8271c2cfce85702b90e9595d63bdaac6dccf39c6
[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             memset(dst, 0, sizeof(*dst) * seg->part_size);
80         } else {
81             memmove(src, src + s->min_part_size, (seg->input_size - s->min_part_size) * sizeof(*src));
82
83             dst += seg->output_offset[ch];
84             for (n = 0; n < out->nb_samples; n++) {
85                 ptr[n] += dst[n];
86             }
87             continue;
88         }
89
90         memset(sum, 0, sizeof(*sum) * seg->fft_length);
91         block = (float *)seg->block->extended_data[ch] + seg->part_index[ch] * seg->block_size;
92         memset(block + seg->part_size, 0, sizeof(*block) * (seg->fft_length - seg->part_size));
93
94         memcpy(block, src, sizeof(*src) * seg->part_size);
95
96         av_rdft_calc(seg->rdft[ch], block);
97         block[2 * seg->part_size] = block[1];
98         block[1] = 0;
99
100         j = seg->part_index[ch];
101
102         for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
103             const int coffset = j * seg->coeff_size;
104             const float *block = (const float *)seg->block->extended_data[ch] + i * seg->block_size;
105             const FFTComplex *coeff = (const FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch * !s->one2many] + coffset;
106
107             s->fcmul_add(sum, block, (const float *)coeff, seg->part_size);
108
109             if (j == 0)
110                 j = seg->nb_partitions;
111             j--;
112         }
113
114         sum[1] = sum[2 * seg->part_size];
115         av_rdft_calc(seg->irdft[ch], sum);
116
117         buf = (float *)seg->buffer->extended_data[ch];
118         for (n = 0; n < seg->part_size; n++) {
119             buf[n] += sum[n];
120         }
121
122         for (n = 0; n < seg->part_size; n++) {
123             dst[n] += buf[n];
124         }
125
126         buf = (float *)seg->buffer->extended_data[ch];
127         memcpy(buf, sum + seg->part_size, seg->part_size * sizeof(*buf));
128
129         seg->part_index[ch] = (seg->part_index[ch] + 1) % seg->nb_partitions;
130
131         memmove(src, src + s->min_part_size, (seg->input_size - s->min_part_size) * sizeof(*src));
132
133         for (n = 0; n < out->nb_samples; n++) {
134             ptr[n] += dst[n];
135         }
136     }
137
138     s->fdsp->vector_fmul_scalar(ptr, ptr, s->wet_gain, FFALIGN(out->nb_samples, 4));
139     emms_c();
140
141     return 0;
142 }
143
144 static int fir_frame(AudioFIRContext *s, AVFrame *in, AVFilterLink *outlink)
145 {
146     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
147     AVFrame *out = NULL;
148
149     out = ff_get_audio_buffer(outlink, in->nb_samples);
150     if (!out) {
151         av_frame_free(&in);
152         return AVERROR(ENOMEM);
153     }
154
155     if (s->pts == AV_NOPTS_VALUE)
156         s->pts = in->pts;
157     s->in[0] = in;
158     ctx->internal->execute(ctx, fir_channel, out, NULL, outlink->channels);
159
160     out->pts = s->pts;
161     if (s->pts != AV_NOPTS_VALUE)
162         s->pts += av_rescale_q(out->nb_samples, (AVRational){1, outlink->sample_rate}, outlink->time_base);
163
164     av_frame_free(&in);
165     s->in[0] = NULL;
166
167     return ff_filter_frame(outlink, out);
168 }
169
170 static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, uint32_t color)
171 {
172     const uint8_t *font;
173     int font_height;
174     int i;
175
176     font = avpriv_cga_font, font_height = 8;
177
178     for (i = 0; txt[i]; i++) {
179         int char_y, mask;
180
181         uint8_t *p = pic->data[0] + y * pic->linesize[0] + (x + i * 8) * 4;
182         for (char_y = 0; char_y < font_height; char_y++) {
183             for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
184                 if (font[txt[i] * font_height + char_y] & mask)
185                     AV_WL32(p, color);
186                 p += 4;
187             }
188             p += pic->linesize[0] - 8 * 4;
189         }
190     }
191 }
192
193 static void draw_line(AVFrame *out, int x0, int y0, int x1, int y1, uint32_t color)
194 {
195     int dx = FFABS(x1-x0);
196     int dy = FFABS(y1-y0), sy = y0 < y1 ? 1 : -1;
197     int err = (dx>dy ? dx : -dy) / 2, e2;
198
199     for (;;) {
200         AV_WL32(out->data[0] + y0 * out->linesize[0] + x0 * 4, color);
201
202         if (x0 == x1 && y0 == y1)
203             break;
204
205         e2 = err;
206
207         if (e2 >-dx) {
208             err -= dy;
209             x0--;
210         }
211
212         if (e2 < dy) {
213             err += dx;
214             y0 += sy;
215         }
216     }
217 }
218
219 static void draw_response(AVFilterContext *ctx, AVFrame *out)
220 {
221     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
222     float *mag, *phase, *delay, min = FLT_MAX, max = FLT_MIN;
223     float min_delay = FLT_MAX, max_delay = FLT_MIN;
224     int prev_ymag = -1, prev_yphase = -1, prev_ydelay = -1;
