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 void fir_fadd(AudioFIRContext *s, float *dst, const float *src, int nb_samples)
  68 {
  69     if ((nb_samples & 15) == 0 && nb_samples >= 16) {
  70         s->fdsp->vector_fmac_scalar(dst, src, 1.f, nb_samples);
  71     } else {
  72         for (int n = 0; n < nb_samples; n++)
  73             dst[n] += src[n];
  74     }
  75 }
  76
  77 static int fir_quantum(AVFilterContext *ctx, AVFrame *out, int ch, int offset)
  78 {
  79     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
  80     const float *in = (const float *)s->in->extended_data[ch] + offset;
  81     float *block, *buf, *ptr = (float *)out->extended_data[ch] + offset;
  82     const int nb_samples = FFMIN(s->min_part_size, out->nb_samples - offset);
  83     int n, i, j;
  84
  85     for (int segment = 0; segment < s->nb_segments; segment++) {
  86         AudioFIRSegment *seg = &s->seg[segment];
  87         float *src = (float *)seg->input->extended_data[ch];
  88         float *dst = (float *)seg->output->extended_data[ch];
  89         float *sum = (float *)seg->sum->extended_data[ch];
  90
  91         if (s->min_part_size >= 8) {
  92             s->fdsp->vector_fmul_scalar(src + seg->input_offset, in, s->dry_gain, FFALIGN(nb_samples, 4));
  93             emms_c();
  94         } else {
  95             for (n = 0; n < nb_samples; n++)
  96                 src[seg->input_offset + n] = in[n] * s->dry_gain;
  97         }
  98
  99         seg->output_offset[ch] += s->min_part_size;
 100         if (seg->output_offset[ch] == seg->part_size) {
 101             seg->output_offset[ch] = 0;
 102         } else {
 103             memmove(src, src + s->min_part_size, (seg->input_size - s->min_part_size) * sizeof(*src));
 104
 105             dst += seg->output_offset[ch];
 106             fir_fadd(s, ptr, dst, nb_samples);
 107             continue;
 108         }
 109
 110         if (seg->part_size < 8) {
 111             memset(dst, 0, sizeof(*dst) * seg->part_size * seg->nb_partitions);
 112
 113             j = seg->part_index[ch];
 114
 115             for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
 116                 const int coffset = j * seg->coeff_size;
 117                 const FFTComplex *coeff = (const FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch * !s->one2many] + coffset;
 118
 119                 direct(src, coeff, nb_samples, dst);
 120
 121                 if (j == 0)
 122                     j = seg->nb_partitions;
 123                 j--;
 124             }
 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 < nb_samples; n++) {
 131                 ptr[n] += dst[n];
 132             }
 133             continue;
 134         }
 135
 136         memset(sum, 0, sizeof(*sum) * seg->fft_length);
 137         block = (float *)seg->block->extended_data[ch] + seg->part_index[ch] * seg->block_size;
 138         memset(block + seg->part_size, 0, sizeof(*block) * (seg->fft_length - seg->part_size));
 139
 140         memcpy(block, src, sizeof(*src) * seg->part_size);
 141
 142         av_rdft_calc(seg->rdft[ch], block);
 143         block[2 * seg->part_size] = block[1];
 144         block[1] = 0;
 145
 146         j = seg->part_index[ch];
 147
 148         for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
 149             const int coffset = j * seg->coeff_size;
 150             const float *block = (const float *)seg->block->extended_data[ch] + i * seg->block_size;
 151             const FFTComplex *coeff = (const FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch * !s->one2many] + coffset;
 152
 153             s->afirdsp.fcmul_add(sum, block, (const float *)coeff, seg->part_size);
 154
 155             if (j == 0)
 156                 j = seg->nb_partitions;
 157             j--;
 158         }
 159
 160         sum[1] = sum[2 * seg->part_size];
 161         av_rdft_calc(seg->irdft[ch], sum);
 162
 163         buf = (float *)seg->buffer->extended_data[ch];
 164         fir_fadd(s, buf, sum, seg->part_size);
 165
 166         memcpy(dst, buf, seg->part_size * sizeof(*dst));
 167
 168         buf = (float *)seg->buffer->extended_data[ch];
 169         memcpy(buf, sum + seg->part_size, seg->part_size * sizeof(*buf));
 170
 171         seg->part_index[ch] = (seg->part_index[ch] + 1) % seg->nb_partitions;
