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network: Always use our version of gai_strerror on windows
[ffmpeg] / libavfilter / avfilter.h
1 /*
2  * filter layer
3  * Copyright (c) 2007 Bobby Bingham
4  *
5  * This file is part of Libav.
6  *
7  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #ifndef AVFILTER_AVFILTER_H
23 #define AVFILTER_AVFILTER_H
24
25 #include "libavutil/avutil.h"
26 #include "libavutil/log.h"
27 #include "libavutil/samplefmt.h"
28 #include "libavutil/pixfmt.h"
29 #include "libavutil/rational.h"
30 #include "libavcodec/avcodec.h"
31
32 #include <stddef.h>
33
34 #include "libavfilter/version.h"
35
36 /**
37  * Return the LIBAVFILTER_VERSION_INT constant.
38  */
39 unsigned avfilter_version(void);
40
41 /**
42  * Return the libavfilter build-time configuration.
43  */
44 const char *avfilter_configuration(void);
45
46 /**
47  * Return the libavfilter license.
48  */
49 const char *avfilter_license(void);
50
51
52 typedef struct AVFilterContext AVFilterContext;
53 typedef struct AVFilterLink    AVFilterLink;
54 typedef struct AVFilterPad     AVFilterPad;
55 typedef struct AVFilterFormats AVFilterFormats;
56
57 /**
58  * A reference-counted buffer data type used by the filter system. Filters
59  * should not store pointers to this structure directly, but instead use the
60  * AVFilterBufferRef structure below.
61  */
62 typedef struct AVFilterBuffer {
63     uint8_t *data[8];           ///< buffer data for each plane/channel
64
65     /**
66      * pointers to the data planes/channels.
67      *
68      * For video, this should simply point to data[].
69      *
70      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
71      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
72      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
73      * contains the total size of the buffer for all channels.
74      *
75      * Note: Both data and extended_data will always be set, but for planar
76      * audio with more channels that can fit in data, extended_data must be used
77      * in order to access all channels.
78      */
79     uint8_t **extended_data;
80     int linesize[8];            ///< number of bytes per line
81
82     /** private data to be used by a custom free function */
83     void *priv;
84     /**
85      * A pointer to the function to deallocate this buffer if the default
86      * function is not sufficient. This could, for example, add the memory
87      * back into a memory pool to be reused later without the overhead of
88      * reallocating it from scratch.
89      */
90     void (*free)(struct AVFilterBuffer *buf);
91
92     int format;                 ///< media format
93     int w, h;                   ///< width and height of the allocated buffer
94     unsigned refcount;          ///< number of references to this buffer
95 } AVFilterBuffer;
96
97 #define AV_PERM_READ     0x01   ///< can read from the buffer
98 #define AV_PERM_WRITE    0x02   ///< can write to the buffer
99 #define AV_PERM_PRESERVE 0x04   ///< nobody else can overwrite the buffer
100 #define AV_PERM_REUSE    0x08   ///< can output the buffer multiple times, with the same contents each time
101 #define AV_PERM_REUSE2   0x10   ///< can output the buffer multiple times, modified each time
102 #define AV_PERM_NEG_LINESIZES 0x20  ///< the buffer requested can have negative linesizes
103
104 /**
105  * Audio specific properties in a reference to an AVFilterBuffer. Since
106  * AVFilterBufferRef is common to different media formats, audio specific
107  * per reference properties must be separated out.
108  */
109 typedef struct AVFilterBufferRefAudioProps {
110     uint64_t channel_layout;    ///< channel layout of audio buffer
111     int nb_samples;             ///< number of audio samples
112     int sample_rate;            ///< audio buffer sample rate
113     int planar;                 ///< audio buffer - planar or packed
114 } AVFilterBufferRefAudioProps;
115
116 /**
117  * Video specific properties in a reference to an AVFilterBuffer. Since
118  * AVFilterBufferRef is common to different media formats, video specific
119  * per reference properties must be separated out.
