git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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/avstring.h"
  29 #include "libavutil/common.h"
  30 #include "libavutil/float_dsp.h"
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "libavutil/opt.h"
  33 #include "libavutil/xga_font_data.h"
  34 #include "libavcodec/avfft.h"
  35
  36 #include "audio.h"
  37 #include "avfilter.h"
  38 #include "filters.h"
  39 #include "formats.h"
  40 #include "internal.h"
  41 #include "af_afir.h"
  42
  43 static void fcmul_add_c(float *sum, const float *t, const float *c, ptrdiff_t len)
  44 {
  45     int n;
  46
  47     for (n = 0; n < len; n++) {
  48         const float cre = c[2 * n    ];
  49         const float cim = c[2 * n + 1];
  50         const float tre = t[2 * n    ];
  51         const float tim = t[2 * n + 1];
  52
  53         sum[2 * n    ] += tre * cre - tim * cim;
  54         sum[2 * n + 1] += tre * cim + tim * cre;
  55     }
  56
  57     sum[2 * n] += t[2 * n] * c[2 * n];
  58 }
  59
  60 static void direct(const float *in, const FFTComplex *ir, int len, float *out)
  61 {
  62     for (int n = 0; n < len; n++)
  63         for (int m = 0; m <= n; m++)
  64             out[n] += ir[m].re * in[n - m];
  65 }
  66
  67 static int fir_quantum(AVFilterContext *ctx, AVFrame *out, int ch, int offset)
  68 {
  69     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
  70     const float *in = (const float *)s->in->extended_data[ch] + offset;
  71     float *block, *buf, *ptr = (float *)out->extended_data[ch] + offset;
  72     const int nb_samples = FFMIN(s->min_part_size, out->nb_samples - offset);
  73     int n, i, j;
  74
  75     for (int segment = 0; segment < s->nb_segments; segment++) {
  76         AudioFIRSegment *seg = &s->seg[segment];
  77         float *src = (float *)seg->input->extended_data[ch];
  78         float *dst = (float *)seg->output->extended_data[ch];
  79         float *sum = (float *)seg->sum->extended_data[ch];
  80
  81         if (s->min_part_size >= 8) {
  82             s->fdsp->vector_fmul_scalar(src + seg->input_offset, in, s->dry_gain, FFALIGN(nb_samples, 4));
  83             emms_c();
  84         } else {
  85             for (n = 0; n < nb_samples; n++)
  86                 src[seg->input_offset + n] = in[n] * s->dry_gain;
  87         }
  88
  89         seg->output_offset[ch] += s->min_part_size;
  90         if (seg->output_offset[ch] == seg->part_size) {
  91             seg->output_offset[ch] = 0;
  92         } else {
  93             memmove(src, src + s->min_part_size, (seg->input_size - s->min_part_size) * sizeof(*src));
  94
  95             dst += seg->output_offset[ch];
  96             for (n = 0; n < nb_samples; n++) {
  97                 ptr[n] += dst[n];
  98             }
  99             continue;
 100         }
 101
 102         if (seg->part_size < 8) {
 103             memset(dst, 0, sizeof(*dst) * seg->part_size * seg->nb_partitions);
 104
 105             j = seg->part_index[ch];
 106
 107             for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
 108                 const int coffset = j * seg->coeff_size;
 109                 const FFTComplex *coeff = (const FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch * !s->one2many] + coffset;
 110
 111                 direct(src, coeff, nb_samples, dst);
 112
 113                 if (j == 0)
 114                     j = seg->nb_partitions;
 115                 j--;
 116             }
 117
 118             seg->part_index[ch] = (seg->part_index[ch] + 1) % seg->nb_partitions;
 119
 120             memmove(src, src + s->min_part_size, (seg->input_size - s->min_part_size) * sizeof(*src));
 121
 122             for (n = 0; n < nb_samples; n++) {
 123                 ptr[n] += dst[n];
 124             }
 125             continue;
 126         }
 127
 128         memset(sum, 0, sizeof(*sum) * seg->fft_length);
 129         block = (float *)seg->block->extended_data[ch] + seg->part_index[ch] * seg->block_size;
 130         memset(block + seg->part_size, 0, sizeof(*block) * (seg->fft_length - seg->part_size));
 131
 132         memcpy(block, src, sizeof(*src) * seg->part_size);
 133
 134         av_rdft_calc(seg->rdft[ch], block);
 135         block[2 * seg->part_size] = block[1];
 136         block[1] = 0;
 137
 138         j = seg->part_index[ch];
 139
 140         for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
 141             const int coffset = j * seg->coeff_size;
 142             const float *block = (const float *)seg->block->extended_data[ch] + i * seg->block_size;
 143             const FFTComplex *coeff = (const FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch * !s->one2many] + coffset;
 144