225     char text[32];
226     int channel, i, x;
227
228     memset(out->data[0], 0, s->h * out->linesize[0]);
229
230     phase = av_malloc_array(s->w, sizeof(*phase));
231     mag = av_malloc_array(s->w, sizeof(*mag));
232     delay = av_malloc_array(s->w, sizeof(*delay));
233     if (!mag || !phase || !delay)
234         goto end;
235
236     channel = av_clip(s->ir_channel, 0, s->in[1]->channels - 1);
237     for (i = 0; i < s->w; i++) {
238         const float *src = (const float *)s->in[1]->extended_data[channel];
239         double w = i * M_PI / (s->w - 1);
240         double div, real_num = 0., imag_num = 0., real = 0., imag = 0.;
241
242         for (x = 0; x < s->nb_taps; x++) {
243             real += cos(-x * w) * src[x];
244             imag += sin(-x * w) * src[x];
245             real_num += cos(-x * w) * src[x] * x;
246             imag_num += sin(-x * w) * src[x] * x;
247         }
248
249         mag[i] = hypot(real, imag);
250         phase[i] = atan2(imag, real);
251         div = real * real + imag * imag;
252         delay[i] = (real_num * real + imag_num * imag) / div;
253         min = fminf(min, mag[i]);
254         max = fmaxf(max, mag[i]);
255         min_delay = fminf(min_delay, delay[i]);
256         max_delay = fmaxf(max_delay, delay[i]);
257     }
258
259     for (i = 0; i < s->w; i++) {
260         int ymag = mag[i] / max * (s->h - 1);
261         int ydelay = (delay[i] - min_delay) / (max_delay - min_delay) * (s->h - 1);
262         int yphase = (0.5 * (1. + phase[i] / M_PI)) * (s->h - 1);
263
264         ymag = s->h - 1 - av_clip(ymag, 0, s->h - 1);
265         yphase = s->h - 1 - av_clip(yphase, 0, s->h - 1);
266         ydelay = s->h - 1 - av_clip(ydelay, 0, s->h - 1);
267
268         if (prev_ymag < 0)
269             prev_ymag = ymag;
270         if (prev_yphase < 0)
271             prev_yphase = yphase;
272         if (prev_ydelay < 0)
273             prev_ydelay = ydelay;
274
275         draw_line(out, i,   ymag, FFMAX(i - 1, 0),   prev_ymag, 0xFFFF00FF);
276         draw_line(out, i, yphase, FFMAX(i - 1, 0), prev_yphase, 0xFF00FF00);
277         draw_line(out, i, ydelay, FFMAX(i - 1, 0), prev_ydelay, 0xFF00FFFF);
278
279         prev_ymag   = ymag;
280         prev_yphase = yphase;
281         prev_ydelay = ydelay;
282     }
283
284     if (s->w > 400 && s->h > 100) {
285         drawtext(out, 2, 2, "Max Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
286         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max);
287         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 2, text, 0xDDDDDDDD);
288
289         drawtext(out, 2, 12, "Min Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
290         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min);
291         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 12, text, 0xDDDDDDDD);
292
293         drawtext(out, 2, 22, "Max Delay:", 0xDDDDDDDD);
294         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max_delay);
295         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 22, text, 0xDDDDDDDD);
296
297         drawtext(out, 2, 32, "Min Delay:", 0xDDDDDDDD);
298         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min_delay);
299         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 32, text, 0xDDDDDDDD);
300     }
301
302 end:
303     av_free(delay);
304     av_free(phase);
305     av_free(mag);
306 }
307
308 static int init_segment(AVFilterContext *ctx, AudioFIRSegment *seg,
309                         int offset, int nb_partitions, int part_size)
310 {
311     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
312
313     seg->rdft  = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->rdft));
314     seg->irdft = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->irdft));
315     if (!seg->rdft || !seg->irdft)
316         return AVERROR(ENOMEM);
317
318     seg->fft_length    = part_size * 4 + 1;
319     seg->part_size     = part_size;
320     seg->block_size    = FFALIGN(seg->fft_length, 32);
321     seg->coeff_size    = FFALIGN(seg->part_size + 1, 32);
322     seg->nb_partitions = nb_partitions;
323     seg->input_size    = offset + s->min_part_size;
324     seg->input_offset  = offset;
325
326     seg->part_index    = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->part_index));
327     seg->output_offset = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->output_offset));
328     if (!seg->part_index || !seg->output_offset)
329         return AVERROR(ENOMEM);
330
331     for (int ch = 0; ch < ctx->inputs[0]->channels; ch++) {
332         seg->rdft[ch]  = av_rdft_init(av_log2(2 * part_size), DFT_R2C);
333         seg->irdft[ch] = av_rdft_init(av_log2(2 * part_size), IDFT_C2R);
334         if (!seg->rdft[ch] || !seg->irdft[ch])
335             return AVERROR(ENOMEM);
336     }
337
338     seg->sum    = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->fft_length);
