git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavfilter/vf_lut3d.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2013 Clément Bœsch
   3  * Copyright (c) 2018 Paul B Mahol
   4  *
   5  * This file is part of FFmpeg.
   6  *
   7  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20  */
  21
  22 /**
  23  * @file
  24  * 3D Lookup table filter
  25  */
  26
  27 #include "float.h"
  28
  29 #include "libavutil/opt.h"
  30 #include "libavutil/file.h"
  31 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  32 #include "libavutil/intfloat.h"
  33 #include "libavutil/avassert.h"
  34 #include "libavutil/pixdesc.h"
  35 #include "libavutil/avstring.h"
  36 #include "avfilter.h"
  37 #include "drawutils.h"
  38 #include "formats.h"
  39 #include "framesync.h"
  40 #include "internal.h"
  41 #include "video.h"
  42
  43 #define R 0
  44 #define G 1
  45 #define B 2
  46 #define A 3
  47
  48 enum interp_mode {
  49     INTERPOLATE_NEAREST,
  50     INTERPOLATE_TRILINEAR,
  51     INTERPOLATE_TETRAHEDRAL,
  52     INTERPOLATE_PYRAMID,
  53     INTERPOLATE_PRISM,
  54     NB_INTERP_MODE
  55 };
  56
  57 struct rgbvec {
  58     float r, g, b;
  59 };
  60
  61 /* 3D LUT don't often go up to level 32, but it is common to have a Hald CLUT
  62  * of 512x512 (64x64x64) */
  63 #define MAX_LEVEL 256
  64 #define PRELUT_SIZE 65536
  65
  66 typedef struct Lut3DPreLut {
  67     int size;
  68     float min[3];
  69     float max[3];
  70     float scale[3];
  71     float* lut[3];
  72 } Lut3DPreLut;
  73
  74 typedef struct LUT3DContext {
  75     const AVClass *class;
  76     int interpolation;          ///<interp_mode
  77     char *file;
  78     uint8_t rgba_map[4];
  79     int step;
  80     avfilter_action_func *interp;
  81     struct rgbvec scale;
  82     struct rgbvec *lut;
  83     int lutsize;
  84     int lutsize2;
  85     Lut3DPreLut prelut;
  86 #if CONFIG_HALDCLUT_FILTER
  87     uint8_t clut_rgba_map[4];
  88     int clut_step;
  89     int clut_bits;
  90     int clut_planar;
  91     int clut_float;
  92     int clut_width;
  93     FFFrameSync fs;
  94 #endif
  95 } LUT3DContext;
  96
  97 typedef struct ThreadData {
  98     AVFrame *in, *out;
  99 } ThreadData;
 100
 101 #define OFFSET(x) offsetof(LUT3DContext, x)
 102 #define FLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM
 103 #define TFLAGS AV_OPT_FLAG_FILTERING_PARAM|AV_OPT_FLAG_VIDEO_PARAM|AV_OPT_FLAG_RUNTIME_PARAM
 104 #define COMMON_OPTIONS \
 105     { "interp", "select interpolation mode", OFFSET(interpolation), AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=INTERPOLATE_TETRAHEDRAL}, 0, NB_INTERP_MODE-1, FLAGS, "interp_mode" }, \
 106         { "nearest",     "use values from the nearest defined points",            0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_NEAREST},     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "interp_mode" }, \
 107         { "trilinear",   "interpolate values using the 8 points defining a cube", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_TRILINEAR},   INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "interp_mode" }, \
 108         { "tetrahedral", "interpolate values using a tetrahedron",                0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_TETRAHEDRAL}, INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "interp_mode" }, \
 109         { "pyramid",     "interpolate values using a pyramid",                    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_PYRAMID},     INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "interp_mode" }, \
 110         { "prism",       "interpolate values using a prism",                      0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_PRISM},       INT_MIN, INT_MAX, FLAGS, "interp_mode" }, \
 111     { NULL }
 112
 113 #define EXPONENT_MASK 0x7F800000
 114 #define MANTISSA_MASK 0x007FFFFF
 115 #define SIGN_MASK     0x80000000
 116
 117 static inline float sanitizef(float f)
 118 {
 119     union av_intfloat32 t;
 120     t.f = f;
 121
 122     if ((t.i & EXPONENT_MASK) == EXPONENT_MASK) {
 123         if ((t.i & MANTISSA_MASK) != 0) {
 124             // NAN
 125             return 0.0f;
 126         } else if (t.i & SIGN_MASK) {
 127             // -INF
 128             return -FLT_MAX;
 129         } else {
 130             // +INF
 131             return FLT_MAX;
 132         }
 133     }
 134     return f;
 135 }
 136
 137 static inline float lerpf(float v0, float v1, float f)
 138 {
 139     return v0 + (v1 - v0) * f;
 140 }
 141
 142 static inline struct rgbvec lerp(const struct rgbvec *v0, const struct rgbvec *v1, float f)
 143 {
 144     struct rgbvec v = {
 145         lerpf(v0->r, v1->r, f), lerpf(v0->g, v1->g, f), lerpf(v0->b, v1->b, f)
 146     };
 147     return v;
 148 }
 149
 150 #define NEAR(x) ((int)((x) + .5))
 151 #define PREV(x) ((int)(x))
 152 #define NEXT(x) (FFMIN((int)(x) + 1, lut3d->lutsize - 1))
 153
 154 /**
 155  * Get the nearest defined point
 156  */
 157 static inline struct rgbvec interp_nearest(const LUT3DContext *lut3d,
 158                                            const struct rgbvec *s)
 159 {
 160     return lut3d->lut[NEAR(s->r) * lut3d->lutsize2 + NEAR(s->g) * lut3d->lutsize + NEAR(s->b)];
 161 }
 162
 163 /**
 164  * Interpolate using the 8 vertices of a cube
 165  * @see https://en.wikipedia.org/wiki/Trilinear_interpolation
 166  */
 167 static inline struct rgbvec interp_trilinear(const LUT3DContext *lut3d,
 168                                              const struct rgbvec *s)
 169 {
 170     const int lutsize2 = lut3d->lutsize2;
 171     const int lutsize  = lut3d->lutsize;
 172     const int prev[] = {PREV(s->r), PREV(s->g), PREV(s->b)};
 173     const int next[] = {NEXT(s->r), NEXT(s->g), NEXT(s->b)};
 174     const struct rgbvec d = {s->r - prev[0], s->g - prev[1], s->b - prev[2]};
 175     const struct rgbvec c000 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 176     const struct rgbvec c001 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 177     const struct rgbvec c010 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 178     const struct rgbvec c011 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + next[2]];
 179     const struct rgbvec c100 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 180     const struct rgbvec c101 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 181     const struct rgbvec c110 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 182     const struct rgbvec c111 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + next[2]];
 183     const struct rgbvec c00  = lerp(&c000, &c100, d.r);
 184     const struct rgbvec c10  = lerp(&c010, &c110, d.r);
 185     const struct rgbvec c01  = lerp(&c001, &c101, d.r);
 186     const struct rgbvec c11  = lerp(&c011, &c111, d.r);
 187     const struct rgbvec c0   = lerp(&c00,  &c10,  d.g);
 188     const struct rgbvec c1   = lerp(&c01,  &c11,  d.g);
 189     const struct rgbvec c    = lerp(&c0,   &c1,   d.b);
 190     return c;
 191 }
 192
 193 static inline struct rgbvec interp_pyramid(const LUT3DContext *lut3d,
 194                                            const struct rgbvec *s)
 195 {
 196     const int lutsize2 = lut3d->lutsize2;
 197     const int lutsize  = lut3d->lutsize;
 198     const int prev[] = {PREV(s->r), PREV(s->g), PREV(s->b)};
 199     const int next[] = {NEXT(s->r), NEXT(s->g), NEXT(s->b)};
 200     const struct rgbvec d = {s->r - prev[0], s->g - prev[1], s->b - prev[2]};
 201     const struct rgbvec c000 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 202     const struct rgbvec c111 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + next[2]];
 203     struct rgbvec c;
 204
 205     if (d.g > d.r && d.b > d.r) {
 206         const struct rgbvec c001 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 207         const struct rgbvec c010 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 208         const struct rgbvec c011 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + next[2]];
 209
 210         c.r = c000.r + (c111.r - c011.r) * d.r + (c010.r - c000.r) * d.g + (c001.r - c000.r) * d.b +
 211               (c011.r - c001.r - c010.r + c000.r) * d.g * d.b;
 212         c.g = c000.g + (c111.g - c011.g) * d.r + (c010.g - c000.g) * d.g + (c001.g - c000.g) * d.b +
 213               (c011.g - c001.g - c010.g + c000.g) * d.g * d.b;
 214         c.b = c000.b + (c111.b - c011.b) * d.r + (c010.b - c000.b) * d.g + (c001.b - c000.b) * d.b +
 215               (c011.b - c001.b - c010.b + c000.b) * d.g * d.b;
 216     } else if (d.r > d.g && d.b > d.g) {
 217         const struct rgbvec c001 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 218         const struct rgbvec c100 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 219         const struct rgbvec c101 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 220
 221         c.r = c000.r + (c100.r - c000.r) * d.r + (c111.r - c101.r) * d.g + (c001.r - c000.r) * d.b +
 222               (c101.r - c001.r - c100.r + c000.r) * d.r * d.b;
 223         c.g = c000.g + (c100.g - c000.g) * d.r + (c111.g - c101.g) * d.g + (c001.g - c000.g) * d.b +
 224               (c101.g - c001.g - c100.g + c000.g) * d.r * d.b;
 225         c.b = c000.b + (c100.b - c000.b) * d.r + (c111.b - c101.b) * d.g + (c001.b - c000.b) * d.b +
 226               (c101.b - c001.b - c100.b + c000.b) * d.r * d.b;
 227     } else {
 228         const struct rgbvec c010 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 229         const struct rgbvec c110 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 230         const struct rgbvec c100 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 231
 232         c.r = c000.r + (c100.r - c000.r) * d.r + (c010.r - c000.r) * d.g + (c111.r - c110.r) * d.b +
 233               (c110.r - c100.r - c010.r + c000.r) * d.r * d.g;
 234         c.g = c000.g + (c100.g - c000.g) * d.r + (c010.g - c000.g) * d.g + (c111.g - c110.g) * d.b +
 235               (c110.g - c100.g - c010.g + c000.g) * d.r * d.g;
 236         c.b = c000.b + (c100.b - c000.b) * d.r + (c010.b - c000.b) * d.g + (c111.b - c110.b) * d.b +
 237               (c110.b - c100.b - c010.b + c000.b) * d.r * d.g;
 238     }
 239
 240     return c;
 241 }
 242
 243 static inline struct rgbvec interp_prism(const LUT3DContext *lut3d,
 244                                          const struct rgbvec *s)
 245 {
 246     const int lutsize2 = lut3d->lutsize2;
 247     const int lutsize  = lut3d->lutsize;
 248     const int prev[] = {PREV(s->r), PREV(s->g), PREV(s->b)};
 249     const int next[] = {NEXT(s->r), NEXT(s->g), NEXT(s->b)};
 250     const struct rgbvec d = {s->r - prev[0], s->g - prev[1], s->b - prev[2]};