 145             s->afirdsp.fcmul_add(sum, block, (const float *)coeff, seg->part_size);
 146
 147             if (j == 0)
 148                 j = seg->nb_partitions;
 149             j--;
 150         }
 151
 152         sum[1] = sum[2 * seg->part_size];
 153         av_rdft_calc(seg->irdft[ch], sum);
 154
 155         buf = (float *)seg->buffer->extended_data[ch];
 156         for (n = 0; n < seg->part_size; n++) {
 157             buf[n] += sum[n];
 158         }
 159
 160         memcpy(dst, buf, seg->part_size * sizeof(*dst));
 161
 162         buf = (float *)seg->buffer->extended_data[ch];
 163         memcpy(buf, sum + seg->part_size, seg->part_size * sizeof(*buf));
 164
 165         seg->part_index[ch] = (seg->part_index[ch] + 1) % seg->nb_partitions;
 166
 167         memmove(src, src + s->min_part_size, (seg->input_size - s->min_part_size) * sizeof(*src));
 168
 169         for (n = 0; n < nb_samples; n++) {
 170             ptr[n] += dst[n];
 171         }
 172     }
 173
 174     if (s->min_part_size >= 8) {
 175         s->fdsp->vector_fmul_scalar(ptr, ptr, s->wet_gain, FFALIGN(nb_samples, 4));
 176         emms_c();
 177     } else {
 178         for (n = 0; n < nb_samples; n++)
 179             ptr[n] *= s->wet_gain;
 180     }
 181
 182     return 0;
 183 }
 184
 185 static int fir_channel(AVFilterContext *ctx, AVFrame *out, int ch)
 186 {
 187     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 188
 189     for (int offset = 0; offset < out->nb_samples; offset += s->min_part_size) {
 190         fir_quantum(ctx, out, ch, offset);
 191     }
 192
 193     return 0;
 194 }
 195
 196 static int fir_channels(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 197 {
 198     AVFrame *out = arg;
 199     const int start = (out->channels * jobnr) / nb_jobs;
 200     const int end = (out->channels * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 201
 202     for (int ch = start; ch < end; ch++) {
 203         fir_channel(ctx, out, ch);
 204     }
 205
 206     return 0;
 207 }
 208
 209 static int fir_frame(AudioFIRContext *s, AVFrame *in, AVFilterLink *outlink)
 210 {
 211     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 212     AVFrame *out = NULL;
 213
 214     out = ff_get_audio_buffer(outlink, in->nb_samples);
 215     if (!out) {
 216         av_frame_free(&in);
 217         return AVERROR(ENOMEM);
 218     }
 219
 220     if (s->pts == AV_NOPTS_VALUE)
 221         s->pts = in->pts;
 222     s->in = in;
 223     ctx->internal->execute(ctx, fir_channels, out, NULL, FFMIN(outlink->channels,
 224                                                                ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 225
 226     out->pts = s->pts;
 227     if (s->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 228         s->pts += av_rescale_q(out->nb_samples, (AVRational){1, outlink->sample_rate}, outlink->time_base);
 229
 230     av_frame_free(&in);
 231     s->in = NULL;
 232
 233     return ff_filter_frame(outlink, out);
 234 }
 235
 236 static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, uint32_t color)
 237 {
 238     const uint8_t *font;
 239     int font_height;
 240     int i;
 241
 242     font = avpriv_cga_font, font_height = 8;
 243
 244     for (i = 0; txt[i]; i++) {
 245         int char_y, mask;
 246
 247         uint8_t *p = pic->data[0] + y * pic->linesize[0] + (x + i * 8) * 4;
 248         for (char_y = 0; char_y < font_height; char_y++) {
 249             for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
 250                 if (font[txt[i] * font_height + char_y] & mask)
 251                     AV_WL32(p, color);
 252                 p += 4;
 253             }
 254             p += pic->linesize[0] - 8 * 4;
 255         }
 256     }
 257 }
 258
 259 static void draw_line(AVFrame *out, int x0, int y0, int x1, int y1, uint32_t color)
 260 {
 261     int dx = FFABS(x1-x0);
 262     int dy = FFABS(y1-y0), sy = y0 < y1 ? 1 : -1;
 263     int err = (dx>dy ? dx : -dy) / 2, e2;
 264
 265     for (;;) {
 266         AV_WL32(out->data[0] + y0 * out->linesize[0] + x0 * 4, color);
 267
 268         if (x0 == x1 && y0 == y1)
 269             break;
 270
 271         e2 = err;
 272
 273         if (e2 >-dx) {
 274             err -= dy;
 275             x0--;
 276         }
 277
 278         if (e2 < dy) {
 279             err += dx;
 280             y0 += sy;
 281         }
 282     }
 283 }
 284
 285 static void draw_response(AVFilterContext *ctx, AVFrame *out)
 286 {
 287     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 288     float *mag, *phase, *delay, min = FLT_MAX, max = FLT_MIN;
 289     float min_delay = FLT_MAX, max_delay = FLT_MIN;
 290     int prev_ymag = -1, prev_yphase = -1, prev_ydelay = -1;