 172
 173         memmove(src, src + s->min_part_size, (seg->input_size - s->min_part_size) * sizeof(*src));
 174
 175         fir_fadd(s, ptr, dst, nb_samples);
 176     }
 177
 178     if (s->min_part_size >= 8) {
 179         s->fdsp->vector_fmul_scalar(ptr, ptr, s->wet_gain, FFALIGN(nb_samples, 4));
 180         emms_c();
 181     } else {
 182         for (n = 0; n < nb_samples; n++)
 183             ptr[n] *= s->wet_gain;
 184     }
 185
 186     return 0;
 187 }
 188
 189 static int fir_channel(AVFilterContext *ctx, AVFrame *out, int ch)
 190 {
 191     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 192
 193     for (int offset = 0; offset < out->nb_samples; offset += s->min_part_size) {
 194         fir_quantum(ctx, out, ch, offset);
 195     }
 196
 197     return 0;
 198 }
 199
 200 static int fir_channels(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)
 201 {
 202     AVFrame *out = arg;
 203     const int start = (out->channels * jobnr) / nb_jobs;
 204     const int end = (out->channels * (jobnr+1)) / nb_jobs;
 205
 206     for (int ch = start; ch < end; ch++) {
 207         fir_channel(ctx, out, ch);
 208     }
 209
 210     return 0;
 211 }
 212
 213 static int fir_frame(AudioFIRContext *s, AVFrame *in, AVFilterLink *outlink)
 214 {
 215     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 216     AVFrame *out = NULL;
 217
 218     out = ff_get_audio_buffer(outlink, in->nb_samples);
 219     if (!out) {
 220         av_frame_free(&in);
 221         return AVERROR(ENOMEM);
 222     }
 223
 224     if (s->pts == AV_NOPTS_VALUE)
 225         s->pts = in->pts;
 226     s->in = in;
 227     ctx->internal->execute(ctx, fir_channels, out, NULL, FFMIN(outlink->channels,
 228                                                                ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
 229
 230     out->pts = s->pts;
 231     if (s->pts != AV_NOPTS_VALUE)
 232         s->pts += av_rescale_q(out->nb_samples, (AVRational){1, outlink->sample_rate}, outlink->time_base);
 233
 234     av_frame_free(&in);
 235     s->in = NULL;
 236
 237     return ff_filter_frame(outlink, out);
 238 }
 239
 240 static void drawtext(AVFrame *pic, int x, int y, const char *txt, uint32_t color)
 241 {
 242     const uint8_t *font;
 243     int font_height;
 244     int i;
 245
 246     font = avpriv_cga_font, font_height = 8;
 247
 248     for (i = 0; txt[i]; i++) {
 249         int char_y, mask;
 250
 251         uint8_t *p = pic->data[0] + y * pic->linesize[0] + (x + i * 8) * 4;
 252         for (char_y = 0; char_y < font_height; char_y++) {
 253             for (mask = 0x80; mask; mask >>= 1) {
 254                 if (font[txt[i] * font_height + char_y] & mask)
 255                     AV_WL32(p, color);
 256                 p += 4;
 257             }
 258             p += pic->linesize[0] - 8 * 4;
 259         }
 260     }
 261 }
 262
 263 static void draw_line(AVFrame *out, int x0, int y0, int x1, int y1, uint32_t color)
 264 {
 265     int dx = FFABS(x1-x0);
 266     int dy = FFABS(y1-y0), sy = y0 < y1 ? 1 : -1;
 267     int err = (dx>dy ? dx : -dy) / 2, e2;
 268
 269     for (;;) {
 270         AV_WL32(out->data[0] + y0 * out->linesize[0] + x0 * 4, color);
 271
 272         if (x0 == x1 && y0 == y1)
 273             break;
 274
 275         e2 = err;
 276
 277         if (e2 >-dx) {
 278             err -= dy;
 279             x0--;
 280         }
 281
 282         if (e2 < dy) {
 283             err += dx;
 284             y0 += sy;
 285         }
 286     }
 287 }
 288
 289 static void draw_response(AVFilterContext *ctx, AVFrame *out)
 290 {
 291     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 292     float *mag, *phase, *delay, min = FLT_MAX, max = FLT_MIN;
 293     float min_delay = FLT_MAX, max_delay = FLT_MIN;
 294     int prev_ymag = -1, prev_yphase = -1, prev_ydelay = -1;
 295     char text[32];
 296     int channel, i, x;
 297
 298     memset(out->data[0], 0, s->h * out->linesize[0]);
 299
 300     phase = av_malloc_array(s->w, sizeof(*phase));
 301     mag = av_malloc_array(s->w, sizeof(*mag));
 302     delay = av_malloc_array(s->w, sizeof(*delay));
 303     if (!mag || !phase || !delay)
 304         goto end;
 305
 306     channel = av_clip(s->ir_channel, 0, s->ir[s->selir]->channels - 1);
