VF },
811     { "size",   "set video size",    OFFSET(w),          AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "hd720"}, 0, 0, VF },
812     { "rate",   "set video rate",    OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str = "25"}, 0, INT32_MAX, VF },
813     { "minp",   "set min partition size", OFFSET(minp),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=8192},  16, 32768, AF },
814     { "maxp",   "set max partition size", OFFSET(maxp),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=8192},  16, 32768, AF },
815     { NULL }
816 };
817
818 AVFILTER_DEFINE_CLASS(afir);
819
820 AVFilter ff_af_afir = {
821     .name          = "afir",
822     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply Finite Impulse Response filter with supplied coefficients in 2nd stream."),
823     .priv_size     = sizeof(AudioFIRContext),
824     .priv_class    = &afir_class,
825     .query_formats = query_formats,
826     .init          = init,
827     .activate      = activate,
828     .uninit        = uninit,
829     .inputs        = afir_inputs,
830     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS |
831                      AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
832 };