 251     const struct rgbvec c000 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 252     const struct rgbvec c010 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 253     const struct rgbvec c101 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 254     const struct rgbvec c111 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + next[2]];
 255     struct rgbvec c;
 256
 257     if (d.b > d.r) {
 258         const struct rgbvec c001 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 259         const struct rgbvec c011 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + next[2]];
 260
 261         c.r = c000.r + (c001.r - c000.r) * d.b + (c101.r - c001.r) * d.r + (c010.r - c000.r) * d.g +
 262               (c000.r - c010.r - c001.r + c011.r) * d.b * d.g +
 263               (c001.r - c011.r - c101.r + c111.r) * d.r * d.g;
 264         c.g = c000.g + (c001.g - c000.g) * d.b + (c101.g - c001.g) * d.r + (c010.g - c000.g) * d.g +
 265               (c000.g - c010.g - c001.g + c011.g) * d.b * d.g +
 266               (c001.g - c011.g - c101.g + c111.g) * d.r * d.g;
 267         c.b = c000.b + (c001.b - c000.b) * d.b + (c101.b - c001.b) * d.r + (c010.b - c000.b) * d.g +
 268               (c000.b - c010.b - c001.b + c011.b) * d.b * d.g +
 269               (c001.b - c011.b - c101.b + c111.b) * d.r * d.g;
 270     } else {
 271         const struct rgbvec c110 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 272         const struct rgbvec c100 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 273
 274         c.r = c000.r + (c101.r - c100.r) * d.b + (c100.r - c000.r) * d.r + (c010.r - c000.r) * d.g +
 275               (c100.r - c110.r - c101.r + c111.r) * d.b * d.g +
 276               (c000.r - c010.r - c100.r + c110.r) * d.r * d.g;
 277         c.g = c000.g + (c101.g - c100.g) * d.b + (c100.g - c000.g) * d.r + (c010.g - c000.g) * d.g +
 278               (c100.g - c110.g - c101.g + c111.g) * d.b * d.g +
 279               (c000.g - c010.g - c100.g + c110.g) * d.r * d.g;
 280         c.b = c000.b + (c101.b - c100.b) * d.b + (c100.b - c000.b) * d.r + (c010.b - c000.b) * d.g +
 281               (c100.b - c110.b - c101.b + c111.b) * d.b * d.g +
 282               (c000.b - c010.b - c100.b + c110.b) * d.r * d.g;
 283     }
 284
 285     return c;
 286 }
 287
 288 /**
 289  * Tetrahedral interpolation. Based on code found in Truelight Software Library paper.
 290  * @see http://www.filmlight.ltd.uk/pdf/whitepapers/FL-TL-TN-0057-SoftwareLib.pdf
 291  */
 292 static inline struct rgbvec interp_tetrahedral(const LUT3DContext *lut3d,
 293                                                const struct rgbvec *s)
 294 {
 295     const int lutsize2 = lut3d->lutsize2;
 296     const int lutsize  = lut3d->lutsize;
 297     const int prev[] = {PREV(s->r), PREV(s->g), PREV(s->b)};
 298     const int next[] = {NEXT(s->r), NEXT(s->g), NEXT(s->b)};
 299     const struct rgbvec d = {s->r - prev[0], s->g - prev[1], s->b - prev[2]};
 300     const struct rgbvec c000 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 301     const struct rgbvec c111 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + next[2]];
 302     struct rgbvec c;
 303     if (d.r > d.g) {
 304         if (d.g > d.b) {
 305             const struct rgbvec c100 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 306             const struct rgbvec c110 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 307             c.r = (1-d.r) * c000.r + (d.r-d.g) * c100.r + (d.g-d.b) * c110.r + (d.b) * c111.r;
 308             c.g = (1-d.r) * c000.g + (d.r-d.g) * c100.g + (d.g-d.b) * c110.g + (d.b) * c111.g;
 309             c.b = (1-d.r) * c000.b + (d.r-d.g) * c100.b + (d.g-d.b) * c110.b + (d.b) * c111.b;
 310         } else if (d.r > d.b) {
 311             const struct rgbvec c100 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + prev[2]];
 312             const struct rgbvec c101 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 313             c.r = (1-d.r) * c000.r + (d.r-d.b) * c100.r + (d.b-d.g) * c101.r + (d.g) * c111.r;
 314             c.g = (1-d.r) * c000.g + (d.r-d.b) * c100.g + (d.b-d.g) * c101.g + (d.g) * c111.g;
 315             c.b = (1-d.r) * c000.b + (d.r-d.b) * c100.b + (d.b-d.g) * c101.b + (d.g) * c111.b;
 316         } else {
 317             const struct rgbvec c001 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 318             const struct rgbvec c101 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 319             c.r = (1-d.b) * c000.r + (d.b-d.r) * c001.r + (d.r-d.g) * c101.r + (d.g) * c111.r;
 320             c.g = (1-d.b) * c000.g + (d.b-d.r) * c001.g + (d.r-d.g) * c101.g + (d.g) * c111.g;
 321             c.b = (1-d.b) * c000.b + (d.b-d.r) * c001.b + (d.r-d.g) * c101.b + (d.g) * c111.b;
 322         }
 323     } else {
 324         if (d.b > d.g) {
 325             const struct rgbvec c001 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + prev[1] * lutsize + next[2]];
 326             const struct rgbvec c011 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + next[2]];
 327             c.r = (1-d.b) * c000.r + (d.b-d.g) * c001.r + (d.g-d.r) * c011.r + (d.r) * c111.r;
 328             c.g = (1-d.b) * c000.g + (d.b-d.g) * c001.g + (d.g-d.r) * c011.g + (d.r) * c111.g;
 329             c.b = (1-d.b) * c000.b + (d.b-d.g) * c001.b + (d.g-d.r) * c011.b + (d.r) * c111.b;
 330         } else if (d.b > d.r) {
 331             const struct rgbvec c010 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 332             const struct rgbvec c011 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + next[2]];
 333             c.r = (1-d.g) * c000.r + (d.g-d.b) * c010.r + (d.b-d.r) * c011.r + (d.r) * c111.r;
 334             c.g = (1-d.g) * c000.g + (d.g-d.b) * c010.g + (d.b-d.r) * c011.g + (d.r) * c111.g;
 335             c.b = (1-d.g) * c000.b + (d.g-d.b) * c010.b + (d.b-d.r) * c011.b + (d.r) * c111.b;
 336         } else {
 337             const struct rgbvec c010 = lut3d->lut[prev[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 338             const struct rgbvec c110 = lut3d->lut[next[0] * lutsize2 + next[1] * lutsize + prev[2]];
 339             c.r = (1-d.g) * c000.r + (d.g-d.r) * c010.r + (d.r-d.b) * c110.r + (d.b) * c111.r;
 340             c.g = (1-d.g) * c000.g + (d.g-d.r) * c010.g + (d.r-d.b) * c110.g + (d.b) * c111.g;
 341             c.b = (1-d.g) * c000.b + (d.g-d.r) * c010.b + (d.r-d.b) * c110.b + (d.b) * c111.b;
 342         }
 343     }
 344     return c;
 345 }
 346
 347 static inline float prelut_interp_1d_linear(const Lut3DPreLut *prelut,
 348                                             int idx, const float s)
 349 {
 350     const int lut_max = prelut->size - 1;
 351     const float scaled = (s - prelut->min[idx]) * prelut->scale[idx];
 352     const float x = av_clipf(scaled, 0.0f, lut_max);
 353     const int prev = PREV(x);
 354     const int next = FFMIN((int)(x) + 1, lut_max);
 355     const float p = prelut->lut[idx][prev];
 356     const float n = prelut->lut[idx][next];
 357     const float d = x - (float)prev;
 358     return lerpf(p, n, d);
 359 }
 360
 361 static inline struct rgbvec apply_prelut(const Lut3DPreLut *prelut,
 362                                          const struct rgbvec *s)
 363 {
 364     struct rgbvec c;
 365
 366     if (prelut->size <= 0)
 367         return *s;
 368
 369     c.r = prelut_interp_1d_linear(prelut, 0, s->r);
 370     c.g = prelut_interp_1d_linear(prelut, 1, s->g);
 371     c.b = prelut_interp_1d_linear(prelut, 2, s->b);
 372     return c;
 373 }
 374
 375 #define DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(name, nbits, depth)                                                  \
 376 static int interp_##nbits##_##name##_p##depth(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs) \
 377 {                                                                                                      \
 378     int x, y;                                                                                          \
 379     const LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;                                                             \
 380     const Lut3DPreLut *prelut = &lut3d->prelut;                                                        \
 381     const ThreadData *td = arg;                                                                        \
 382     const AVFrame *in  = td->in;                                                                       \
 383     const AVFrame *out = td->out;                                                                      \
 384     const int direct = out == in;                                                                      \
 385     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;                                        \
 386     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;                                        \
 387     uint8_t *grow = out->data[0] + slice_start * out->linesize[0];                                     \
 388     uint8_t *brow = out->data[1] + slice_start * out->linesize[1];                                     \
 389     uint8_t *rrow = out->data[2] + slice_start * out->linesize[2];                                     \
 390     uint8_t *arow = out->data[3] + slice_start * out->linesize[3];                                     \
 391     const uint8_t *srcgrow = in->data[0] + slice_start * in->linesize[0];                              \
 392     const uint8_t *srcbrow = in->data[1] + slice_start * in->linesize[1];                              \
 393     const uint8_t *srcrrow = in->data[2] + slice_start * in->linesize[2];                              \
 394     const uint8_t *srcarow = in->data[3] + slice_start * in->linesize[3];                              \
 395     const float lut_max = lut3d->lutsize - 1;                                                          \
 396     const float scale_f = 1.0f / ((1<<depth) - 1);                                                     \
 397     const float scale_r = lut3d->scale.r * lut_max;                                                    \
 398     const float scale_g = lut3d->scale.g * lut_max;                                                    \
 399     const float scale_b = lut3d->scale.b * lut_max;                                                    \
 400                                                                                                        \
 401     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {                                                        \
 402         uint##nbits##_t *dstg = (uint##nbits##_t *)grow;                                               \
 403         uint##nbits##_t *dstb = (uint##nbits##_t *)brow;                                               \
 404         uint##nbits##_t *dstr = (uint##nbits##_t *)rrow;                                               \