120  */
121 typedef struct AVFilterBufferRefVideoProps {
122     int w;                      ///< image width
123     int h;                      ///< image height
124     AVRational pixel_aspect;    ///< pixel aspect ratio
125     int interlaced;             ///< is frame interlaced
126     int top_field_first;        ///< field order
127     enum AVPictureType pict_type; ///< picture type of the frame
128     int key_frame;              ///< 1 -> keyframe, 0-> not
129 } AVFilterBufferRefVideoProps;
130
131 /**
132  * A reference to an AVFilterBuffer. Since filters can manipulate the origin of
133  * a buffer to, for example, crop image without any memcpy, the buffer origin
134  * and dimensions are per-reference properties. Linesize is also useful for
135  * image flipping, frame to field filters, etc, and so is also per-reference.
136  *
137  * TODO: add anything necessary for frame reordering
138  */
139 typedef struct AVFilterBufferRef {
140     AVFilterBuffer *buf;        ///< the buffer that this is a reference to
141     uint8_t *data[8];           ///< picture/audio data for each plane
142     /**
143      * pointers to the data planes/channels.
144      *
145      * For video, this should simply point to data[].
146      *
147      * For planar audio, each channel has a separate data pointer, and
148      * linesize[0] contains the size of each channel buffer.
149      * For packed audio, there is just one data pointer, and linesize[0]
150      * contains the total size of the buffer for all channels.
151      *
152      * Note: Both data and extended_data will always be set, but for planar
153      * audio with more channels that can fit in data, extended_data must be used
154      * in order to access all channels.
155      */
156     uint8_t **extended_data;
157     int linesize[8];            ///< number of bytes per line
158
159     AVFilterBufferRefVideoProps *video; ///< video buffer specific properties
160     AVFilterBufferRefAudioProps *audio; ///< audio buffer specific properties
161
162     /**
163      * presentation timestamp. The time unit may change during
164      * filtering, as it is specified in the link and the filter code
165      * may need to rescale the PTS accordingly.
166      */
167     int64_t pts;
168     int64_t pos;                ///< byte position in stream, -1 if unknown
169
170     int format;                 ///< media format
171
172     int perms;                  ///< permissions, see the AV_PERM_* flags
173
174     enum AVMediaType type;      ///< media type of buffer data
175 } AVFilterBufferRef;
176
177 /**
178  * Copy properties of src to dst, without copying the actual data
179  */
180 void avfilter_copy_buffer_ref_props(AVFilterBufferRef *dst, AVFilterBufferRef *src);
181
182 /**
183  * Add a new reference to a buffer.
184  *
185  * @param ref   an existing reference to the buffer
186  * @param pmask a bitmask containing the allowable permissions in the new
187  *              reference
188  * @return      a new reference to the buffer with the same properties as the
189  *              old, excluding any permissions denied by pmask
190  */
191 AVFilterBufferRef *avfilter_ref_buffer(AVFilterBufferRef *ref, int pmask);
192
193 /**
194  * Remove a reference to a buffer. If this is the last reference to the
195  * buffer, the buffer itself is also automatically freed.
196  *
197  * @param ref reference to the buffer, may be NULL
198  */
199 void avfilter_unref_buffer(AVFilterBufferRef *ref);
200
201 #if FF_API_AVFILTERPAD_PUBLIC
202 /**
203  * A filter pad used for either input or output.
204  *
205  * @warning this struct will be removed from public API.
206  * users should call avfilter_pad_get_name() and avfilter_pad_get_type()
207  * to access the name and type fields; there should be no need to access
208  * any other fields from outside of libavfilter.
209  */
210 struct AVFilterPad {
211     /**
212      * Pad name. The name is unique among inputs and among outputs, but an
213      * input may have the same name as an output. This may be NULL if this
214      * pad has no need to ever be referenced by name.
215      */
216     const char *name;
217
218     /**
219      * AVFilterPad type.