 291     char text[32];
 292     int channel, i, x;
 293
 294     memset(out->data[0], 0, s->h * out->linesize[0]);
 295
 296     phase = av_malloc_array(s->w, sizeof(*phase));
 297     mag = av_malloc_array(s->w, sizeof(*mag));
 298     delay = av_malloc_array(s->w, sizeof(*delay));
 299     if (!mag || !phase || !delay)
 300         goto end;
 301
 302     channel = av_clip(s->ir_channel, 0, s->ir[s->selir]->channels - 1);
 303     for (i = 0; i < s->w; i++) {
 304         const float *src = (const float *)s->ir[s->selir]->extended_data[channel];
 305         double w = i * M_PI / (s->w - 1);
 306         double div, real_num = 0., imag_num = 0., real = 0., imag = 0.;
 307
 308         for (x = 0; x < s->nb_taps; x++) {
 309             real += cos(-x * w) * src[x];
 310             imag += sin(-x * w) * src[x];
 311             real_num += cos(-x * w) * src[x] * x;
 312             imag_num += sin(-x * w) * src[x] * x;
 313         }
 314
 315         mag[i] = hypot(real, imag);
 316         phase[i] = atan2(imag, real);
 317         div = real * real + imag * imag;
 318         delay[i] = (real_num * real + imag_num * imag) / div;
 319         min = fminf(min, mag[i]);
 320         max = fmaxf(max, mag[i]);
 321         min_delay = fminf(min_delay, delay[i]);
 322         max_delay = fmaxf(max_delay, delay[i]);
 323     }
 324
 325     for (i = 0; i < s->w; i++) {
 326         int ymag = mag[i] / max * (s->h - 1);
 327         int ydelay = (delay[i] - min_delay) / (max_delay - min_delay) * (s->h - 1);
 328         int yphase = (0.5 * (1. + phase[i] / M_PI)) * (s->h - 1);
 329
 330         ymag = s->h - 1 - av_clip(ymag, 0, s->h - 1);
 331         yphase = s->h - 1 - av_clip(yphase, 0, s->h - 1);
 332         ydelay = s->h - 1 - av_clip(ydelay, 0, s->h - 1);
 333
 334         if (prev_ymag < 0)
 335             prev_ymag = ymag;
 336         if (prev_yphase < 0)
 337             prev_yphase = yphase;
 338         if (prev_ydelay < 0)
 339             prev_ydelay = ydelay;
 340
 341         draw_line(out, i,   ymag, FFMAX(i - 1, 0),   prev_ymag, 0xFFFF00FF);
 342         draw_line(out, i, yphase, FFMAX(i - 1, 0), prev_yphase, 0xFF00FF00);
 343         draw_line(out, i, ydelay, FFMAX(i - 1, 0), prev_ydelay, 0xFF00FFFF);
 344
 345         prev_ymag   = ymag;
 346         prev_yphase = yphase;
 347         prev_ydelay = ydelay;
 348     }
 349
 350     if (s->w > 400 && s->h > 100) {
 351         drawtext(out, 2, 2, "Max Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
 352         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max);
 353         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 2, text, 0xDDDDDDDD);
 354
 355         drawtext(out, 2, 12, "Min Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
 356         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min);
 357         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 12, text, 0xDDDDDDDD);
 358
 359         drawtext(out, 2, 22, "Max Delay:", 0xDDDDDDDD);
 360         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max_delay);
 361         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 22, text, 0xDDDDDDDD);
 362
 363         drawtext(out, 2, 32, "Min Delay:", 0xDDDDDDDD);
 364         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min_delay);
 365         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 32, text, 0xDDDDDDDD);
 366     }
 367
 368 end:
 369     av_free(delay);
 370     av_free(phase);
 371     av_free(mag);
 372 }
 373
 374 static int init_segment(AVFilterContext *ctx, AudioFIRSegment *seg,
 375                         int offset, int nb_partitions, int part_size)
 376 {
 377     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 378
 379     seg->rdft  = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->rdft));
 380     seg->irdft = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->irdft));
 381     if (!seg->rdft || !seg->irdft)
 382         return AVERROR(ENOMEM);
 383
 384     seg->fft_length    = part_size * 2 + 1;
 385     seg->part_size     = part_size;
 386     seg->block_size    = FFALIGN(seg->fft_length, 32);
 387     seg->coeff_size    = FFALIGN(seg->part_size + 1, 32);
 388     seg->nb_partitions = nb_partitions;
 389     seg->input_size    = offset + s->min_part_size;
 390     seg->input_offset  = offset;
 391
 392     seg->part_index    = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->part_index));
 393     seg->output_offset = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->output_offset));
 394     if (!seg->part_index || !seg->output_offset)
 395         return AVERROR(ENOMEM);
 396
 397     for (int ch = 0; ch < ctx->inputs[0]->channels && part_size >= 8; ch++) {