 405         uint##nbits##_t *dsta = (uint##nbits##_t *)arow;                                               \
 406         const uint##nbits##_t *srcg = (const uint##nbits##_t *)srcgrow;                                \
 407         const uint##nbits##_t *srcb = (const uint##nbits##_t *)srcbrow;                                \
 408         const uint##nbits##_t *srcr = (const uint##nbits##_t *)srcrrow;                                \
 409         const uint##nbits##_t *srca = (const uint##nbits##_t *)srcarow;                                \
 410         for (x = 0; x < in->width; x++) {                                                              \
 411             const struct rgbvec rgb = {srcr[x] * scale_f,                                              \
 412                                        srcg[x] * scale_f,                                              \
 413                                        srcb[x] * scale_f};                                             \
 414             const struct rgbvec prelut_rgb = apply_prelut(prelut, &rgb);                               \
 415             const struct rgbvec scaled_rgb = {av_clipf(prelut_rgb.r * scale_r, 0, lut_max),            \
 416                                               av_clipf(prelut_rgb.g * scale_g, 0, lut_max),            \
 417                                               av_clipf(prelut_rgb.b * scale_b, 0, lut_max)};           \
 418             struct rgbvec vec = interp_##name(lut3d, &scaled_rgb);                                     \
 419             dstr[x] = av_clip_uintp2(vec.r * (float)((1<<depth) - 1), depth);                          \
 420             dstg[x] = av_clip_uintp2(vec.g * (float)((1<<depth) - 1), depth);                          \
 421             dstb[x] = av_clip_uintp2(vec.b * (float)((1<<depth) - 1), depth);                          \
 422             if (!direct && in->linesize[3])                                                            \
 423                 dsta[x] = srca[x];                                                                     \
 424         }                                                                                              \
 425         grow += out->linesize[0];                                                                      \
 426         brow += out->linesize[1];                                                                      \
 427         rrow += out->linesize[2];                                                                      \
 428         arow += out->linesize[3];                                                                      \
 429         srcgrow += in->linesize[0];                                                                    \
 430         srcbrow += in->linesize[1];                                                                    \
 431         srcrrow += in->linesize[2];                                                                    \
 432         srcarow += in->linesize[3];                                                                    \
 433     }                                                                                                  \
 434     return 0;                                                                                          \
 435 }
 436
 437 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(nearest,     8, 8)
 438 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(trilinear,   8, 8)
 439 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(tetrahedral, 8, 8)
 440 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(pyramid,     8, 8)
 441 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(prism,       8, 8)
 442
 443 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(nearest,     16, 9)
 444 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(trilinear,   16, 9)
 445 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(tetrahedral, 16, 9)
 446 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(pyramid,     16, 9)
 447 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(prism,       16, 9)
 448
 449 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(nearest,     16, 10)
 450 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(trilinear,   16, 10)
 451 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(tetrahedral, 16, 10)
 452 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(pyramid,     16, 10)
 453 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(prism,       16, 10)
 454
 455 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(nearest,     16, 12)
 456 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(trilinear,   16, 12)
 457 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(tetrahedral, 16, 12)
 458 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(pyramid,     16, 12)
 459 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(prism,       16, 12)
 460
 461 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(nearest,     16, 14)
 462 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(trilinear,   16, 14)
 463 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(tetrahedral, 16, 14)
 464 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(pyramid,     16, 14)
 465 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(prism,       16, 14)
 466
 467 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(nearest,     16, 16)
 468 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(trilinear,   16, 16)
 469 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(tetrahedral, 16, 16)
 470 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(pyramid,     16, 16)
 471 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR(prism,       16, 16)
 472
 473 #define DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_FLOAT(name, depth)                                                   \
 474 static int interp_##name##_pf##depth(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)          \
 475 {                                                                                                      \
 476     int x, y;                                                                                          \
 477     const LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;                                                             \
 478     const Lut3DPreLut *prelut = &lut3d->prelut;                                                        \
 479     const ThreadData *td = arg;                                                                        \
 480     const AVFrame *in  = td->in;                                                                       \
 481     const AVFrame *out = td->out;                                                                      \
 482     const int direct = out == in;                                                                      \
 483     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;                                        \
 484     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;                                        \
 485     uint8_t *grow = out->data[0] + slice_start * out->linesize[0];                                     \
 486     uint8_t *brow = out->data[1] + slice_start * out->linesize[1];                                     \
 487     uint8_t *rrow = out->data[2] + slice_start * out->linesize[2];                                     \
 488     uint8_t *arow = out->data[3] + slice_start * out->linesize[3];                                     \
 489     const uint8_t *srcgrow = in->data[0] + slice_start * in->linesize[0];                              \
 490     const uint8_t *srcbrow = in->data[1] + slice_start * in->linesize[1];                              \
 491     const uint8_t *srcrrow = in->data[2] + slice_start * in->linesize[2];                              \
 492     const uint8_t *srcarow = in->data[3] + slice_start * in->linesize[3];                              \
 493     const float lut_max = lut3d->lutsize - 1;                                                          \
 494     const float scale_r = lut3d->scale.r * lut_max;                                                    \
 495     const float scale_g = lut3d->scale.g * lut_max;                                                    \
 496     const float scale_b = lut3d->scale.b * lut_max;                                                    \
 497                                                                                                        \
 498     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {                                                        \
 499         float *dstg = (float *)grow;                                                                   \
 500         float *dstb = (float *)brow;                                                                   \
 501         float *dstr = (float *)rrow;                                                                   \
 502         float *dsta = (float *)arow;                                                                   \
 503         const float *srcg = (const float *)srcgrow;                                                    \
 504         const float *srcb = (const float *)srcbrow;                                                    \
 505         const float *srcr = (const float *)srcrrow;                                                    \
 506         const float *srca = (const float *)srcarow;                                                    \
 507         for (x = 0; x < in->width; x++) {                                                              \
 508             const struct rgbvec rgb = {sanitizef(srcr[x]),                                             \
 509                                        sanitizef(srcg[x]),                                             \
 510                                        sanitizef(srcb[x])};                                            \
 511             const struct rgbvec prelut_rgb = apply_prelut(prelut, &rgb);                               \
 512             const struct rgbvec scaled_rgb = {av_clipf(prelut_rgb.r * scale_r, 0, lut_max),            \
 513                                               av_clipf(prelut_rgb.g * scale_g, 0, lut_max),            \
 514                                               av_clipf(prelut_rgb.b * scale_b, 0, lut_max)};           \
 515             struct rgbvec vec = interp_##name(lut3d, &scaled_rgb);                                     \
 516             dstr[x] = vec.r;                                                                           \
 517             dstg[x] = vec.g;                                                                           \
 518             dstb[x] = vec.b;                                                                           \