220      */
221     enum AVMediaType type;
222
223     /**
224      * Minimum required permissions on incoming buffers. Any buffer with
225      * insufficient permissions will be automatically copied by the filter
226      * system to a new buffer which provides the needed access permissions.
227      *
228      * Input pads only.
229      */
230     int min_perms;
231
232     /**
233      * Permissions which are not accepted on incoming buffers. Any buffer
234      * which has any of these permissions set will be automatically copied
235      * by the filter system to a new buffer which does not have those
236      * permissions. This can be used to easily disallow buffers with
237      * AV_PERM_REUSE.
238      *
239      * Input pads only.
240      */
241     int rej_perms;
242
243     /**
244      * Callback called before passing the first slice of a new frame. If
245      * NULL, the filter layer will default to storing a reference to the
246      * picture inside the link structure.
247      *
248      * Input video pads only.
249      */
250     void (*start_frame)(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *picref);
251
252     /**
253      * Callback function to get a video buffer. If NULL, the filter system will
254      * use avfilter_default_get_video_buffer().
255      *
256      * Input video pads only.
257      */
258     AVFilterBufferRef *(*get_video_buffer)(AVFilterLink *link, int perms, int w, int h);
259
260     /**
261      * Callback function to get an audio buffer. If NULL, the filter system will
262      * use avfilter_default_get_audio_buffer().
263      *
264      * Input audio pads only.
265      */
266     AVFilterBufferRef *(*get_audio_buffer)(AVFilterLink *link, int perms,
267                                            int nb_samples);
268
269     /**
270      * Callback called after the slices of a frame are completely sent. If
271      * NULL, the filter layer will default to releasing the reference stored
272      * in the link structure during start_frame().
273      *
274      * Input video pads only.
275      */
276     void (*end_frame)(AVFilterLink *link);
277
278     /**
279      * Slice drawing callback. This is where a filter receives video data
280      * and should do its processing.
281      *
282      * Input video pads only.
283      */
284     void (*draw_slice)(AVFilterLink *link, int y, int height, int slice_dir);
285
286     /**
287      * Samples filtering callback. This is where a filter receives audio data
288      * and should do its processing.
289      *
290      * Input audio pads only.
291      *
292      * @return >= 0 on success, a negative AVERROR on error. This function
293      * must ensure that samplesref is properly unreferenced on error if it
294      * hasn't been passed on to another filter.
295      */
296     int (*filter_samples)(AVFilterLink *link, AVFilterBufferRef *samplesref);
297
298     /**
299      * Frame poll callback. This returns the number of immediately available
300      * samples. It should return a positive value if the next request_frame()
301      * is guaranteed to return one frame (with no delay).
302      *
303      * Defaults to just calling the source poll_frame() method.
304      *
305      * Output pads only.
306      */
307     int (*poll_frame)(AVFilterLink *link);
308
309     /**
310      * Frame request callback. A call to this should result in at least one
311      * frame being output over the given link. This should return zero on
312      * success, and another value on error.
313      *
314      * Output pads only.
315      */
316     int (*request_frame)(AVFilterLink *link);
317
318     /**
319      * Link configuration callback.
320      *
321      * For output pads, this should set the link properties such as
322      * width/height. This should NOT set the format property - that is
323      * negotiated between filters by the filter system using the
324      * query_formats() callback before this function is called.
325      *
326      * For input pads, this should check the properties of the link, and update
327      * the filter's internal state as necessary.
328      *
329      * For both input and output filters, this should return zero on success,
330      * and another value on error.
331      */
332     int (*config_props)(AVFilterLink *link);
333
334     /**
335      * The filter expects a fifo to be inserted on its input link,
336      * typically because it has a delay.
337      *
338      * input pads only.
339      */
340     int needs_fifo;
341 };
342 #endif
343
344 /**
345  * Get the name of an AVFilterPad.
346  *
347  * @param pads an array of AVFilterPads
348  * @param pad_idx index of the pad in the array it; is the caller's
349  *                responsibility to ensure the index is valid
350  *
351  * @return name of the pad_idx'th pad in pads
352  */
353 const char *avfilter_pad_get_name(AVFilterPad *pads, int pad_idx);
354
355 /**
356  * Get the type of an AVFilterPad.
