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