 519             if (!direct && in->linesize[3])                                                            \
 520                 dsta[x] = srca[x];                                                                     \
 521         }                                                                                              \
 522         grow += out->linesize[0];                                                                      \
 523         brow += out->linesize[1];                                                                      \
 524         rrow += out->linesize[2];                                                                      \
 525         arow += out->linesize[3];                                                                      \
 526         srcgrow += in->linesize[0];                                                                    \
 527         srcbrow += in->linesize[1];                                                                    \
 528         srcrrow += in->linesize[2];                                                                    \
 529         srcarow += in->linesize[3];                                                                    \
 530     }                                                                                                  \
 531     return 0;                                                                                          \
 532 }
 533
 534 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_FLOAT(nearest,     32)
 535 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_FLOAT(trilinear,   32)
 536 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_FLOAT(tetrahedral, 32)
 537 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_FLOAT(pyramid,     32)
 538 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_FLOAT(prism,       32)
 539
 540 #define DEFINE_INTERP_FUNC(name, nbits)                                                             \
 541 static int interp_##nbits##_##name(AVFilterContext *ctx, void *arg, int jobnr, int nb_jobs)         \
 542 {                                                                                                   \
 543     int x, y;                                                                                       \
 544     const LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;                                                          \
 545     const Lut3DPreLut *prelut = &lut3d->prelut;                                                     \
 546     const ThreadData *td = arg;                                                                     \
 547     const AVFrame *in  = td->in;                                                                    \
 548     const AVFrame *out = td->out;                                                                   \
 549     const int direct = out == in;                                                                   \
 550     const int step = lut3d->step;                                                                   \
 551     const uint8_t r = lut3d->rgba_map[R];                                                           \
 552     const uint8_t g = lut3d->rgba_map[G];                                                           \
 553     const uint8_t b = lut3d->rgba_map[B];                                                           \
 554     const uint8_t a = lut3d->rgba_map[A];                                                           \
 555     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;                                     \
 556     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;                                     \
 557     uint8_t       *dstrow = out->data[0] + slice_start * out->linesize[0];                          \
 558     const uint8_t *srcrow = in ->data[0] + slice_start * in ->linesize[0];                          \
 559     const float lut_max = lut3d->lutsize - 1;                                                       \
 560     const float scale_f = 1.0f / ((1<<nbits) - 1);                                                  \
 561     const float scale_r = lut3d->scale.r * lut_max;                                                 \
 562     const float scale_g = lut3d->scale.g * lut_max;                                                 \
 563     const float scale_b = lut3d->scale.b * lut_max;                                                 \
 564                                                                                                     \
 565     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {                                                     \
 566         uint##nbits##_t *dst = (uint##nbits##_t *)dstrow;                                           \
 567         const uint##nbits##_t *src = (const uint##nbits##_t *)srcrow;                               \
 568         for (x = 0; x < in->width * step; x += step) {                                              \
 569             const struct rgbvec rgb = {src[x + r] * scale_f,                                        \
 570                                        src[x + g] * scale_f,                                        \
 571                                        src[x + b] * scale_f};                                       \
 572             const struct rgbvec prelut_rgb = apply_prelut(prelut, &rgb);                            \
 573             const struct rgbvec scaled_rgb = {av_clipf(prelut_rgb.r * scale_r, 0, lut_max),         \
 574                                               av_clipf(prelut_rgb.g * scale_g, 0, lut_max),         \
 575                                               av_clipf(prelut_rgb.b * scale_b, 0, lut_max)};        \
 576             struct rgbvec vec = interp_##name(lut3d, &scaled_rgb);                                  \
 577             dst[x + r] = av_clip_uint##nbits(vec.r * (float)((1<<nbits) - 1));                      \
 578             dst[x + g] = av_clip_uint##nbits(vec.g * (float)((1<<nbits) - 1));                      \
 579             dst[x + b] = av_clip_uint##nbits(vec.b * (float)((1<<nbits) - 1));                      \
 580             if (!direct && step == 4)                                                               \
 581                 dst[x + a] = src[x + a];                                                            \
 582         }                                                                                           \
 583         dstrow += out->linesize[0];                                                                 \
 584         srcrow += in ->linesize[0];                                                                 \
 585     }                                                                                               \
 586     return 0;                                                                                       \
 587 }
 588
 589 DEFINE_INTERP_FUNC(nearest,     8)
 590 DEFINE_INTERP_FUNC(trilinear,   8)
 591 DEFINE_INTERP_FUNC(tetrahedral, 8)
 592 DEFINE_INTERP_FUNC(pyramid,     8)
 593 DEFINE_INTERP_FUNC(prism,       8)
 594
 595 DEFINE_INTERP_FUNC(nearest,     16)
 596 DEFINE_INTERP_FUNC(trilinear,   16)
 597 DEFINE_INTERP_FUNC(tetrahedral, 16)
 598 DEFINE_INTERP_FUNC(pyramid,     16)
 599 DEFINE_INTERP_FUNC(prism,       16)
 600
 601 #define MAX_LINE_SIZE 512
 602
 603 static int skip_line(const char *p)
 604 {
 605     while (*p && av_isspace(*p))
 606         p++;
 607     return !*p || *p == '#';
 608 }
 609
 610 static char* fget_next_word(char* dst, int max, FILE* f)
 611 {
 612     int c;
 613     char *p = dst;
 614
 615     /* for null */
 616     max--;
 617     /* skip until next non whitespace char */
 618     while ((c = fgetc(f)) != EOF) {
 619         if (av_isspace(c))
 620             continue;
 621
 622         *p++ = c;
 623         max--;
 624         break;
 625     }
 626
 627     /* get max bytes or up until next whitespace char */
 628     for (; max > 0; max--) {
 629         if ((c = fgetc(f)) == EOF)
 630             break;
 631
 632         if (av_isspace(c))
 633             break;
 634
 635         *p++ = c;
 636     }
 637
 638     *p = 0;
 639     if (p == dst)
 640         return NULL;
 641     return p;
 642 }
 643
 644 #define NEXT_LINE(loop_cond) do {                           \
 645     if (!fgets(line, sizeof(line), f)) {                    \
 646         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unexpected EOF\n");      \
 647         return AVERROR_INVALIDDATA;                         \
 648     }                                                       \
 649 } while (loop_cond)
 650
 651 #define NEXT_LINE_OR_GOTO(loop_cond, label) do {            \
 652     if (!fgets(line, sizeof(line), f)) {                    \
 653         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unexpected EOF\n");      \
 654         ret = AVERROR_INVALIDDATA;                          \
 655         goto label;                                         \
 656     }                                                       \
 657 } while (loop_cond)
 658
 659 static int allocate_3dlut(AVFilterContext *ctx, int lutsize, int prelut)
 660 {
 661     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
 662     int i;
 663     if (lutsize < 2 || lutsize > MAX_LEVEL) {
 664         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too large or invalid 3D LUT size\n");
 665         return AVERROR(EINVAL);
 666     }
 667
 668     av_freep(&lut3d->lut);
 669     lut3d->lut = av_malloc_array(lutsize * lutsize * lutsize, sizeof(*lut3d->lut));
 670     if (!lut3d->lut)
 671         return AVERROR(ENOMEM);
 672
 673     if (prelut) {
 674         lut3d->prelut.size = PRELUT_SIZE;
 675         for (i = 0; i < 3; i++) {
 676             av_freep(&lut3d->prelut.lut[i]);
 677             lut3d->prelut.lut[i] = av_malloc_array(PRELUT_SIZE, sizeof(*lut3d->prelut.lut[0]));
 678             if (!lut3d->prelut.lut[i])
 679                 return AVERROR(ENOMEM);
 680         }
 681     } else {
 682         lut3d->prelut.size = 0;
 683         for (i = 0; i < 3; i++) {
 684             av_freep(&lut3d->prelut.lut[i]);
 685         }
 686     }
 687     lut3d->lutsize = lutsize;
 688     lut3d->lutsize2 = lutsize * lutsize;
 689     return 0;
 690 }
 691
 692 /* Basically r g and b float values on each line, with a facultative 3DLUTSIZE
 693  * directive; seems to be generated by Davinci */
 694 static int parse_dat(AVFilterContext *ctx, FILE *f)
 695 {
 696     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
 697     char line[MAX_LINE_SIZE];
 698     int ret, i, j, k, size, size2;
 699
 700     lut3d->lutsize = size = 33;
 701     size2 = size * size;
 702
 703     NEXT_LINE(skip_line(line));