339     seg->block  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->nb_partitions * seg->block_size);
340     seg->buffer = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->part_size);
341     seg->coeff  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[1], seg->nb_partitions * seg->coeff_size * 2);
342     seg->input  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->input_size);
343     seg->output = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->part_size);
344     if (!seg->buffer || !seg->sum || !seg->block || !seg->coeff || !seg->input || !seg->output)
345         return AVERROR(ENOMEM);
346
347     return 0;
348 }
349
350 static int convert_coeffs(AVFilterContext *ctx)
351 {
352     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
353     int left, offset = 0, part_size, max_part_size;
354     int ret, i, ch, n;
355     float power = 0;
356
357     s->nb_taps = ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[1]);
358     if (s->nb_taps <= 0)
359         return AVERROR(EINVAL);
360
361     if (s->minp > s->maxp) {
362         s->maxp = s->minp;
363     }
364
365     left = s->nb_taps;
366     part_size = 1 << av_log2(s->minp);
367     max_part_size = 1 << av_log2(s->maxp);
368
369     s->min_part_size = part_size;
370
371     for (i = 0; left > 0; i++) {
372         int step = part_size == max_part_size ? INT_MAX : 1 + (i == 0);
373         int nb_partitions = FFMIN(step, (left + part_size - 1) / part_size);
374
375         s->nb_segments = i + 1;
376         ret = init_segment(ctx, &s->seg[i], offset, nb_partitions, part_size);
377         if (ret < 0)
378             return ret;
379         offset += nb_partitions * part_size;
380         left -= nb_partitions * part_size;
381         part_size *= 2;
382         part_size = FFMIN(part_size, max_part_size);
383     }
384
385     ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[1], s->nb_taps, s->nb_taps, &s->in[1]);
386     if (ret < 0)
387         return ret;
388     if (ret == 0)
389         return AVERROR_BUG;
390
391     if (s->response)
392         draw_response(ctx, s->video);
393
394     s->gain = 1;
395
396     switch (s->gtype) {
397     case -1:
398         /* nothing to do */
399         break;
400     case 0:
401         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
402             float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
403
404             for (i = 0; i < s->nb_taps; i++)
405                 power += FFABS(time[i]);
406         }
407         s->gain = ctx->inputs[1]->channels / power;
408         break;
409     case 1:
410         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
411             float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
412
413             for (i = 0; i < s->nb_taps; i++)
414                 power += time[i];
415         }
416         s->gain = ctx->inputs[1]->channels / power;
417         break;
418     case 2:
419         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
420             float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
421
422             for (i = 0; i < s->nb_taps; i++)
423                 power += time[i] * time[i];
424         }
425         s->gain = sqrtf(ch / power);
426         break;
427     default:
428         return AVERROR_BUG;
429     }
430
431     s->gain = FFMIN(s->gain * s->ir_gain, 1.f);
432     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "power %f, gain %f\n", power, s->gain);
433     for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
434         float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
435
436         s->fdsp->vector_fmul_scalar(time, time, s->gain, FFALIGN(s->nb_taps, 4));
437     }
438
439     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_taps: %d\n", s->nb_taps);
440     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_segments: %d\n", s->nb_segments);
441
442     for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1]->channels; ch++) {
443         float *time = (float *)s->in[1]->extended_data[!s->one2many * ch];
444         int toffset = 0;
445
446         for (i = FFMAX(1, s->length * s->nb_taps); i < s->nb_taps; i++)
447             time[i] = 0;
448
449         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "channel: %d\n", ch);
450
451         for (int segment = 0; segment < s->nb_segments; segment++) {
452             AudioFIRSegment *seg = &s->seg[segment];
453             float *block = (float *)seg->block->extended_data[ch];
454             FFTComplex *coeff = (FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch];
455
456             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "segment: %d\n", segment);
457
458             for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
459                 const float scale = 1.f / seg->part_size;
460                 const int coffset = i * seg->coeff_size;
461                 const int remaining = s->nb_taps - toffset;