 398         seg->rdft[ch]  = av_rdft_init(av_log2(2 * part_size), DFT_R2C);
 399         seg->irdft[ch] = av_rdft_init(av_log2(2 * part_size), IDFT_C2R);
 400         if (!seg->rdft[ch] || !seg->irdft[ch])
 401             return AVERROR(ENOMEM);
 402     }
 403
 404     seg->sum    = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->fft_length);
 405     seg->block  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->nb_partitions * seg->block_size);
 406     seg->buffer = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->part_size);
 407     seg->coeff  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[1 + s->selir], seg->nb_partitions * seg->coeff_size * 2);
 408     seg->input  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->input_size);
 409     seg->output = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->part_size);
 410     if (!seg->buffer || !seg->sum || !seg->block || !seg->coeff || !seg->input || !seg->output)
 411         return AVERROR(ENOMEM);
 412
 413     return 0;
 414 }
 415
 416 static void uninit_segment(AVFilterContext *ctx, AudioFIRSegment *seg)
 417 {
 418     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 419
 420     if (seg->rdft) {
 421         for (int ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 422             av_rdft_end(seg->rdft[ch]);
 423         }
 424     }
 425     av_freep(&seg->rdft);
 426
 427     if (seg->irdft) {
 428         for (int ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 429             av_rdft_end(seg->irdft[ch]);
 430         }
 431     }
 432     av_freep(&seg->irdft);
 433
 434     av_freep(&seg->output_offset);
 435     av_freep(&seg->part_index);
 436
 437     av_frame_free(&seg->block);
 438     av_frame_free(&seg->sum);
 439     av_frame_free(&seg->buffer);
 440     av_frame_free(&seg->coeff);
 441     av_frame_free(&seg->input);
 442     av_frame_free(&seg->output);
 443     seg->input_size = 0;
 444 }
 445
 446 static int convert_coeffs(AVFilterContext *ctx)
 447 {
 448     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 449     int ret, i, ch, n, cur_nb_taps;
 450     float power = 0;
 451
 452     if (!s->nb_taps) {
 453         int part_size, max_part_size;
 454         int left, offset = 0;
 455
 456         s->nb_taps = ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[1 + s->selir]);
 457         if (s->nb_taps <= 0)
 458             return AVERROR(EINVAL);
 459
 460         if (s->minp > s->maxp) {
 461             s->maxp = s->minp;
 462         }
 463
 464         left = s->nb_taps;
 465         part_size = 1 << av_log2(s->minp);
 466         max_part_size = 1 << av_log2(s->maxp);
 467
 468         s->min_part_size = part_size;
 469
 470         for (i = 0; left > 0; i++) {
 471             int step = part_size == max_part_size ? INT_MAX : 1 + (i == 0);
 472             int nb_partitions = FFMIN(step, (left + part_size - 1) / part_size);
 473
 474             s->nb_segments = i + 1;
 475             ret = init_segment(ctx, &s->seg[i], offset, nb_partitions, part_size);
 476             if (ret < 0)
 477                 return ret;
 478             offset += nb_partitions * part_size;
 479             left -= nb_partitions * part_size;
 480             part_size *= 2;
 481             part_size = FFMIN(part_size, max_part_size);
 482         }
 483     }
 484
 485     if (!s->ir[s->selir]) {
 486         ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[1 + s->selir], s->nb_taps, s->nb_taps, &s->ir[s->selir]);
 487         if (ret < 0)
 488             return ret;
 489         if (ret == 0)
 490             return AVERROR_BUG;
 491     }
 492
 493     if (s->response)
 494         draw_response(ctx, s->video);
 495
 496     s->gain = 1;
 497     cur_nb_taps = s->ir[s->selir]->nb_samples;
 498
 499     switch (s->gtype) {
 500     case -1:
 501         /* nothing to do */
 502         break;
 503     case 0:
 504         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 505             float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 506
 507             for (i = 0; i < cur_nb_taps; i++)
 508                 power += FFABS(time[i]);
 509         }
 510         s->gain = ctx->inputs[1 + s->selir]->channels / power;
 511         break;
 512     case 1:
 513         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 514             float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 515
 516             for (i = 0; i < cur_nb_taps; i++)
 517                 power += time[i];
 518         }
 519         s->gain = ctx->inputs[1 + s->selir]->channels / power;
 520         break;
 521     case 2:
 522         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 523             float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 524