 307     for (i = 0; i < s->w; i++) {
 308         const float *src = (const float *)s->ir[s->selir]->extended_data[channel];
 309         double w = i * M_PI / (s->w - 1);
 310         double div, real_num = 0., imag_num = 0., real = 0., imag = 0.;
 311
 312         for (x = 0; x < s->nb_taps; x++) {
 313             real += cos(-x * w) * src[x];
 314             imag += sin(-x * w) * src[x];
 315             real_num += cos(-x * w) * src[x] * x;
 316             imag_num += sin(-x * w) * src[x] * x;
 317         }
 318
 319         mag[i] = hypot(real, imag);
 320         phase[i] = atan2(imag, real);
 321         div = real * real + imag * imag;
 322         delay[i] = (real_num * real + imag_num * imag) / div;
 323         min = fminf(min, mag[i]);
 324         max = fmaxf(max, mag[i]);
 325         min_delay = fminf(min_delay, delay[i]);
 326         max_delay = fmaxf(max_delay, delay[i]);
 327     }
 328
 329     for (i = 0; i < s->w; i++) {
 330         int ymag = mag[i] / max * (s->h - 1);
 331         int ydelay = (delay[i] - min_delay) / (max_delay - min_delay) * (s->h - 1);
 332         int yphase = (0.5 * (1. + phase[i] / M_PI)) * (s->h - 1);
 333
 334         ymag = s->h - 1 - av_clip(ymag, 0, s->h - 1);
 335         yphase = s->h - 1 - av_clip(yphase, 0, s->h - 1);
 336         ydelay = s->h - 1 - av_clip(ydelay, 0, s->h - 1);
 337
 338         if (prev_ymag < 0)
 339             prev_ymag = ymag;
 340         if (prev_yphase < 0)
 341             prev_yphase = yphase;
 342         if (prev_ydelay < 0)
 343             prev_ydelay = ydelay;
 344
 345         draw_line(out, i,   ymag, FFMAX(i - 1, 0),   prev_ymag, 0xFFFF00FF);
 346         draw_line(out, i, yphase, FFMAX(i - 1, 0), prev_yphase, 0xFF00FF00);
 347         draw_line(out, i, ydelay, FFMAX(i - 1, 0), prev_ydelay, 0xFF00FFFF);
 348
 349         prev_ymag   = ymag;
 350         prev_yphase = yphase;
 351         prev_ydelay = ydelay;
 352     }
 353
 354     if (s->w > 400 && s->h > 100) {
 355         drawtext(out, 2, 2, "Max Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
 356         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max);
 357         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 2, text, 0xDDDDDDDD);
 358
 359         drawtext(out, 2, 12, "Min Magnitude:", 0xDDDDDDDD);
 360         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min);
 361         drawtext(out, 15 * 8 + 2, 12, text, 0xDDDDDDDD);
 362
 363         drawtext(out, 2, 22, "Max Delay:", 0xDDDDDDDD);
 364         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", max_delay);
 365         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 22, text, 0xDDDDDDDD);
 366
 367         drawtext(out, 2, 32, "Min Delay:", 0xDDDDDDDD);
 368         snprintf(text, sizeof(text), "%.2f", min_delay);
 369         drawtext(out, 11 * 8 + 2, 32, text, 0xDDDDDDDD);
 370     }
 371
 372 end:
 373     av_free(delay);
 374     av_free(phase);
 375     av_free(mag);
 376 }
 377
 378 static int init_segment(AVFilterContext *ctx, AudioFIRSegment *seg,
 379                         int offset, int nb_partitions, int part_size)
 380 {
 381     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 382
 383     seg->rdft  = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->rdft));
 384     seg->irdft = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->irdft));
 385     if (!seg->rdft || !seg->irdft)
 386         return AVERROR(ENOMEM);
 387
 388     seg->fft_length    = part_size * 2 + 1;
 389     seg->part_size     = part_size;
 390     seg->block_size    = FFALIGN(seg->fft_length, 32);
 391     seg->coeff_size    = FFALIGN(seg->part_size + 1, 32);
 392     seg->nb_partitions = nb_partitions;
 393     seg->input_size    = offset + s->min_part_size;
 394     seg->input_offset  = offset;
 395
 396     seg->part_index    = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->part_index));
 397     seg->output_offset = av_calloc(ctx->inputs[0]->channels, sizeof(*seg->output_offset));
 398     if (!seg->part_index || !seg->output_offset)
 399         return AVERROR(ENOMEM);
 400
 401     for (int ch = 0; ch < ctx->inputs[0]->channels && part_size >= 8; ch++) {
 402         seg->rdft[ch]  = av_rdft_init(av_log2(2 * part_size), DFT_R2C);
 403         seg->irdft[ch] = av_rdft_init(av_log2(2 * part_size), IDFT_C2R);