 704     if (!strncmp(line, "3DLUTSIZE ", 10)) {
 705         size = strtol(line + 10, NULL, 0);
 706
 707         NEXT_LINE(skip_line(line));
 708     }
 709
 710     ret = allocate_3dlut(ctx, size, 0);
 711     if (ret < 0)
 712         return ret;
 713
 714     for (k = 0; k < size; k++) {
 715         for (j = 0; j < size; j++) {
 716             for (i = 0; i < size; i++) {
 717                 struct rgbvec *vec = &lut3d->lut[k * size2 + j * size + i];
 718                 if (k != 0 || j != 0 || i != 0)
 719                     NEXT_LINE(skip_line(line));
 720                 if (av_sscanf(line, "%f %f %f", &vec->r, &vec->g, &vec->b) != 3)
 721                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 722             }
 723         }
 724     }
 725     return 0;
 726 }
 727
 728 /* Iridas format */
 729 static int parse_cube(AVFilterContext *ctx, FILE *f)
 730 {
 731     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
 732     char line[MAX_LINE_SIZE];
 733     float min[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
 734     float max[3] = {1.0, 1.0, 1.0};
 735
 736     while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
 737         if (!strncmp(line, "LUT_3D_SIZE", 11)) {
 738             int ret, i, j, k;
 739             const int size = strtol(line + 12, NULL, 0);
 740             const int size2 = size * size;
 741
 742             ret = allocate_3dlut(ctx, size, 0);
 743             if (ret < 0)
 744                 return ret;
 745
 746             for (k = 0; k < size; k++) {
 747                 for (j = 0; j < size; j++) {
 748                     for (i = 0; i < size; i++) {
 749                         struct rgbvec *vec = &lut3d->lut[i * size2 + j * size + k];
 750
 751                         do {
 752 try_again:
 753                             NEXT_LINE(0);
 754                             if (!strncmp(line, "DOMAIN_", 7)) {
 755                                 float *vals = NULL;
 756                                 if      (!strncmp(line + 7, "MIN ", 4)) vals = min;
 757                                 else if (!strncmp(line + 7, "MAX ", 4)) vals = max;
 758                                 if (!vals)
 759                                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 760                                 av_sscanf(line + 11, "%f %f %f", vals, vals + 1, vals + 2);
 761                                 av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "min: %f %f %f | max: %f %f %f\n",
 762                                        min[0], min[1], min[2], max[0], max[1], max[2]);
 763                                 goto try_again;
 764                             } else if (!strncmp(line, "TITLE", 5)) {
 765                                 goto try_again;
 766                             }
 767                         } while (skip_line(line));
 768                         if (av_sscanf(line, "%f %f %f", &vec->r, &vec->g, &vec->b) != 3)
 769                             return AVERROR_INVALIDDATA;
 770                     }
 771                 }
 772             }
 773             break;
 774         }
 775     }
 776
 777     lut3d->scale.r = av_clipf(1. / (max[0] - min[0]), 0.f, 1.f);
 778     lut3d->scale.g = av_clipf(1. / (max[1] - min[1]), 0.f, 1.f);
 779     lut3d->scale.b = av_clipf(1. / (max[2] - min[2]), 0.f, 1.f);
 780
 781     return 0;
 782 }
 783
 784 /* Assume 17x17x17 LUT with a 16-bit depth
 785  * FIXME: it seems there are various 3dl formats */
 786 static int parse_3dl(AVFilterContext *ctx, FILE *f)
 787 {
 788     char line[MAX_LINE_SIZE];
 789     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
 790     int ret, i, j, k;
 791     const int size = 17;
 792     const int size2 = 17 * 17;
 793     const float scale = 16*16*16;
 794
 795     lut3d->lutsize = size;
 796
 797     ret = allocate_3dlut(ctx, size, 0);
 798     if (ret < 0)
 799         return ret;
 800
 801     NEXT_LINE(skip_line(line));
 802     for (k = 0; k < size; k++) {
 803         for (j = 0; j < size; j++) {
 804             for (i = 0; i < size; i++) {
 805                 int r, g, b;
 806                 struct rgbvec *vec = &lut3d->lut[k * size2 + j * size + i];
 807
 808                 NEXT_LINE(skip_line(line));
 809                 if (av_sscanf(line, "%d %d %d", &r, &g, &b) != 3)
 810                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 811                 vec->r = r / scale;
 812                 vec->g = g / scale;
 813                 vec->b = b / scale;
 814             }
 815         }
 816     }
 817     return 0;
 818 }
 819
 820 /* Pandora format */
 821 static int parse_m3d(AVFilterContext *ctx, FILE *f)
 822 {
 823     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
 824     float scale;
 825     int ret, i, j, k, size, size2, in = -1, out = -1;
 826     char line[MAX_LINE_SIZE];
 827     uint8_t rgb_map[3] = {0, 1, 2};
 828
 829     while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
 830         if      (!strncmp(line, "in",  2)) in  = strtol(line + 2, NULL, 0);
 831         else if (!strncmp(line, "out", 3)) out = strtol(line + 3, NULL, 0);
 832         else if (!strncmp(line, "values", 6)) {
 833             const char *p = line + 6;
 834 #define SET_COLOR(id) do {                  \
 835     while (av_isspace(*p))                  \
 836         p++;                                \
 837     switch (*p) {                           \
 838     case 'r': rgb_map[id] = 0; break;       \
 839     case 'g': rgb_map[id] = 1; break;       \
 840     case 'b': rgb_map[id] = 2; break;       \
 841     }                                       \
 842     while (*p && !av_isspace(*p))           \
 843         p++;                                \
 844 } while (0)
 845             SET_COLOR(0);
 846             SET_COLOR(1);
 847             SET_COLOR(2);
 848             break;
 849         }
 850     }
 851
 852     if (in == -1 || out == -1) {
 853         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "in and out must be defined\n");
 854         return AVERROR_INVALIDDATA;
 855     }
 856     if (in < 2 || out < 2 ||
 857         in  > MAX_LEVEL*MAX_LEVEL*MAX_LEVEL ||
 858         out > MAX_LEVEL*MAX_LEVEL*MAX_LEVEL) {
 859         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "invalid in (%d) or out (%d)\n", in, out);
 860         return AVERROR_INVALIDDATA;
 861     }
 862     for (size = 1; size*size*size < in; size++);
 863     lut3d->lutsize = size;
 864     size2 = size * size;
 865
 866     ret = allocate_3dlut(ctx, size, 0);
 867     if (ret < 0)
 868         return ret;
 869
 870     scale = 1. / (out - 1);
 871
 872     for (k = 0; k < size; k++) {
 873         for (j = 0; j < size; j++) {
 874             for (i = 0; i < size; i++) {
 875                 struct rgbvec *vec = &lut3d->lut[k * size2 + j * size + i];
 876                 float val[3];
 877
 878                 NEXT_LINE(0);
 879                 if (av_sscanf(line, "%f %f %f", val, val + 1, val + 2) != 3)
 880                     return AVERROR_INVALIDDATA;
 881                 vec->r = val[rgb_map[0]] * scale;
 882                 vec->g = val[rgb_map[1]] * scale;
 883                 vec->b = val[rgb_map[2]] * scale;
 884             }
 885         }
 886     }
 887     return 0;
 888 }
 889
 890 static int nearest_sample_index(float *data, float x, int low, int hi)
 891 {
 892     int mid;
 893     if (x < data[low])
 894         return low;
 895
 896     if (x > data[hi])
 897         return hi;
 898
 899     for (;;) {
 900         av_assert0(x >= data[low]);
 901         av_assert0(x <= data[hi]);
 902         av_assert0((hi-low) > 0);
 903
 904         if (hi - low == 1)
 905             return low;
 906
 907         mid = (low + hi) / 2;
 908
 909         if (x < data[mid])
 910             hi = mid;
 911         else
 912             low = mid;
 913     }
 914
 915     return 0;
 916 }
 917
 918 #define NEXT_FLOAT_OR_GOTO(value, label)                    \
 919     if (!fget_next_word(line, sizeof(line) ,f)) {           \
 920         ret = AVERROR_INVALIDDATA;                          \
 921         goto label;                                         \
 922     }                                                       \
 923     if (av_sscanf(line, "%f", &value) != 1) {               \
 924         ret = AVERROR_INVALIDDATA;                          \
 925         goto label;                                         \
 926     }
 927
 928 static int parse_cinespace(AVFilterContext *ctx, FILE *f)
 929 {
 930     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
 931     char line[MAX_LINE_SIZE];
 932     float in_min[3]  = {0.0, 0.0, 0.0};
 933     float in_max[3]  = {1.0, 1.0, 1.0};
 934     float out_min[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
 935     float out_max[3] = {1.0, 1.0, 1.0};
 936     int inside_metadata = 0, size, size2;
 937     int prelut = 0;
 938     int ret = 0;
 939
 940     int prelut_sizes[3] = {0, 0, 0};
 941     float *in_prelut[3]  = {NULL, NULL, NULL};
 942     float *out_prelut[3] = {NULL, NULL, NULL};
 943
 944     NEXT_LINE_OR_GOTO(skip_line(line), end);
 945     if (strncmp(line, "CSPLUTV100", 10)) {
 946         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not cineSpace LUT format\n");
 947         ret = AVERROR(EINVAL);
 948         goto end;
 949     }
 950
 951     NEXT_LINE_OR_GOTO(skip_line(line), end);
 952     if (strncmp(line, "3D", 2)) {
 953         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not 3D LUT format\n");
 954         ret = AVERROR(EINVAL);
 955         goto end;
 956     }
 957
 958     while (1) {
 959         NEXT_LINE_OR_GOTO(skip_line(line), end);
 960
 961         if (!strncmp(line, "BEGIN METADATA", 14)) {
 962             inside_metadata = 1;
 963             continue;
 964         }
 965         if (!strncmp(line, "END METADATA", 12)) {
 966             inside_metadata = 0;
 967             continue;
 968         }
 969         if (inside_metadata == 0) {
 970             int size_r, size_g, size_b;
 971
 972             for (int i = 0; i < 3; i++) {
 973                 int npoints = strtol(line, NULL, 0);
 974
 975                 if (npoints > 2) {
 976                     float v,last;
 977
 978                     if (npoints > PRELUT_SIZE) {
 979                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Prelut size too large.\n");
 980                         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 981                         goto end;
 982                     }
 983
 984                     if (in_prelut[i] || out_prelut[i]) {
 985                         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid file has multiple preluts.\n");
 986                         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