 525             for (i = 0; i < cur_nb_taps; i++)
 526                 power += time[i] * time[i];
 527         }
 528         s->gain = sqrtf(ch / power);
 529         break;
 530     default:
 531         return AVERROR_BUG;
 532     }
 533
 534     s->gain = FFMIN(s->gain * s->ir_gain, 1.f);
 535     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "power %f, gain %f\n", power, s->gain);
 536     for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 537         float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 538
 539         s->fdsp->vector_fmul_scalar(time, time, s->gain, FFALIGN(cur_nb_taps, 4));
 540     }
 541
 542     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_taps: %d\n", cur_nb_taps);
 543     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_segments: %d\n", s->nb_segments);
 544
 545     for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 546         float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 547         int toffset = 0;
 548
 549         for (i = FFMAX(1, s->length * s->nb_taps); i < s->nb_taps; i++)
 550             time[i] = 0;
 551
 552         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "channel: %d\n", ch);
 553
 554         for (int segment = 0; segment < s->nb_segments; segment++) {
 555             AudioFIRSegment *seg = &s->seg[segment];
 556             float *block = (float *)seg->block->extended_data[ch];
 557             FFTComplex *coeff = (FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch];
 558
 559             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "segment: %d\n", segment);
 560
 561             for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
 562                 const float scale = 1.f / seg->part_size;
 563                 const int coffset = i * seg->coeff_size;
 564                 const int remaining = s->nb_taps - toffset;
 565                 const int size = remaining >= seg->part_size ? seg->part_size : remaining;
 566
 567                 if (size < 8) {
 568                     for (n = 0; n < size; n++)
 569                         coeff[coffset + n].re = time[toffset + n];
 570
 571                     toffset += size;
 572                     continue;
 573                 }
 574
 575                 memset(block, 0, sizeof(*block) * seg->fft_length);
 576                 memcpy(block, time + toffset, size * sizeof(*block));
 577
 578                 av_rdft_calc(seg->rdft[0], block);
 579
 580                 coeff[coffset].re = block[0] * scale;
 581                 coeff[coffset].im = 0;
 582                 for (n = 1; n < seg->part_size; n++) {
 583                     coeff[coffset + n].re = block[2 * n] * scale;
 584                     coeff[coffset + n].im = block[2 * n + 1] * scale;
 585                 }
 586                 coeff[coffset + seg->part_size].re = block[1] * scale;
 587                 coeff[coffset + seg->part_size].im = 0;
 588
 589                 toffset += size;
 590             }
 591
 592             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_partitions: %d\n", seg->nb_partitions);
 593             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "partition size: %d\n", seg->part_size);
 594             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "block size: %d\n", seg->block_size);
 595             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "fft_length: %d\n", seg->fft_length);
 596             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "coeff_size: %d\n", seg->coeff_size);
 597             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "input_size: %d\n", seg->input_size);
 598             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "input_offset: %d\n", seg->input_offset);
 599         }
 600     }
 601
 602     s->have_coeffs = 1;
 603
 604     return 0;
 605 }
 606
 607 static int check_ir(AVFilterLink *link, AVFrame *frame)
 608 {
 609     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 610     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 611     int nb_taps, max_nb_taps;
 612
 613     nb_taps = ff_inlink_queued_samples(link);
 614     max_nb_taps = s->max_ir_len * ctx->outputs[0]->sample_rate;
 615     if (nb_taps > max_nb_taps) {
 616         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too big number of coefficients: %d > %d.\n", nb_taps, max_nb_taps);
 617         return AVERROR(EINVAL);
 618     }
 619
 620     return 0;
 621 }
 622
 623 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 624 {
 625     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 626     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 627     int ret, status, available, wanted;