 404         if (!seg->rdft[ch] || !seg->irdft[ch])
 405             return AVERROR(ENOMEM);
 406     }
 407
 408     seg->sum    = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->fft_length);
 409     seg->block  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->nb_partitions * seg->block_size);
 410     seg->buffer = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->part_size);
 411     seg->coeff  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[1 + s->selir], seg->nb_partitions * seg->coeff_size * 2);
 412     seg->input  = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->input_size);
 413     seg->output = ff_get_audio_buffer(ctx->inputs[0], seg->part_size);
 414     if (!seg->buffer || !seg->sum || !seg->block || !seg->coeff || !seg->input || !seg->output)
 415         return AVERROR(ENOMEM);
 416
 417     return 0;
 418 }
 419
 420 static void uninit_segment(AVFilterContext *ctx, AudioFIRSegment *seg)
 421 {
 422     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 423
 424     if (seg->rdft) {
 425         for (int ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 426             av_rdft_end(seg->rdft[ch]);
 427         }
 428     }
 429     av_freep(&seg->rdft);
 430
 431     if (seg->irdft) {
 432         for (int ch = 0; ch < s->nb_channels; ch++) {
 433             av_rdft_end(seg->irdft[ch]);
 434         }
 435     }
 436     av_freep(&seg->irdft);
 437
 438     av_freep(&seg->output_offset);
 439     av_freep(&seg->part_index);
 440
 441     av_frame_free(&seg->block);
 442     av_frame_free(&seg->sum);
 443     av_frame_free(&seg->buffer);
 444     av_frame_free(&seg->coeff);
 445     av_frame_free(&seg->input);
 446     av_frame_free(&seg->output);
 447     seg->input_size = 0;
 448 }
 449
 450 static int convert_coeffs(AVFilterContext *ctx)
 451 {
 452     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 453     int ret, i, ch, n, cur_nb_taps;
 454     float power = 0;
 455
 456     if (!s->nb_taps) {
 457         int part_size, max_part_size;
 458         int left, offset = 0;
 459
 460         s->nb_taps = ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[1 + s->selir]);
 461         if (s->nb_taps <= 0)
 462             return AVERROR(EINVAL);
 463
 464         if (s->minp > s->maxp) {
 465             s->maxp = s->minp;
 466         }
 467
 468         left = s->nb_taps;
 469         part_size = 1 << av_log2(s->minp);
 470         max_part_size = 1 << av_log2(s->maxp);
 471
 472         s->min_part_size = part_size;
 473
 474         for (i = 0; left > 0; i++) {
 475             int step = part_size == max_part_size ? INT_MAX : 1 + (i == 0);
 476             int nb_partitions = FFMIN(step, (left + part_size - 1) / part_size);
 477
 478             s->nb_segments = i + 1;
 479             ret = init_segment(ctx, &s->seg[i], offset, nb_partitions, part_size);
 480             if (ret < 0)
 481                 return ret;
 482             offset += nb_partitions * part_size;
 483             left -= nb_partitions * part_size;
 484             part_size *= 2;
 485             part_size = FFMIN(part_size, max_part_size);
 486         }
 487     }
 488
 489     if (!s->ir[s->selir]) {
 490         ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[1 + s->selir], s->nb_taps, s->nb_taps, &s->ir[s->selir]);
 491         if (ret < 0)
 492             return ret;
 493         if (ret == 0)
 494             return AVERROR_BUG;
 495     }
 496
 497     if (s->response)
 498         draw_response(ctx, s->video);
 499
 500     s->gain = 1;
 501     cur_nb_taps = s->ir[s->selir]->nb_samples;
 502
 503     switch (s->gtype) {
 504     case -1:
 505         /* nothing to do */
 506         break;
 507     case 0:
 508         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 509             float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 510
 511             for (i = 0; i < cur_nb_taps; i++)
 512                 power += FFABS(time[i]);
 513         }
 514         s->gain = ctx->inputs[1 + s->selir]->channels / power;
 515         break;
 516     case 1:
 517         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 518             float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 519
 520             for (i = 0; i < cur_nb_taps; i++)
 521                 power += time[i];
 522         }