 987                         goto end;
 988                     }
 989
 990                     in_prelut[i]  = (float*)av_malloc(npoints * sizeof(float));
 991                     out_prelut[i] = (float*)av_malloc(npoints * sizeof(float));
 992                     if (!in_prelut[i] || !out_prelut[i]) {
 993                         ret = AVERROR(ENOMEM);
 994                         goto end;
 995                     }
 996
 997                     prelut_sizes[i] = npoints;
 998                     in_min[i] = FLT_MAX;
 999                     in_max[i] = -FLT_MAX;
1000                     out_min[i] = FLT_MAX;
1001                     out_max[i] = -FLT_MAX;
1002
1003                     for (int j = 0; j < npoints; j++) {
1004                         NEXT_FLOAT_OR_GOTO(v, end)
1005                         in_min[i] = FFMIN(in_min[i], v);
1006                         in_max[i] = FFMAX(in_max[i], v);
1007                         in_prelut[i][j] = v;
1008                         if (j > 0 && v < last) {
1009                             av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Invalid file, non increasing prelut.\n");
1010                             ret = AVERROR(ENOMEM);
1011                             goto end;
1012                         }
1013                         last = v;
1014                     }
1015
1016                     for (int j = 0; j < npoints; j++) {
1017                         NEXT_FLOAT_OR_GOTO(v, end)
1018                         out_min[i] = FFMIN(out_min[i], v);
1019                         out_max[i] = FFMAX(out_max[i], v);
1020                         out_prelut[i][j] = v;
1021                     }
1022
1023                 } else if (npoints == 2)  {
1024                     NEXT_LINE_OR_GOTO(skip_line(line), end);
1025                     if (av_sscanf(line, "%f %f", &in_min[i], &in_max[i]) != 2) {
1026                         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
1027                         goto end;
1028                     }
1029                     NEXT_LINE_OR_GOTO(skip_line(line), end);
1030                     if (av_sscanf(line, "%f %f", &out_min[i], &out_max[i]) != 2) {
1031                         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
1032                         goto end;
1033                     }
1034
1035                 } else {
1036                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported number of pre-lut points.\n");
1037                     ret = AVERROR_PATCHWELCOME;
1038                     goto end;
1039                 }
1040
1041                 NEXT_LINE_OR_GOTO(skip_line(line), end);
1042             }
1043
1044             if (av_sscanf(line, "%d %d %d", &size_r, &size_g, &size_b) != 3) {
1045                 ret = AVERROR(EINVAL);
1046                 goto end;
1047             }
1048             if (size_r != size_g || size_r != size_b) {
1049                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported size combination: %dx%dx%d.\n", size_r, size_g, size_b);
1050                 ret = AVERROR_PATCHWELCOME;
1051                 goto end;
1052             }
1053
1054             size = size_r;
1055             size2 = size * size;
1056
1057             if (prelut_sizes[0] && prelut_sizes[1] && prelut_sizes[2])
1058                 prelut = 1;
1059
1060             ret = allocate_3dlut(ctx, size, prelut);
1061             if (ret < 0)
1062                 return ret;
1063
1064             for (int k = 0; k < size; k++) {
1065                 for (int j = 0; j < size; j++) {
1066                     for (int i = 0; i < size; i++) {
1067                         struct rgbvec *vec = &lut3d->lut[i * size2 + j * size + k];
1068
1069                         NEXT_LINE_OR_GOTO(skip_line(line), end);
1070                         if (av_sscanf(line, "%f %f %f", &vec->r, &vec->g, &vec->b) != 3) {
1071                             ret = AVERROR_INVALIDDATA;
1072                             goto end;
1073                         }
1074
1075                         vec->r *= out_max[0] - out_min[0];
1076                         vec->g *= out_max[1] - out_min[1];
1077                         vec->b *= out_max[2] - out_min[2];
1078                     }
1079                 }
1080             }
1081
1082             break;
1083         }
1084     }
1085
1086     if (prelut) {
1087         for (int c = 0; c < 3; c++) {
1088
1089             lut3d->prelut.min[c] = in_min[c];
1090             lut3d->prelut.max[c] = in_max[c];
1091             lut3d->prelut.scale[c] =  (1.0f / (float)(in_max[c] - in_min[c])) * (lut3d->prelut.size - 1);
1092
1093             for (int i = 0; i < lut3d->prelut.size; ++i) {
1094                 float mix = (float) i / (float)(lut3d->prelut.size - 1);
1095                 float x = lerpf(in_min[c], in_max[c], mix), a, b;
1096
1097                 int idx = nearest_sample_index(in_prelut[c], x, 0, prelut_sizes[c]-1);
1098                 av_assert0(idx + 1 < prelut_sizes[c]);
1099
1100                 a   = out_prelut[c][idx + 0];
1101                 b   = out_prelut[c][idx + 1];
1102                 mix = x - in_prelut[c][idx];
1103
1104                 lut3d->prelut.lut[c][i] = sanitizef(lerpf(a, b, mix));
1105             }
1106         }
1107         lut3d->scale.r = 1.00f;
1108         lut3d->scale.g = 1.00f;
1109         lut3d->scale.b = 1.00f;
1110
1111     } else {
1112         lut3d->scale.r = av_clipf(1. / (in_max[0] - in_min[0]), 0.f, 1.f);
1113         lut3d->scale.g = av_clipf(1. / (in_max[1] - in_min[1]), 0.f, 1.f);
1114         lut3d->scale.b = av_clipf(1. / (in_max[2] - in_min[2]), 0.f, 1.f);
1115     }
1116
1117 end:
1118     for (int c = 0; c < 3; c++) {
1119         av_freep(&in_prelut[c]);
1120         av_freep(&out_prelut[c]);
1121     }
1122     return ret;
1123 }
1124
1125 static int set_identity_matrix(AVFilterContext *ctx, int size)
1126 {
1127     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
1128     int ret, i, j, k;
1129     const int size2 = size * size;
1130     const float c = 1. / (size - 1);
1131
1132     ret = allocate_3dlut(ctx, size, 0);
1133     if (ret < 0)
1134         return ret;
1135
1136     for (k = 0; k < size; k++) {
1137         for (j = 0; j < size; j++) {
1138             for (i = 0; i < size; i++) {
1139                 struct rgbvec *vec = &lut3d->lut[k * size2 + j * size + i];
1140                 vec->r = k * c;
1141                 vec->g = j * c;
1142                 vec->b = i * c;
1143             }
1144         }
1145     }
1146
1147     return 0;
1148 }
1149
1150 static int query_formats(AVFilterContext *ctx)
1151 {
1152     static const enum AVPixelFormat pix_fmts[] = {
1153         AV_PIX_FMT_RGB24,  AV_PIX_FMT_BGR24,
1154         AV_PIX_FMT_RGBA,   AV_PIX_FMT_BGRA,
1155         AV_PIX_FMT_ARGB,   AV_PIX_FMT_ABGR,
1156         AV_PIX_FMT_0RGB,   AV_PIX_FMT_0BGR,
1157         AV_PIX_FMT_RGB0,   AV_PIX_FMT_BGR0,
1158         AV_PIX_FMT_RGB48,  AV_PIX_FMT_BGR48,
1159         AV_PIX_FMT_RGBA64, AV_PIX_FMT_BGRA64,
1160         AV_PIX_FMT_GBRP,   AV_PIX_FMT_GBRAP,
1161         AV_PIX_FMT_GBRP9,
1162         AV_PIX_FMT_GBRP10, AV_PIX_FMT_GBRAP10,
1163         AV_PIX_FMT_GBRP12, AV_PIX_FMT_GBRAP12,
1164         AV_PIX_FMT_GBRP14,
1165         AV_PIX_FMT_GBRP16,  AV_PIX_FMT_GBRAP16,
1166         AV_PIX_FMT_GBRPF32, AV_PIX_FMT_GBRAPF32,
1167         AV_PIX_FMT_NONE
1168     };
1169     AVFilterFormats *fmts_list = ff_make_format_list(pix_fmts);
1170     if (!fmts_list)
1171         return AVERROR(ENOMEM);
1172     return ff_set_common_formats(ctx, fmts_list);
1173 }
1174
1175 static int config_input(AVFilterLink *inlink)
1176 {
1177     int depth, is16bit, isfloat, planar;
1178     LUT3DContext *lut3d = inlink->dst->priv;
1179     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
1180
1181     depth = desc->comp[0].depth;
1182     is16bit = desc->comp[0].depth > 8;
1183     planar = desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR;
1184     isfloat = desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_FLOAT;
1185     ff_fill_rgba_map(lut3d->rgba_map, inlink->format);
1186     lut3d->step = av_get_padded_bits_per_pixel(desc) >> (3 + is16bit);
1187
1188 #define SET_FUNC(name) do {                                     \
1189     if (planar && !isfloat) {                                   \
1190         switch (depth) {                                        \
1191         case  8: lut3d->interp = interp_8_##name##_p8;   break; \
1192         case  9: lut3d->interp = interp_16_##name##_p9;  break; \
1193         case 10: lut3d->interp = interp_16_##name##_p10; break; \
1194         case 12: lut3d->interp = interp_16_##name##_p12; break; \
1195         case 14: lut3d->interp = interp_16_##name##_p14; break; \
1196         case 16: lut3d->interp = interp_16_##name##_p16; break; \
1197         }                                                       \
1198     } else if (isfloat) { lut3d->interp = interp_##name##_pf32; \
1199     } else if (is16bit) { lut3d->interp = interp_16_##name;     \
1200     } else {       lut3d->interp = interp_8_##name; }           \
1201 } while (0)
1202
1203     switch (lut3d->interpolation) {
1204     case INTERPOLATE_NEAREST:     SET_FUNC(nearest);        break;
1205     case INTERPOLATE_TRILINEAR:   SET_FUNC(trilinear);      break;
1206     case INTERPOLATE_TETRAHEDRAL: SET_FUNC(tetrahedral);    break;
1207     case INTERPOLATE_PYRAMID:     SET_FUNC(pyramid);        break;
1208     case INTERPOLATE_PRISM:       SET_FUNC(prism);          break;
1209     default:
1210         av_assert0(0);
1211     }
1212
1213     return 0;
1214 }
1215
1216 static AVFrame *apply_lut(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
1217 {
1218     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
1219     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
1220     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
1221     AVFrame *out;
1222     ThreadData td;
1223
1224     if (av_frame_is_writable(in)) {
1225         out = in;
1226     } else {
1227         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
1228         if (!out) {
1229             av_frame_free(&in);
1230             return NULL;
1231         }
1232         av_frame_copy_props(out, in);
1233     }
1234
1235     td.in  = in;
1236     td.out = out;
1237     ctx->internal->execute(ctx, lut3d->interp, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
1238
1239     if (out != in)
1240         av_frame_free(&in);
1241
1242     return out;
1243 }
1244
1245 static int filter_frame(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
1246 {
1247     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
1248     AVFrame *out = apply_lut(inlink, in);
1249     if (!out)