 628     AVFrame *in = NULL;
 629     int64_t pts;
 630
 631     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[0], ctx);
 632     if (s->response)
 633         FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[1], ctx);
 634     if (!s->eof_coeffs[s->selir]) {
 635         AVFrame *ir = NULL;
 636
 637         ret = check_ir(ctx->inputs[1 + s->selir], ir);
 638         if (ret < 0)
 639             return ret;
 640
 641         if (ff_outlink_get_status(ctx->inputs[1 + s->selir]) == AVERROR_EOF)
 642             s->eof_coeffs[s->selir] = 1;
 643
 644         if (!s->eof_coeffs[s->selir]) {
 645             if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0]))
 646                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[1 + s->selir]);
 647             else if (s->response && ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]))
 648                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[1 + s->selir]);
 649             return 0;
 650         }
 651     }
 652
 653     if (!s->have_coeffs && s->eof_coeffs[s->selir]) {
 654         ret = convert_coeffs(ctx);
 655         if (ret < 0)
 656             return ret;
 657     }
 658
 659     available = ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[0]);
 660     wanted = FFMAX(s->min_part_size, (available / s->min_part_size) * s->min_part_size);
 661     ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[0], wanted, wanted, &in);
 662     if (ret > 0)
 663         ret = fir_frame(s, in, outlink);
 664
 665     if (ret < 0)
 666         return ret;
 667
 668     if (s->response && s->have_coeffs) {
 669         int64_t old_pts = s->video->pts;
 670         int64_t new_pts = av_rescale_q(s->pts, ctx->inputs[0]->time_base, ctx->outputs[1]->time_base);
 671
 672         if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]) && old_pts < new_pts) {
 673             AVFrame *clone;
 674             s->video->pts = new_pts;
 675             clone = av_frame_clone(s->video);
 676             if (!clone)
 677                 return AVERROR(ENOMEM);
 678             return ff_filter_frame(ctx->outputs[1], clone);
 679         }
 680     }
 681
 682     if (ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[0]) >= s->min_part_size) {
 683         ff_filter_set_ready(ctx, 10);
 684         return 0;
 685     }
 686
 687     if (ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[0], &status, &pts)) {
 688         if (status == AVERROR_EOF) {
 689             ff_outlink_set_status(ctx->outputs[0], status, pts);
 690             if (s->response)
 691                 ff_outlink_set_status(ctx->outputs[1], status, pts);
 692             return 0;
 693         }
 694     }
 695
 696     if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0]) &&
 697         !ff_outlink_get_status(ctx->inputs[0])) {
 698         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[0]);
 699         return 0;
 700     }
 701
 702     if (s->response &&
 703         ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]) &&
 704         !ff_outlink_get_status(ctx->inputs[0])) {
 705         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[0]);
 706         return 0;
 707     }
 708
 709     return FFERROR_NOT_READY;
 710 }
 711
 712 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 713 {
 714     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 715     AVFilterFormats *formats;
 716     AVFilterChannelLayouts *layouts;
 717     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
 718         AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 719         AV_SAMPLE_FMT_NONE
 720     };
 721     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 722         AV_PIX_FMT_RGB0,
 723         AV_PIX_FMT_NONE
 724     };
 725     int ret;
 726
 727     if (s->response) {
 728         AVFilterLink *videolink = ctx->outputs[1];
 729         formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 730         if ((ret = ff_formats_ref(formats, &videolink->in_formats)) < 0)
 731             return ret;
 732     }
 733
 734     layouts = ff_all_channel_counts();
 735     if (!layouts)
 736         return AVERROR(ENOMEM);
 737
 738     if (s->ir_format) {
 739         ret = ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
 740         if (ret < 0)
 741             return ret;
 742     } else {
 743         AVFilterChannelLayouts *mono = NULL;
 744
 745         ret = ff_add_channel_layout(&mono, AV_CH_LAYOUT_MONO);
 746         if (ret)
 747             return ret;
 748
 749         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[0]->out_channel_layouts)) < 0)
 750             return ret;
 751         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->in_channel_layouts)) < 0)