 523         s->gain = ctx->inputs[1 + s->selir]->channels / power;
 524         break;
 525     case 2:
 526         for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 527             float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 528
 529             for (i = 0; i < cur_nb_taps; i++)
 530                 power += time[i] * time[i];
 531         }
 532         s->gain = sqrtf(ch / power);
 533         break;
 534     default:
 535         return AVERROR_BUG;
 536     }
 537
 538     s->gain = FFMIN(s->gain * s->ir_gain, 1.f);
 539     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "power %f, gain %f\n", power, s->gain);
 540     for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 541         float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 542
 543         s->fdsp->vector_fmul_scalar(time, time, s->gain, FFALIGN(cur_nb_taps, 4));
 544     }
 545
 546     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_taps: %d\n", cur_nb_taps);
 547     av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_segments: %d\n", s->nb_segments);
 548
 549     for (ch = 0; ch < ctx->inputs[1 + s->selir]->channels; ch++) {
 550         float *time = (float *)s->ir[s->selir]->extended_data[!s->one2many * ch];
 551         int toffset = 0;
 552
 553         for (i = FFMAX(1, s->length * s->nb_taps); i < s->nb_taps; i++)
 554             time[i] = 0;
 555
 556         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "channel: %d\n", ch);
 557
 558         for (int segment = 0; segment < s->nb_segments; segment++) {
 559             AudioFIRSegment *seg = &s->seg[segment];
 560             float *block = (float *)seg->block->extended_data[ch];
 561             FFTComplex *coeff = (FFTComplex *)seg->coeff->extended_data[ch];
 562
 563             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "segment: %d\n", segment);
 564
 565             for (i = 0; i < seg->nb_partitions; i++) {
 566                 const float scale = 1.f / seg->part_size;
 567                 const int coffset = i * seg->coeff_size;
 568                 const int remaining = s->nb_taps - toffset;
 569                 const int size = remaining >= seg->part_size ? seg->part_size : remaining;
 570
 571                 if (size < 8) {
 572                     for (n = 0; n < size; n++)
 573                         coeff[coffset + n].re = time[toffset + n];
 574
 575                     toffset += size;
 576                     continue;
 577                 }
 578
 579                 memset(block, 0, sizeof(*block) * seg->fft_length);
 580                 memcpy(block, time + toffset, size * sizeof(*block));
 581
 582                 av_rdft_calc(seg->rdft[0], block);
 583
 584                 coeff[coffset].re = block[0] * scale;
 585                 coeff[coffset].im = 0;
 586                 for (n = 1; n < seg->part_size; n++) {
 587                     coeff[coffset + n].re = block[2 * n] * scale;
 588                     coeff[coffset + n].im = block[2 * n + 1] * scale;
 589                 }
 590                 coeff[coffset + seg->part_size].re = block[1] * scale;
 591                 coeff[coffset + seg->part_size].im = 0;
 592
 593                 toffset += size;
 594             }
 595
 596             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "nb_partitions: %d\n", seg->nb_partitions);
 597             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "partition size: %d\n", seg->part_size);
 598             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "block size: %d\n", seg->block_size);
 599             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "fft_length: %d\n", seg->fft_length);
 600             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "coeff_size: %d\n", seg->coeff_size);
 601             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "input_size: %d\n", seg->input_size);
 602             av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "input_offset: %d\n", seg->input_offset);
 603         }
 604     }
 605
 606     s->have_coeffs = 1;
 607
 608     return 0;
 609 }
 610
 611 static int check_ir(AVFilterLink *link)
 612 {
 613     AVFilterContext *ctx = link->dst;
 614     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 615     int nb_taps, max_nb_taps;
 616