462                 const int size = remaining >= seg->part_size ? seg->part_size : remaining;
463
464                 memset(block, 0, sizeof(*block) * seg->fft_length);
465                 memcpy(block, time + toffset, size * sizeof(*block));
466
467                 av_rdft_calc(seg->rdft[0], block);
468
469                 coeff[coffset].re = block[0] * scale;
470                 coeff[coffset].im = 0;
471                 for (n = 1; n < seg->part_size; n++) {
472                     coeff[coffset + n].re = block[2 * n] * scale;
473                     coeff[coffset + n].im = block[2 * n + 1] * scale;
474                 }
475                 coeff[coffset + seg->part_size].re = block[1] * scale;
476                 coeff[coffset + seg->part_size].im = 0;
477
478                 toffset += size;
479             }
480
481             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_partitions: %d\n", seg->nb_partitions);
482             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "partition size: %d\n", seg->part_size);
483             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "block size: %d\n", seg->block_size);
484             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "fft_length: %d\n", seg->fft_length);
485             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "coeff_size: %d\n", seg->coeff_size);
486             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "input_size: %d\n", seg->input_size);
487             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "input_offset: %d\n", seg->input_offset);
488         }
489     }
490
491     av_frame_free(&s->in[1]);
492     s->have_coeffs = 1;
493
494     return 0;
495 }
496
497 static int check_ir(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
498 {
499     AVFilterContext *ctx = link->dst;
500     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
501     int nb_taps, max_nb_taps;
502
503     nb_taps = ff_inlink_queued_samples(link);
504     max_nb_taps = s->max_ir_len * ctx->outputs[0]->sample_rate;
505     if (nb_taps > max_nb_taps) {
506         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too big number of coefficients: %d > %d.\n", nb_taps, max_nb_taps);
507         return AVERROR(EINVAL);
508     }
509
510     return 0;
511 }
512
513 static int activate(AVFilterContext *ctx)
514 {
515     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
516     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
517     AVFrame *in = NULL;
518     int ret, status;
519     int64_t pts;
520
521     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[0], ctx);
522     if (s->response)
523         FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[1], ctx);
524     if (!s->eof_coeffs) {
525         AVFrame *ir = NULL;
526
527         ret = check_ir(ctx->inputs[1], ir);
528         if (ret < 0)
529             return ret;
530
531         if (ff_outlink_get_status(ctx->inputs[1]) == AVERROR_EOF)
532             s->eof_coeffs = 1;
533
534         if (!s->eof_coeffs) {
535             if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0]))
536                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[1]);
537             else if (s->response && ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]))
538                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[1]);
539             return 0;
540         }
541     }
542
543     if (!s->have_coeffs && s->eof_coeffs) {
544         ret = convert_coeffs(ctx);
545         if (ret < 0)
546             return ret;
547     }
548
549     ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[0], s->min_part_size, s->min_part_size, &in);
550     if (ret > 0)
551         ret = fir_frame(s, in, outlink);
552
553     if (ret < 0)
554         return ret;
555
556     if (s->response && s->have_coeffs) {
557         int64_t old_pts = s->video->pts;
558         int64_t new_pts = av_rescale_q(s->pts, ctx->inputs[0]->time_base, ctx->outputs[1]->time_base);
559
560         if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]) && old_pts < new_pts) {
561             s->video->pts = new_pts;
562             return ff_filter_frame(ctx->outputs[1], av_frame_clone(s->video));
563         }
564     }
565
566     if (ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[0]) >= s->min_part_size) {
567         ff_filter_set_ready(ctx, 10);
568         return 0;
569     }
570
571     if (ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[0], &status, &pts)) {
572         if (status == AVERROR_EOF) {
573             ff_outlink_set_status(ctx->outputs[0], status, pts);
574             if (s->response)
575                 ff_outlink_set_status(ctx->outputs[1], status, pts);
576             return 0;
577         }
578     }
579
580     if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0]) &&
581         !ff_outlink_get_status(ctx->inputs[0])) {
582         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[0]);
583         return 0;
584     }
585