 752             return ret;
 753         for (int i = 1; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 754             if ((ret = ff_channel_layouts_ref(mono, &ctx->inputs[i]->out_channel_layouts)) < 0)
 755                 return ret;
 756         }
 757     }
 758
 759     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 760     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, formats)) < 0)
 761         return ret;
 762
 763     formats = ff_all_samplerates();
 764     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 765 }
 766
 767 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 768 {
 769     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 770     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 771
 772     s->one2many = ctx->inputs[1 + s->selir]->channels == 1;
 773     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 774     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 775     outlink->channel_layout = ctx->inputs[0]->channel_layout;
 776     outlink->channels = ctx->inputs[0]->channels;
 777
 778     s->nb_channels = outlink->channels;
 779     s->nb_coef_channels = ctx->inputs[1 + s->selir]->channels;
 780     s->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 781
 782     return 0;
 783 }
 784
 785 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 786 {
 787     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 788
 789     for (int i = 0; i < s->nb_segments; i++) {
 790         uninit_segment(ctx, &s->seg[i]);
 791     }
 792
 793     av_freep(&s->fdsp);
 794
 795     for (int i = 0; i < s->nb_irs; i++) {
 796         av_frame_free(&s->ir[i]);
 797     }
 798
 799     for (int i = 0; i < ctx->nb_inputs; i++)
 800         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 801
 802     for (int i = 0; i < ctx->nb_outputs; i++)
 803         av_freep(&ctx->output_pads[i].name);
 804     av_frame_free(&s->video);
 805 }
 806
 807 static int config_video(AVFilterLink *outlink)
 808 {
 809     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 810     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 811
 812     outlink->sample_aspect_ratio = (AVRational){1,1};
 813     outlink->w = s->w;
 814     outlink->h = s->h;
 815     outlink->frame_rate = s->frame_rate;
 816     outlink->time_base = av_inv_q(outlink->frame_rate);
 817
 818     av_frame_free(&s->video);
 819     s->video = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
 820     if (!s->video)
 821         return AVERROR(ENOMEM);
 822
 823     return 0;
 824 }
 825
 826 void ff_afir_init(AudioFIRDSPContext *dsp)
 827 {
 828     dsp->fcmul_add = fcmul_add_c;
 829
 830     if (ARCH_X86)
 831         ff_afir_init_x86(dsp);
 832 }
 833
 834 static av_cold int init(AVFilterContext *ctx)
 835 {
 836     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 837     AVFilterPad pad, vpad;
 838     int ret;
 839
 840     pad = (AVFilterPad) {
 841         .name = av_strdup("main"),
 842         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 843     };
 844
 845     if (!pad.name)
 846         return AVERROR(ENOMEM);
 847
 848     ret = ff_insert_inpad(ctx, 0, &pad);
 849     if (ret < 0) {
 850         av_freep(&pad.name);
 851         return ret;
 852     }
 853
 854     for (int n = 0; n < s->nb_irs; n++) {
 855         pad = (AVFilterPad) {
 856             .name = av_asprintf("ir%d", n),
 857             .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 858         };
 859
 860         if (!pad.name)
 861             return AVERROR(ENOMEM);
 862
 863         ret = ff_insert_inpad(ctx, n + 1, &pad);
 864         if (ret < 0) {
 865             av_freep(&pad.name);
 866             return ret;
 867         }
 868     }
 869
 870     pad = (AVFilterPad) {
 871         .name          = av_strdup("default"),
 872         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 873         .config_props  = config_output,
 874     };
 875
 876     if (!pad.name)
 877         return AVERROR(ENOMEM);
 878
 879     ret = ff_insert_outpad(ctx, 0, &pad);
 880     if (ret < 0) {
 881         av_freep(&pad.name);
 882         return ret;
 883     }
 884
 885     if (s->response) {
 886         vpad = (AVFilterPad){
 887             .name         = av_strdup("filter_response"),
 888             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 889             .config_props = config_video,
 890         };
 891         if (!vpad.name)
 892             return AVERROR(ENOMEM);
 893
 894         ret = ff_insert_outpad(ctx, 1, &vpad);
 895         if (ret < 0) {
 896             av_freep(&vpad.name);
 897             return ret;
 898         }
 899     }
 900
 901     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(0);