 617     nb_taps = ff_inlink_queued_samples(link);
 618     max_nb_taps = s->max_ir_len * ctx->outputs[0]->sample_rate;
 619     if (nb_taps > max_nb_taps) {
 620         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too big number of coefficients: %d > %d.\n", nb_taps, max_nb_taps);
 621         return AVERROR(EINVAL);
 622     }
 623
 624     return 0;
 625 }
 626
 627 static int activate(AVFilterContext *ctx)
 628 {
 629     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 630     AVFilterLink *outlink = ctx->outputs[0];
 631     int ret, status, available, wanted;
 632     AVFrame *in = NULL;
 633     int64_t pts;
 634
 635     FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[0], ctx);
 636     if (s->response)
 637         FF_FILTER_FORWARD_STATUS_BACK_ALL(ctx->outputs[1], ctx);
 638     if (!s->eof_coeffs[s->selir]) {
 639         ret = check_ir(ctx->inputs[1 + s->selir]);
 640         if (ret < 0)
 641             return ret;
 642
 643         if (ff_outlink_get_status(ctx->inputs[1 + s->selir]) == AVERROR_EOF)
 644             s->eof_coeffs[s->selir] = 1;
 645
 646         if (!s->eof_coeffs[s->selir]) {
 647             if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0]))
 648                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[1 + s->selir]);
 649             else if (s->response && ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]))
 650                 ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[1 + s->selir]);
 651             return 0;
 652         }
 653     }
 654
 655     if (!s->have_coeffs && s->eof_coeffs[s->selir]) {
 656         ret = convert_coeffs(ctx);
 657         if (ret < 0)
 658             return ret;
 659     }
 660
 661     available = ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[0]);
 662     wanted = FFMAX(s->min_part_size, (available / s->min_part_size) * s->min_part_size);
 663     ret = ff_inlink_consume_samples(ctx->inputs[0], wanted, wanted, &in);
 664     if (ret > 0)
 665         ret = fir_frame(s, in, outlink);
 666
 667     if (ret < 0)
 668         return ret;
 669
 670     if (s->response && s->have_coeffs) {
 671         int64_t old_pts = s->video->pts;
 672         int64_t new_pts = av_rescale_q(s->pts, ctx->inputs[0]->time_base, ctx->outputs[1]->time_base);
 673
 674         if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]) && old_pts < new_pts) {
 675             AVFrame *clone;
 676             s->video->pts = new_pts;
 677             clone = av_frame_clone(s->video);
 678             if (!clone)
 679                 return AVERROR(ENOMEM);
 680             return ff_filter_frame(ctx->outputs[1], clone);
 681         }
 682     }
 683
 684     if (ff_inlink_queued_samples(ctx->inputs[0]) >= s->min_part_size) {
 685         ff_filter_set_ready(ctx, 10);
 686         return 0;
 687     }
 688
 689     if (ff_inlink_acknowledge_status(ctx->inputs[0], &status, &pts)) {
 690         if (status == AVERROR_EOF) {
 691             ff_outlink_set_status(ctx->outputs[0], status, pts);
 692             if (s->response)
 693                 ff_outlink_set_status(ctx->outputs[1], status, pts);
 694             return 0;
 695         }
 696     }
 697
 698     if (ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[0]) &&
 699         !ff_outlink_get_status(ctx->inputs[0])) {
 700         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[0]);
 701         return 0;
 702     }
 703
 704     if (s->response &&
 705         ff_outlink_frame_wanted(ctx->outputs[1]) &&
 706         !ff_outlink_get_status(ctx->inputs[0])) {
 707         ff_inlink_request_frame(ctx->inputs[0]);
 708         return 0;
 709     }
 710
 711     return FFERROR_NOT_READY;
 712 }
 713
 714 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
 715 {
 716     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 717     AVFilterFormats *formats;
 718     AVFilterChannelLayouts *layouts;
 719     static const enum AVSampleFormat sample_fmts[] = {
 720         AV_SAMPLE_FMT_FLTP,
 721         AV_SAMPLE_FMT_NONE
 722     };
 723     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
 724         AV_PIX_FMT_RGB0,
 725         AV_PIX_FMT_NONE
 726     };
 727     int ret;
 728
 729     if (s->response) {
 730         AVFilterLink *videolink = ctx->outputs[1];