357  *
358  * @param pads an array of AVFilterPads
359  * @param pad_idx index of the pad in the array; it is the caller's
360  *                responsibility to ensure the index is valid
361  *
362  * @return type of the pad_idx'th pad in pads
363  */
364 enum AVMediaType avfilter_pad_get_type(AVFilterPad *pads, int pad_idx);
365
366 /**
367  * Filter definition. This defines the pads a filter contains, and all the
368  * callback functions used to interact with the filter.
369  */
370 typedef struct AVFilter {
371     const char *name;         ///< filter name
372
373     /**
374      * A description for the filter. You should use the
375      * NULL_IF_CONFIG_SMALL() macro to define it.
376      */
377     const char *description;
378
379     const AVFilterPad *inputs;  ///< NULL terminated list of inputs. NULL if none
380     const AVFilterPad *outputs; ///< NULL terminated list of outputs. NULL if none
381
382     /*****************************************************************
383      * All fields below this line are not part of the public API. They
384      * may not be used outside of libavfilter and can be changed and
385      * removed at will.
386      * New public fields should be added right above.
387      *****************************************************************
388      */
389
390     /**
391      * Filter initialization function. Args contains the user-supplied
392      * parameters. FIXME: maybe an AVOption-based system would be better?
393      */
394     int (*init)(AVFilterContext *ctx, const char *args);
395
396     /**
397      * Filter uninitialization function. Should deallocate any memory held
398      * by the filter, release any buffer references, etc. This does not need
399      * to deallocate the AVFilterContext->priv memory itself.
400      */
401     void (*uninit)(AVFilterContext *ctx);
402
403     /**
404      * Queries formats supported by the filter and its pads, and sets the
405      * in_formats for links connected to its output pads, and out_formats
406      * for links connected to its input pads.
407      *
408      * @return zero on success, a negative value corresponding to an
409      * AVERROR code otherwise
410      */
411     int (*query_formats)(AVFilterContext *);
412
413     int priv_size;      ///< size of private data to allocate for the filter
414 } AVFilter;
415
416 /** An instance of a filter */
417 struct AVFilterContext {
418     const AVClass *av_class;              ///< needed for av_log()
419
420     AVFilter *filter;               ///< the AVFilter of which this is an instance
421
422     char *name;                     ///< name of this filter instance
423
424     AVFilterPad   *input_pads;      ///< array of input pads
425     AVFilterLink **inputs;          ///< array of pointers to input links
426 #if FF_API_FOO_COUNT
427     unsigned input_count;           ///< @deprecated use nb_inputs
428 #endif
429     unsigned    nb_inputs;          ///< number of input pads
430
431     AVFilterPad   *output_pads;     ///< array of output pads
432     AVFilterLink **outputs;         ///< array of pointers to output links
433 #if FF_API_FOO_COUNT
434     unsigned output_count;          ///< @deprecated use nb_outputs
435 #endif
436     unsigned    nb_outputs;         ///< number of output pads
437
438     void *priv;                     ///< private data for use by the filter
439 };
440
441 /**
442  * A link between two filters. This contains pointers to the source and
443  * destination filters between which this link exists, and the indexes of
444  * the pads involved. In addition, this link also contains the parameters
445  * which have been negotiated and agreed upon between the filter, such as
446  * image dimensions, format, etc.
447  */
448 struct AVFilterLink {
449     AVFilterContext *src;       ///< source filter
450     AVFilterPad *srcpad;        ///< output pad on the source filter
451
452     AVFilterContext *dst;       ///< dest filter
453     AVFilterPad *dstpad;        ///< input pad on the dest filter
454
455     enum AVMediaType type;      ///< filter media type
456
457     /* These parameters apply only to video */
458     int w;                      ///< agreed upon image width
459     int h;                      ///< agreed upon image height
460     AVRational sample_aspect_ratio; ///< agreed upon sample aspect ratio
461     /* These two parameters apply only to audio */
462     uint64_t channel_layout;    ///< channel layout of current buffer (see libavutil/audioconvert.h)
463     int sample_rate;            ///< samples per second
464
465     int format;                 ///< agreed upon media format
466
467     /**
468      * Define the time base used by the PTS of the frames/samples
469      * which will pass through this link.