586     if (s->response &&
587         ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]) &&
588         !ff_outlink_get_status(ctx->inputs[0])) {
589         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[0]);
590         return 0;
591     }
592
593     return FFERROR_NOT_READY;
594 }
595
596 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
597 {
598     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
599     AVFilterFormats *formats;
600     AVFilterChannelLayouts *layouts;
601     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
602         AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
603         AV_SAMPLE_FMT_NONE
604     };
605     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
606         AV_PIX_FMT_RGB0,
607         AV_PIX_FMT_NONE
608     };
609     int ret;
610
611     if (s->response) {
612         AVFilterLink *videolink = ctx->outputs[1];
613         formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
614         if ((ret = ff_formats_ref(formats, &videolink->in_formats)) < 0)
615             return ret;
616     }
617
618     layouts = ff_all_channel_counts();
619     if (!layouts)
620         return AVERROR(ENOMEM);
621
622     if (s->ir_format) {
623         ret = ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
624         if (ret < 0)
625             return ret;
626     } else {
627         AVFilterChannelLayouts *mono = NULL;
628
629         ret = ff_add_channel_layout(&mono, AV_CH_LAYOUT_MONO);
630         if (ret)
631             return ret;
632
633         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[0]->out_channel_layouts)) < 0)
634             return ret;
635         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts)) < 0)
636             return ret;
637         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(mono, &ctx->inputs[1]->out_channel_layouts)) < 0)
638             return ret;
639     }
640
641     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
642     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, formats)) < 0)
643         return ret;
644
645     formats = ff_all_samplerates();
646     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
647 }
648
649 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
650 {
651     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
652     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
653
654     s->one2many = ctx->inputs[1]->channels == 1;
655     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
656     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
657     outlink->channel_layout = ctx->inputs[0]->channel_layout;
658     outlink->channels = ctx->inputs[0]->channels;
659
660     s->nb_channels = outlink->channels;
661     s->nb_coef_channels = ctx->inputs[1]->channels;
662     s->pts = AV_NOPTS_VALUE;
663
664     return 0;
665 }
666
667 static void uninit_segment(AVFilterContext *ctx, AudioFIRSegment *seg)
668 {
669     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
670
671     if (seg->rdft) {
672         for (int ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
673             av_rdft_end(seg->rdft[ch]);
674         }
675     }
676     av_freep(&seg->rdft);
677
678     if (seg->irdft) {
679         for (int ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
680             av_rdft_end(seg->irdft[ch]);
681         }
682     }
683     av_freep(&seg->irdft);
684
685     av_freep(&seg->output_offset);
686     av_freep(&seg->part_index);
687
688     av_frame_free(&seg->block);
689     av_frame_free(&seg->sum);
690     av_frame_free(&seg->buffer);
691     av_frame_free(&seg->coeff);
692     av_frame_free(&seg->input);
693     av_frame_free(&seg->output);
694     seg->input_size = 0;
695 }
696
697 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
698 {
699     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
700
701     for (int i = 0; i < s->nb_segments; i++) {
702         uninit_segment(ctx, &s->seg[i]);
703     }
704
705     av_freep(&s->fdsp);
706     av_frame_free(&s->in[1]);
707
708     for (int i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
709         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
710     av_frame_free(&s->video);
711 }
712
713 static int config_video(AVFilterLink *outlink)
714 {
715     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
716     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
717
718     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
719     outlink->w = s->w;
720     outlink->h = s->h;
721     outlink->frame_rate = s->frame_rate;
722     outlink->time_base = av_inv_q(outlink->frame_rate);
723
724     av_frame_free(&s->video);
725     s->video = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
726     if (!s->video)
727         return AVERROR(ENOMEM);
728
729     return 0;
730 }
731
732 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
733 {
734     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