1250         return AVERROR(ENOMEM);
1251     return ff_filter_frame(outlink, out);
1252 }
1253
1254 #if CONFIG_LUT3D_FILTER
1255 static const AVOption lut3d_options[] = {
1256     { "file", "set 3D LUT file name", OFFSET(file), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = FLAGS },
1257     COMMON_OPTIONS
1258 };
1259
1260 AVFILTER_DEFINE_CLASS(lut3d);
1261
1262 static av_cold int lut3d_init(AVFilterContext *ctx)
1263 {
1264     int ret;
1265     FILE *f;
1266     const char *ext;
1267     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
1268
1269     lut3d->scale.r = lut3d->scale.g = lut3d->scale.b = 1.f;
1270
1271     if (!lut3d->file) {
1272         return set_identity_matrix(ctx, 32);
1273     }
1274
1275     f = av_fopen_utf8(lut3d->file, "r");
1276     if (!f) {
1277         ret = AVERROR(errno);
1278         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", lut3d->file, av_err2str(ret));
1279         return ret;
1280     }
1281
1282     ext = strrchr(lut3d->file, '.');
1283     if (!ext) {
1284         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to guess the format from the extension\n");
1285         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
1286         goto end;
1287     }
1288     ext++;
1289
1290     if (!av_strcasecmp(ext, "dat")) {
1291         ret = parse_dat(ctx, f);
1292     } else if (!av_strcasecmp(ext, "3dl")) {
1293         ret = parse_3dl(ctx, f);
1294     } else if (!av_strcasecmp(ext, "cube")) {
1295         ret = parse_cube(ctx, f);
1296     } else if (!av_strcasecmp(ext, "m3d")) {
1297         ret = parse_m3d(ctx, f);
1298     } else if (!av_strcasecmp(ext, "csp")) {
1299         ret = parse_cinespace(ctx, f);
1300     } else {
1301         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unrecognized '.%s' file type\n", ext);
1302         ret = AVERROR(EINVAL);
1303     }
1304
1305     if (!ret && !lut3d->lutsize) {
1306         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "3D LUT is empty\n");
1307         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
1308     }
1309
1310 end:
1311     fclose(f);
1312     return ret;
1313 }
1314
1315 static av_cold void lut3d_uninit(AVFilterContext *ctx)
1316 {
1317     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
1318     int i;
1319     av_freep(&lut3d->lut);
1320
1321     for (i = 0; i < 3; i++) {
1322         av_freep(&lut3d->prelut.lut[i]);
1323     }
1324 }
1325
1326 static const AVFilterPad lut3d_inputs[] = {
1327     {
1328         .name         = "default",
1329         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1330         .filter_frame = filter_frame,
1331         .config_props = config_input,
1332     },
1333     { NULL }
1334 };
1335
1336 static const AVFilterPad lut3d_outputs[] = {
1337     {
1338         .name = "default",
1339         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1340     },
1341     { NULL }
1342 };
1343
1344 AVFilter ff_vf_lut3d = {
1345     .name          = "lut3d",
1346     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adjust colors using a 3D LUT."),
1347     .priv_size     = sizeof(LUT3DContext),
1348     .init          = lut3d_init,
1349     .uninit        = lut3d_uninit,
1350     .query_formats = query_formats,
1351     .inputs        = lut3d_inputs,
1352     .outputs       = lut3d_outputs,
1353     .priv_class    = &lut3d_class,
1354     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
1355 };
1356 #endif
1357
1358 #if CONFIG_HALDCLUT_FILTER
1359
1360 static void update_clut_packed(LUT3DContext *lut3d, const AVFrame *frame)
1361 {
1362     const uint8_t *data = frame->data[0];
1363     const int linesize  = frame->linesize[0];
1364     const int w = lut3d->clut_width;
1365     const int step = lut3d->clut_step;
1366     const uint8_t *rgba_map = lut3d->clut_rgba_map;
1367     const int level = lut3d->lutsize;
1368     const int level2 = lut3d->lutsize2;
1369
1370 #define LOAD_CLUT(nbits) do {                                           \
1371     int i, j, k, x = 0, y = 0;                                          \
1372                                                                         \
1373     for (k = 0; k < level; k++) {                                       \
1374         for (j = 0; j < level; j++) {                                   \
1375             for (i = 0; i < level; i++) {                               \
1376                 const uint##nbits##_t *src = (const uint##nbits##_t *)  \
1377                     (data + y*linesize + x*step);                       \
1378                 struct rgbvec *vec = &lut3d->lut[i * level2 + j * level + k]; \
1379                 vec->r = src[rgba_map[0]] / (float)((1<<(nbits)) - 1);  \
1380                 vec->g = src[rgba_map[1]] / (float)((1<<(nbits)) - 1);  \
1381                 vec->b = src[rgba_map[2]] / (float)((1<<(nbits)) - 1);  \
1382                 if (++x == w) {                                         \
1383                     x = 0;                                              \
1384                     y++;                                                \
1385                 }                                                       \
1386             }                                                           \
1387         }                                                               \
1388     }                                                                   \
1389 } while (0)
1390
1391     switch (lut3d->clut_bits) {
1392     case  8: LOAD_CLUT(8);  break;
1393     case 16: LOAD_CLUT(16); break;
1394     }
1395 }
1396
1397 static void update_clut_planar(LUT3DContext *lut3d, const AVFrame *frame)
1398 {
1399     const uint8_t *datag = frame->data[0];
1400     const uint8_t *datab = frame->data[1];
1401     const uint8_t *datar = frame->data[2];
1402     const int glinesize  = frame->linesize[0];
1403     const int blinesize  = frame->linesize[1];
1404     const int rlinesize  = frame->linesize[2];
1405     const int w = lut3d->clut_width;
1406     const int level = lut3d->lutsize;
1407     const int level2 = lut3d->lutsize2;
1408
1409 #define LOAD_CLUT_PLANAR(nbits, depth) do {                             \
1410     int i, j, k, x = 0, y = 0;                                          \
1411                                                                         \
1412     for (k = 0; k < level; k++) {                                       \
1413         for (j = 0; j < level; j++) {                                   \
1414             for (i = 0; i < level; i++) {                               \
1415                 const uint##nbits##_t *gsrc = (const uint##nbits##_t *) \
1416                     (datag + y*glinesize);                              \
1417                 const uint##nbits##_t *bsrc = (const uint##nbits##_t *) \
1418                     (datab + y*blinesize);                              \
1419                 const uint##nbits##_t *rsrc = (const uint##nbits##_t *) \
1420                     (datar + y*rlinesize);                              \
1421                 struct rgbvec *vec = &lut3d->lut[i * level2 + j * level + k]; \
1422                 vec->r = gsrc[x] / (float)((1<<(depth)) - 1);           \
1423                 vec->g = bsrc[x] / (float)((1<<(depth)) - 1);           \
1424                 vec->b = rsrc[x] / (float)((1<<(depth)) - 1);           \
1425                 if (++x == w) {                                         \
1426                     x = 0;                                              \
1427                     y++;                                                \
1428                 }                                                       \
1429             }                                                           \
1430         }                                                               \
1431     }                                                                   \
1432 } while (0)
1433
1434     switch (lut3d->clut_bits) {
1435     case  8: LOAD_CLUT_PLANAR(8, 8);   break;
1436     case  9: LOAD_CLUT_PLANAR(16, 9);  break;
1437     case 10: LOAD_CLUT_PLANAR(16, 10); break;
1438     case 12: LOAD_CLUT_PLANAR(16, 12); break;
1439     case 14: LOAD_CLUT_PLANAR(16, 14); break;
1440     case 16: LOAD_CLUT_PLANAR(16, 16); break;
1441     }
1442 }
1443
1444 static void update_clut_float(LUT3DContext *lut3d, const AVFrame *frame)
1445 {
1446     const uint8_t *datag = frame->data[0];
1447     const uint8_t *datab = frame->data[1];
1448     const uint8_t *datar = frame->data[2];
1449     const int glinesize  = frame->linesize[0];
1450     const int blinesize  = frame->linesize[1];
1451     const int rlinesize  = frame->linesize[2];
1452     const int w = lut3d->clut_width;
1453     const int level = lut3d->lutsize;
1454     const int level2 = lut3d->lutsize2;
1455
1456     int i, j, k, x = 0, y = 0;
1457
1458     for (k = 0; k < level; k++) {
1459         for (j = 0; j < level; j++) {
1460             for (i = 0; i < level; i++) {
1461                 const float *gsrc = (const float *)(datag + y*glinesize);
1462                 const float *bsrc = (const float *)(datab + y*blinesize);
1463                 const float *rsrc = (const float *)(datar + y*rlinesize);
1464                 struct rgbvec *vec = &lut3d->lut[i * level2 + j * level + k];
1465                 vec->r = rsrc[x];
1466                 vec->g = gsrc[x];
1467                 vec->b = bsrc[x];
1468                 if (++x == w) {
1469                     x = 0;
1470                     y++;
1471                 }
1472             }
1473         }
1474     }
1475 }
1476
1477 static int config_output(AVFilterLink *outlink)
1478 {
1479     AVFilterContext *ctx = outlink->src;
1480     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
1481     int ret;
1482
1483     ret = ff_framesync_init_dualinput(&lut3d->fs, ctx);
1484     if (ret < 0)
1485         return ret;
1486     outlink->w = ctx->inputs[0]->w;
1487     outlink->h = ctx->inputs[0]->h;
1488     outlink->time_base = ctx->inputs[0]->time_base;
1489     if ((ret = ff_framesync_configure(&lut3d->fs)) < 0)
1490         return ret;
1491     return 0;
1492 }
1493
1494 static int activate(AVFilterContext *ctx)
1495 {
1496     LUT3DContext *s = ctx->priv;
1497     return ff_framesync_activate(&s->fs);
1498 }
1499
1500 static int config_clut(AVFilterLink *inlink)
1501 {
1502     int size, level, w, h;
1503     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
1504     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
1505     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
1506
1507     av_assert0(desc);
1508
1509     lut3d->clut_bits = desc->comp[0].depth;
1510     lut3d->clut_planar = av_pix_fmt_count_planes(inlink->format) > 1;
1511     lut3d->clut_float = desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_FLOAT;