470      * During the configuration stage, each filter is supposed to
471      * change only the output timebase, while the timebase of the
472      * input link is assumed to be an unchangeable property.
473      */
474     AVRational time_base;
475
476     /*****************************************************************
477      * All fields below this line are not part of the public API. They
478      * may not be used outside of libavfilter and can be changed and
479      * removed at will.
480      * New public fields should be added right above.
481      *****************************************************************
482      */
483     /**
484      * Lists of formats supported by the input and output filters respectively.
485      * These lists are used for negotiating the format to actually be used,
486      * which will be loaded into the format member, above, when chosen.
487      */
488     AVFilterFormats *in_formats;
489     AVFilterFormats *out_formats;
490
491     /**
492      * Lists of channel layouts and sample rates used for automatic
493      * negotiation.
494      */
495     AVFilterFormats  *in_samplerates;
496     AVFilterFormats *out_samplerates;
497     struct AVFilterChannelLayouts  *in_channel_layouts;
498     struct AVFilterChannelLayouts *out_channel_layouts;
499
500     /**
501      * Audio only, the destination filter sets this to a non-zero value to
502      * request that buffers with the given number of samples should be sent to
503      * it. AVFilterPad.needs_fifo must also be set on the corresponding input
504      * pad.
505      * Last buffer before EOF will be padded with silence.
506      */
507     int request_samples;
508
509     /** stage of the initialization of the link properties (dimensions, etc) */
510     enum {
511         AVLINK_UNINIT = 0,      ///< not started
512         AVLINK_STARTINIT,       ///< started, but incomplete
513         AVLINK_INIT             ///< complete
514     } init_state;
515
516     /**
517      * The buffer reference currently being sent across the link by the source
518      * filter. This is used internally by the filter system to allow
519      * automatic copying of buffers which do not have sufficient permissions
520      * for the destination. This should not be accessed directly by the
521      * filters.
522      */
523     AVFilterBufferRef *src_buf;
524
525     AVFilterBufferRef *cur_buf;
526     AVFilterBufferRef *out_buf;
527 };
528
529 /**
530  * Link two filters together.
531  *
532  * @param src    the source filter
533  * @param srcpad index of the output pad on the source filter
534  * @param dst    the destination filter
535  * @param dstpad index of the input pad on the destination filter
536  * @return       zero on success
537  */
538 int avfilter_link(AVFilterContext *src, unsigned srcpad,
539                   AVFilterContext *dst, unsigned dstpad);
540
541 /**
542  * Negotiate the media format, dimensions, etc of all inputs to a filter.
543  *
544  * @param filter the filter to negotiate the properties for its inputs
545  * @return       zero on successful negotiation
546  */
547 int avfilter_config_links(AVFilterContext *filter);
548
549 /**
550  * Create a buffer reference wrapped around an already allocated image
551  * buffer.
552  *
553  * @param data pointers to the planes of the image to reference
554  * @param linesize linesizes for the planes of the image to reference
555  * @param perms the required access permissions
556  * @param w the width of the image specified by the data and linesize arrays
557  * @param h the height of the image specified by the data and linesize arrays
558  * @param format the pixel format of the image specified by the data and linesize arrays
559  */
560 AVFilterBufferRef *
561 avfilter_get_video_buffer_ref_from_arrays(uint8_t *data[4], int linesize[4], int perms,
562                                           int w, int h, enum PixelFormat format);
563
564 /**
565  * Create an audio buffer reference wrapped around an already
566  * allocated samples buffer.