735     AVFilterPad pad, vpad;
736     int ret;
737
738     pad = (AVFilterPad){
739         .name          = av_strdup("default"),
740         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
741         .config_props  = config_output,
742     };
743
744     if (!pad.name)
745         return AVERROR(ENOMEM);
746
747     if (s->response) {
748         vpad = (AVFilterPad){
749             .name         = av_strdup("filter_response"),
750             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
751             .config_props = config_video,
752         };
753         if (!vpad.name)
754             return AVERROR(ENOMEM);
755     }
756
757     ret = ff_insert_outpad(ctx, 0, &pad);
758     if (ret < 0) {
759         av_freep(&pad.name);
760         return ret;
761     }
762
763     if (s->response) {
764         ret = ff_insert_outpad(ctx, 1, &vpad);
765         if (ret < 0) {
766             av_freep(&vpad.name);
767             return ret;
768         }
769     }
770
771     s->fcmul_add = fcmul_add_c;
772
773     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(0);
774     if (!s->fdsp)
775         return AVERROR(ENOMEM);
776
777     if (ARCH_X86)
778         ff_afir_init_x86(s);
779
780     return 0;
781 }
782
783 static const AVFilterPad afir_inputs[] = {
784     {
785         .name = "main",
786         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
787     },{
788         .name = "ir",
789         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
790     },
791     { NULL }
792 };
793
794 #define AF AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
795 #define VF AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
796 #define OFFSET(x) offsetof(AudioFIRContext, x)
797
798 static const AVOption afir_options[] = {
799     { "dry",    "set dry gain",      OFFSET(dry_gain),   AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0, 10, AF },
800     { "wet",    "set wet gain",      OFFSET(wet_gain),   AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0, 10, AF },
801     { "length", "set IR length",     OFFSET(length),     AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0,  1, AF },
802     { "gtype",  "set IR auto gain type",OFFSET(gtype),   AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=0},   -1,  2, AF, "gtype" },
803     {  "none",  "without auto gain", 0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=-1},   0,  0, AF, "gtype" },
804     {  "peak",  "peak gain",         0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0},    0,  0, AF, "gtype" },
805     {  "dc",    "DC gain",           0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1},    0,  0, AF, "gtype" },
806     {  "gn",    "gain to noise",     0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=2},    0,  0, AF, "gtype" },
807     { "irgain", "set IR gain",       OFFSET(ir_gain),    AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0,  1, AF },
808     { "irfmt",  "set IR format",     OFFSET(ir_format),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=1},    0,  1, AF, "irfmt" },
809     {  "mono",  "single channel",    0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0},    0,  0, AF, "irfmt" },
810     {  "input", "same as input",     0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1},    0,  0, AF, "irfmt" },
811     { "maxir",  "set max IR length", OFFSET(max_ir_len), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=30}, 0.1, 60, AF },
812     { "response", "show IR frequency response", OFFSET(response), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, VF },
813     { "channel", "set IR channel to display frequency response", OFFSET(ir_channel), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1024, VF },
814     { "size",   "set video size",    OFFSET(w),          AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "hd720"}, 0, 0, VF },
815     { "rate",   "set video rate",    OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str = "25"}, 0, INT32_MAX, VF },
816     { "minp",   "set min partition size", OFFSET(minp),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=8192},  16, 32768, AF },
817     { "maxp",   "set max partition size", OFFSET(maxp),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=8192},  16, 32768, AF },
818     { NULL }
819 };
820
821 AVFILTER_DEFINE_CLASS(afir);
822
823 AVFilter ff_af_afir = {
824     .name          = "afir",
825     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply Finite Impulse Response filter with supplied coefficients in 2nd stream."),
826     .priv_size     = sizeof(AudioFIRContext),
827     .priv_class    = &afir_class,
828     .query_formats = query_formats,
829     .init          = init,
830     .activate      = activate,
831     .uninit        = uninit,
832     .inputs        = afir_inputs,
833     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS |
834                      AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
835 };