 902     if (!s->fdsp)
 903         return AVERROR(ENOMEM);
 904
 905     ff_afir_init(&s->afirdsp);
 906
 907     return 0;
 908 }
 909
 910 static int process_command(AVFilterContext *ctx,
 911                            const char *cmd,
 912                            const char *arg,
 913                            char *res,
 914                            int res_len,
 915                            int flags)
 916 {
 917     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 918     int prev_ir = s->selir;
 919     int ret = ff_filter_process_command(ctx, cmd, arg, res, res_len, flags);
 920
 921     if (ret < 0)
 922         return ret;
 923
 924     s->selir = FFMIN(s->nb_irs - 1, s->selir);
 925
 926     if (prev_ir != s->selir) {
 927         s->have_coeffs = 0;
 928     }
 929
 930     return 0;
 931 }
 932
 933 #define AF AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 934 #define AFR AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
 935 #define VF AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 936 #define OFFSET(x) offsetof(AudioFIRContext, x)
 937
 938 static const AVOption afir_options[] = {
 939     { "dry",    "set dry gain",      OFFSET(dry_gain),   AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0, 10, AF },
 940     { "wet",    "set wet gain",      OFFSET(wet_gain),   AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0, 10, AF },
 941     { "length", "set IR length",     OFFSET(length),     AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0,  1, AF },
 942     { "gtype",  "set IR auto gain type",OFFSET(gtype),   AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=0},   -1,  2, AF, "gtype" },
 943     {  "none",  "without auto gain", 0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=-1},   0,  0, AF, "gtype" },
 944     {  "peak",  "peak gain",         0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0},    0,  0, AF, "gtype" },
 945     {  "dc",    "DC gain",           0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1},    0,  0, AF, "gtype" },
 946     {  "gn",    "gain to noise",     0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=2},    0,  0, AF, "gtype" },
 947     { "irgain", "set IR gain",       OFFSET(ir_gain),    AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0,  1, AF },
 948     { "irfmt",  "set IR format",     OFFSET(ir_format),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=1},    0,  1, AF, "irfmt" },
 949     {  "mono",  "single channel",    0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0},    0,  0, AF, "irfmt" },
 950     {  "input", "same as input",     0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1},    0,  0, AF, "irfmt" },
 951     { "maxir",  "set max IR length", OFFSET(max_ir_len), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=30}, 0.1, 60, AF },
 952     { "response", "show IR frequency response", OFFSET(response), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, VF },
 953     { "channel", "set IR channel to display frequency response", OFFSET(ir_channel), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1024, VF },
 954     { "size",   "set video size",    OFFSET(w),          AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "hd720"}, 0, 0, VF },
 955     { "rate",   "set video rate",    OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str = "25"}, 0, INT32_MAX, VF },
 956     { "minp",   "set min partition size", OFFSET(minp),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=8192}, 1, 32768, AF },
 957     { "maxp",   "set max partition size", OFFSET(maxp),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=8192}, 8, 32768, AF },
 958     { "nbirs",  "set number of input IRs",OFFSET(nb_irs),AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=1},    1,    32, AF },
 959     { "ir",     "select IR",              OFFSET(selir), AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=0},    0,    31, AFR },
 960     { NULL }
 961 };
 962
 963 AVFILTER_DEFINE_CLASS(afir);
 964
 965 AVFilter ff_af_afir = {
 966     .name          = "afir",
 967     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply Finite Impulse Response filter with supplied coefficients in additional stream(s)."),
 968     .priv_size     = sizeof(AudioFIRContext),
 969     .priv_class    = &afir_class,
 970     .query_formats = query_formats,
 971     .init          = init,
 972     .activate      = activate,
 973     .uninit        = uninit,
 974     .process_command = process_command,
 975     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS  |
 976                      AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS |
 977                      AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 978 };