567  *
568  * @param data           pointers to the samples plane buffers
569  * @param linesize       linesize for the samples plane buffers
570  * @param perms          the required access permissions
571  * @param nb_samples     number of samples per channel
572  * @param sample_fmt     the format of each sample in the buffer to allocate
573  * @param channel_layout the channel layout of the buffer
574  */
575 AVFilterBufferRef *avfilter_get_audio_buffer_ref_from_arrays(uint8_t **data,
576                                                              int linesize,
577                                                              int perms,
578                                                              int nb_samples,
579                                                              enum AVSampleFormat sample_fmt,
580                                                              uint64_t channel_layout);
581
582 /** Initialize the filter system. Register all builtin filters. */
583 void avfilter_register_all(void);
584
585 /** Uninitialize the filter system. Unregister all filters. */
586 void avfilter_uninit(void);
587
588 /**
589  * Register a filter. This is only needed if you plan to use
590  * avfilter_get_by_name later to lookup the AVFilter structure by name. A
591  * filter can still by instantiated with avfilter_open even if it is not
592  * registered.
593  *
594  * @param filter the filter to register
595  * @return 0 if the registration was succesfull, a negative value
596  * otherwise
597  */
598 int avfilter_register(AVFilter *filter);
599
600 /**
601  * Get a filter definition matching the given name.
602  *
603  * @param name the filter name to find
604  * @return     the filter definition, if any matching one is registered.
605  *             NULL if none found.
606  */
607 AVFilter *avfilter_get_by_name(const char *name);
608
609 /**
610  * If filter is NULL, returns a pointer to the first registered filter pointer,
611  * if filter is non-NULL, returns the next pointer after filter.
612  * If the returned pointer points to NULL, the last registered filter
613  * was already reached.
614  */
615 AVFilter **av_filter_next(AVFilter **filter);
616
617 /**
618  * Create a filter instance.
619  *
620  * @param filter_ctx put here a pointer to the created filter context
621  * on success, NULL on failure
622  * @param filter    the filter to create an instance of
623  * @param inst_name Name to give to the new instance. Can be NULL for none.
624  * @return >= 0 in case of success, a negative error code otherwise
625  */
626 int avfilter_open(AVFilterContext **filter_ctx, AVFilter *filter, const char *inst_name);
627
628 /**
629  * Initialize a filter.
630  *
631  * @param filter the filter to initialize
632  * @param args   A string of parameters to use when initializing the filter.
633  *               The format and meaning of this string varies by filter.
634  * @param opaque Any extra non-string data needed by the filter. The meaning
635  *               of this parameter varies by filter.
636  * @return       zero on success
637  */
638 int avfilter_init_filter(AVFilterContext *filter, const char *args, void *opaque);
639
640 /**
641  * Free a filter context.
642  *
643  * @param filter the filter to free
644  */
645 void avfilter_free(AVFilterContext *filter);
646
647 /**
648  * Insert a filter in the middle of an existing link.
649  *
650  * @param link the link into which the filter should be inserted
651  * @param filt the filter to be inserted
652  * @param filt_srcpad_idx the input pad on the filter to connect
653  * @param filt_dstpad_idx the output pad on the filter to connect
654  * @return     zero on success
655  */
656 int avfilter_insert_filter(AVFilterLink *link, AVFilterContext *filt,
657                            unsigned filt_srcpad_idx, unsigned filt_dstpad_idx);
658
659 /**
660  * Copy the frame properties of src to dst, without copying the actual
661  * image data.
662  *
663  * @return 0 on success, a negative number on error.
664  */
665 int avfilter_copy_frame_props(AVFilterBufferRef *dst, const AVFrame *src);
666
667 /**
668  * Copy the frame properties and data pointers of src to dst, without copying
669  * the actual data.
670  *
671  * @return 0 on success, a negative number on error.
672  */
673 int avfilter_copy_buf_props(AVFrame *dst, const AVFilterBufferRef *src);
674
675 #endif /* AVFILTER_AVFILTER_H */