 731         formats = ff_make_format_list(pix_fmts);
 732         if ((ret = ff_formats_ref(formats, &videolink->incfg.formats)) < 0)
 733             return ret;
 734     }
 735
 736     layouts = ff_all_channel_counts();
 737     if (!layouts)
 738         return AVERROR(ENOMEM);
 739
 740     if (s->ir_format) {
 741         ret = ff_set_common_channel_layouts(ctx, layouts);
 742         if (ret < 0)
 743             return ret;
 744     } else {
 745         AVFilterChannelLayouts *mono = NULL;
 746
 747         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->inputs[0]->outcfg.channel_layouts)) < 0)
 748             return ret;
 749         if ((ret = ff_channel_layouts_ref(layouts, &ctx->outputs[0]->incfg.channel_layouts)) < 0)
 750             return ret;
 751
 752         ret = ff_add_channel_layout(&mono, AV_CH_LAYOUT_MONO);
 753         if (ret)
 754             return ret;
 755         for (int i = 1; i < ctx->nb_inputs; i++) {
 756             if ((ret = ff_channel_layouts_ref(mono, &ctx->inputs[i]->outcfg.channel_layouts)) < 0)
 757                 return ret;
 758         }
 759     }
 760
 761     formats = ff_make_format_list(sample_fmts);
 762     if ((ret = ff_set_common_formats(ctx, formats)) < 0)
 763         return ret;
 764
 765     formats = ff_all_samplerates();
 766     return ff_set_common_samplerates(ctx, formats);
 767 }
 768
 769 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
 770 {
 771     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
 772     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 773
 774     s->one2many = ctx->inputs[1 + s->selir]->channels == 1;
 775     outlink->sample_rate = ctx->inputs[0]->sample_rate;
 776     outlink->time_base   = ctx->inputs[0]->time_base;
 777     outlink->channel_layout = ctx->inputs[0]->channel_layout;
 778     outlink->channels = ctx->inputs[0]->channels;
 779
 780     s->nb_channels = outlink->channels;
 781     s->nb_coef_channels = ctx->inputs[1 + s->selir]->channels;
 782     s->pts = AV_NOPTS_VALUE;
 783
 784     return 0;
 785 }
 786
 787 static av_cold void uninit(AVFilterContext *ctx)
 788 {
 789     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 790
 791     for (int i = 0; i < s->nb_segments; i++) {
 792         uninit_segment(ctx, &s->seg[i]);
 793     }
 794
 795     av_freep(&s->fdsp);
 796
 797     for (int i = 0; i < s->nb_irs; i++) {
 798         av_frame_free(&s->ir[i]);
 799     }
 800
 801     for (unsigned i = 1; i < ctx->nb_inputs; i++)
 802         av_freep(&ctx->input_pads[i].name);
 803
 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 = "main",
 842         .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 843     };
 844
 845     ret = ff_insert_inpad(ctx, 0, &pad);
 846     if (ret < 0)
 847         return ret;
 848
 849     for (int n = 0; n < s->nb_irs; n++) {
 850         pad = (AVFilterPad) {
 851             .name = av_asprintf("ir%d", n),
 852             .type = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 853         };
 854
 855         if (!pad.name)
 856             return AVERROR(ENOMEM);
 857
 858         ret = ff_insert_inpad(ctx, n + 1, &pad);
 859         if (ret < 0) {
 860             av_freep(&pad.name);
 861             return ret;
 862         }
 863     }
 864
 865     pad = (AVFilterPad) {
 866         .name          = "default",
 867         .type          = AVMEDIA_TYPE_AUDIO,
 868         .config_props  = config_output,
 869     };
 870
 871     ret = ff_insert_outpad(ctx, 0, &pad);
 872     if (ret < 0)
 873         return ret;
 874
 875     if (s->response) {
 876         vpad = (AVFilterPad){
 877             .name         = "filter_response",
 878             .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
 879             .config_props = config_video,
 880         };
 881
 882         ret = ff_insert_outpad(ctx, 1, &vpad);
 883         if (ret < 0)
 884             return ret;
 885     }
 886
 887     s->fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(0);
 888     if (!s->fdsp)
 889         return AVERROR(ENOMEM);
 890
 891     ff_afir_init(&s->afirdsp);
 892
 893     return 0;
 894 }
 895
 896 static int process_command(AVFilterContext *ctx,
 897                            const char *cmd,
 898                            const char *arg,
 899                            char *res,
 900                            int res_len,
 901                            int flags)
 902 {
 903     AudioFIRContext *s = ctx->priv;
 904     int prev_ir = s->selir;
 905     int ret = ff_filter_process_command(ctx, cmd, arg, res, res_len, flags);
 906
 907     if (ret < 0)
 908         return ret;
 909
 910     s->selir = FFMIN(s->nb_irs - 1, s->selir);
 911
 912     if (prev_ir != s->selir) {
 913         s->have_coeffs = 0;
 914     }
 915
 916     return 0;
 917 }
 918
 919 #define AF AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 920 #define AFR AV_OPT_FLAG_AUDIO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
 921 #define VF AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM
 922 #define OFFSET(x) offsetof(AudioFIRContext, x)
 923
 924 static const AVOption afir_options[] = {
 925     { "dry",    "set dry gain",      OFFSET(dry_gain),   AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0, 10, AF },
 926     { "wet",    "set wet gain",      OFFSET(wet_gain),   AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0, 10, AF },
 927     { "length", "set IR length",     OFFSET(length),     AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0,  1, AF },
 928     { "gtype",  "set IR auto gain type",OFFSET(gtype),   AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=0},   -1,  2, AF, "gtype" },
 929     {  "none",  "without auto gain", 0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=-1},   0,  0, AF, "gtype" },
 930     {  "peak",  "peak gain",         0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0},    0,  0, AF, "gtype" },
 931     {  "dc",    "DC gain",           0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1},    0,  0, AF, "gtype" },
 932     {  "gn",    "gain to noise",     0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=2},    0,  0, AF, "gtype" },
 933     { "irgain", "set IR gain",       OFFSET(ir_gain),    AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=1},    0,  1, AF },
 934     { "irfmt",  "set IR format",     OFFSET(ir_format),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=1},    0,  1, AF, "irfmt" },
 935     {  "mono",  "single channel",    0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=0},    0,  0, AF, "irfmt" },
 936     {  "input", "same as input",     0,                  AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=1},    0,  0, AF, "irfmt" },
 937     { "maxir",  "set max IR length", OFFSET(max_ir_len), AV_OPT_TYPE_FLOAT, {.dbl=30}, 0.1, 60, AF },
 938     { "response", "show IR frequency response", OFFSET(response), AV_OPT_TYPE_BOOL, {.i64=0}, 0, 1, VF },
 939     { "channel", "set IR channel to display frequency response", OFFSET(ir_channel), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=0}, 0, 1024, VF },
 940     { "size",   "set video size",    OFFSET(w),          AV_OPT_TYPE_IMAGE_SIZE, {.str = "hd720"}, 0, 0, VF },
 941     { "rate",   "set video rate",    OFFSET(frame_rate), AV_OPT_TYPE_VIDEO_RATE, {.str = "25"}, 0, INT32_MAX, VF },
 942     { "minp",   "set min partition size", OFFSET(minp),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=8192}, 1, 32768, AF },
 943     { "maxp",   "set max partition size", OFFSET(maxp),  AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=8192}, 8, 32768, AF },
 944     { "nbirs",  "set number of input IRs",OFFSET(nb_irs),AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=1},    1,    32, AF },
 945     { "ir",     "select IR",              OFFSET(selir), AV_OPT_TYPE_INT,   {.i64=0},    0,    31, AFR },
 946     { NULL }
 947 };
 948
 949 AVFILTER_DEFINE_CLASS(afir);
 950
 951 AVFilter ff_af_afir = {
 952     .name          = "afir",
 953     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Apply Finite Impulse Response filter with supplied coefficients in additional stream(s)."),
 954     .priv_size     = sizeof(AudioFIRContext),
 955     .priv_class    = &afir_class,
 956     .query_formats = query_formats,
 957     .init          = init,
 958     .activate      = activate,
 959     .uninit        = uninit,
 960     .process_command = process_command,
 961     .flags         = AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_INPUTS  |
 962                      AVFILTER_FLAG_DYNAMIC_OUTPUTS |
 963                      AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
 964 };