1512
1513     lut3d->clut_step = av_get_padded_bits_per_pixel(desc) >> 3;
1514     ff_fill_rgba_map(lut3d->clut_rgba_map, inlink->format);
1515
1516     if (inlink->w > inlink->h)
1517         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Padding on the right (%dpx) of the "
1518                "Hald CLUT will be ignored\n", inlink->w - inlink->h);
1519     else if (inlink->w < inlink->h)
1520         av_log(ctx, AV_LOG_INFO, "Padding at the bottom (%dpx) of the "
1521                "Hald CLUT will be ignored\n", inlink->h - inlink->w);
1522     lut3d->clut_width = w = h = FFMIN(inlink->w, inlink->h);
1523
1524     for (level = 1; level*level*level < w; level++);
1525     size = level*level*level;
1526     if (size != w) {
1527         av_log(ctx, AV_LOG_WARNING, "The Hald CLUT width does not match the level\n");
1528         return AVERROR_INVALIDDATA;
1529     }
1530     av_assert0(w == h && w == size);
1531     level *= level;
1532     if (level > MAX_LEVEL) {
1533         const int max_clut_level = sqrt(MAX_LEVEL);
1534         const int max_clut_size  = max_clut_level*max_clut_level*max_clut_level;
1535         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too large Hald CLUT "
1536                "(maximum level is %d, or %dx%d CLUT)\n",
1537                max_clut_level, max_clut_size, max_clut_size);
1538         return AVERROR(EINVAL);
1539     }
1540
1541     return allocate_3dlut(ctx, level, 0);
1542 }
1543
1544 static int update_apply_clut(FFFrameSync *fs)
1545 {
1546     AVFilterContext *ctx = fs->parent;
1547     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
1548     AVFilterLink *inlink = ctx->inputs[0];
1549     AVFrame *master, *second, *out;
1550     int ret;
1551
1552     ret = ff_framesync_dualinput_get(fs, &master, &second);
1553     if (ret < 0)
1554         return ret;
1555     if (!second)
1556         return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], master);
1557     if (lut3d->clut_float)
1558         update_clut_float(ctx->priv, second);
1559     else if (lut3d->clut_planar)
1560         update_clut_planar(ctx->priv, second);
1561     else
1562         update_clut_packed(ctx->priv, second);
1563     out = apply_lut(inlink, master);
1564     return ff_filter_frame(ctx->outputs[0], out);
1565 }
1566
1567 static av_cold int haldclut_init(AVFilterContext *ctx)
1568 {
1569     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
1570     lut3d->scale.r = lut3d->scale.g = lut3d->scale.b = 1.f;
1571     lut3d->fs.on_event = update_apply_clut;
1572     return 0;
1573 }
1574
1575 static av_cold void haldclut_uninit(AVFilterContext *ctx)
1576 {
1577     LUT3DContext *lut3d = ctx->priv;
1578     ff_framesync_uninit(&lut3d->fs);
1579     av_freep(&lut3d->lut);
1580 }
1581
1582 static const AVOption haldclut_options[] = {
1583     COMMON_OPTIONS
1584 };
1585
1586 FRAMESYNC_DEFINE_CLASS(haldclut, LUT3DContext, fs);
1587
1588 static const AVFilterPad haldclut_inputs[] = {
1589     {
1590         .name         = "main",
1591         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1592         .config_props = config_input,
1593     },{
1594         .name         = "clut",
1595         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1596         .config_props = config_clut,
1597     },
1598     { NULL }
1599 };
1600
1601 static const AVFilterPad haldclut_outputs[] = {
1602     {
1603         .name          = "default",
1604         .type          = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
1605         .config_props  = config_output,
1606     },
1607     { NULL }
1608 };
1609
1610 AVFilter ff_vf_haldclut = {
1611     .name          = "haldclut",
1612     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adjust colors using a Hald CLUT."),
1613     .priv_size     = sizeof(LUT3DContext),
1614     .preinit       = haldclut_framesync_preinit,
1615     .init          = haldclut_init,
1616     .uninit        = haldclut_uninit,
1617     .query_formats = query_formats,
1618     .activate      = activate,
1619     .inputs        = haldclut_inputs,
1620     .outputs       = haldclut_outputs,
1621     .priv_class    = &haldclut_class,
1622     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_INTERNAL | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
1623 };
1624 #endif
1625
1626 #if CONFIG_LUT1D_FILTER
1627
1628 enum interp_1d_mode {
1629     INTERPOLATE_1D_NEAREST,
1630     INTERPOLATE_1D_LINEAR,
1631     INTERPOLATE_1D_CUBIC,
1632     INTERPOLATE_1D_COSINE,
1633     INTERPOLATE_1D_SPLINE,
1634     NB_INTERP_1D_MODE
1635 };
1636
1637 #define MAX_1D_LEVEL 65536
1638
1639 typedef struct LUT1DContext {
1640     const AVClass *class;
1641     char *file;
1642     int interpolation;          ///<interp_1d_mode
1643     struct rgbvec scale;
1644     uint8_t rgba_map[4];
1645     int step;
1646     float lut[3][MAX_1D_LEVEL];
1647     int lutsize;
1648     avfilter_action_func *interp;
1649 } LUT1DContext;
1650
1651 #undef OFFSET
1652 #define OFFSET(x) offsetof(LUT1DContext, x)
1653
1654 static void set_identity_matrix_1d(LUT1DContext *lut1d, int size)
1655 {
1656     const float c = 1. / (size - 1);
1657     int i;
1658
1659     lut1d->lutsize = size;
1660     for (i = 0; i < size; i++) {
1661         lut1d->lut[0][i] = i * c;
1662         lut1d->lut[1][i] = i * c;
1663         lut1d->lut[2][i] = i * c;
1664     }
1665 }
1666
1667 static int parse_cinespace_1d(AVFilterContext *ctx, FILE *f)
1668 {
1669     LUT1DContext *lut1d = ctx->priv;
1670     char line[MAX_LINE_SIZE];
1671     float in_min[3]  = {0.0, 0.0, 0.0};
1672     float in_max[3]  = {1.0, 1.0, 1.0};
1673     float out_min[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
1674     float out_max[3] = {1.0, 1.0, 1.0};
1675     int inside_metadata = 0, size;
1676
1677     NEXT_LINE(skip_line(line));
1678     if (strncmp(line, "CSPLUTV100", 10)) {
1679         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not cineSpace LUT format\n");
1680         return AVERROR(EINVAL);
1681     }
1682
1683     NEXT_LINE(skip_line(line));
1684     if (strncmp(line, "1D", 2)) {
1685         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Not 1D LUT format\n");
1686         return AVERROR(EINVAL);
1687     }
1688
1689     while (1) {
1690         NEXT_LINE(skip_line(line));
1691
1692         if (!strncmp(line, "BEGIN METADATA", 14)) {
1693             inside_metadata = 1;
1694             continue;
1695         }
1696         if (!strncmp(line, "END METADATA", 12)) {
1697             inside_metadata = 0;
1698             continue;
1699         }
1700         if (inside_metadata == 0) {
1701             for (int i = 0; i < 3; i++) {
1702                 int npoints = strtol(line, NULL, 0);
1703
1704                 if (npoints != 2) {
1705                     av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unsupported number of pre-lut points.\n");
1706                     return AVERROR_PATCHWELCOME;
1707                 }
1708
1709                 NEXT_LINE(skip_line(line));
1710                 if (av_sscanf(line, "%f %f", &in_min[i], &in_max[i]) != 2)
1711                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1712                 NEXT_LINE(skip_line(line));
1713                 if (av_sscanf(line, "%f %f", &out_min[i], &out_max[i]) != 2)
1714                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1715                 NEXT_LINE(skip_line(line));
1716             }
1717
1718             size = strtol(line, NULL, 0);
1719
1720             if (size < 2 || size > MAX_1D_LEVEL) {
1721                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too large or invalid 1D LUT size\n");
1722                 return AVERROR(EINVAL);
1723             }
1724
1725             lut1d->lutsize = size;
1726
1727             for (int i = 0; i < size; i++) {
1728                 NEXT_LINE(skip_line(line));
1729                 if (av_sscanf(line, "%f %f %f", &lut1d->lut[0][i], &lut1d->lut[1][i], &lut1d->lut[2][i]) != 3)
1730                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1731                 lut1d->lut[0][i] *= out_max[0] - out_min[0];
1732                 lut1d->lut[1][i] *= out_max[1] - out_min[1];
1733                 lut1d->lut[2][i] *= out_max[2] - out_min[2];
1734             }
1735
1736             break;
1737         }
1738     }
1739
1740     lut1d->scale.r = av_clipf(1. / (in_max[0] - in_min[0]), 0.f, 1.f);
1741     lut1d->scale.g = av_clipf(1. / (in_max[1] - in_min[1]), 0.f, 1.f);
1742     lut1d->scale.b = av_clipf(1. / (in_max[2] - in_min[2]), 0.f, 1.f);
1743
1744     return 0;
1745 }
1746
1747 static int parse_cube_1d(AVFilterContext *ctx, FILE *f)
1748 {
1749     LUT1DContext *lut1d = ctx->priv;
1750     char line[MAX_LINE_SIZE];
1751     float min[3] = {0.0, 0.0, 0.0};
1752     float max[3] = {1.0, 1.0, 1.0};
1753
1754     while (fgets(line, sizeof(line), f)) {
1755         if (!strncmp(line, "LUT_1D_SIZE", 11)) {
1756             const int size = strtol(line + 12, NULL, 0);
1757             int i;
1758
1759             if (size < 2 || size > MAX_1D_LEVEL) {
1760                 av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Too large or invalid 1D LUT size\n");
1761                 return AVERROR(EINVAL);
1762             }
1763             lut1d->lutsize = size;
1764             for (i = 0; i < size; i++) {
1765                 do {
1766 try_again:
1767                     NEXT_LINE(0);
1768                     if (!strncmp(line, "DOMAIN_", 7)) {
1769                         float *vals = NULL;
1770                         if      (!strncmp(line + 7, "MIN ", 4)) vals = min;
1771                         else if (!strncmp(line + 7, "MAX ", 4)) vals = max;
1772                         if (!vals)
1773                             return AVERROR_INVALIDDATA;
1774                         av_sscanf(line + 11, "%f %f %f", vals, vals + 1, vals + 2);
1775                         av_log(ctx, AV_LOG_DEBUG, "min: %f %f %f | max: %f %f %f\n",
1776                                min[0], min[1], min[2], max[0], max[1], max[2]);
1777                         goto try_again;
1778                     } else if (!strncmp(line, "LUT_1D_INPUT_RANGE ", 19)) {
1779                         av_sscanf(line + 19, "%f %f", min, max);
1780                         min[1] = min[2] = min[0];
1781                         max[1] = max[2] = max[0];
1782                         goto try_again;
1783                     } else if (!strncmp(line, "TITLE", 5)) {
1784                         goto try_again;
1785                     }
1786                 } while (skip_line(line));
1787                 if (av_sscanf(line, "%f %f %f", &lut1d->lut[0][i], &lut1d->lut[1][i], &lut1d->lut[2][i]) != 3)
1788                     return AVERROR_INVALIDDATA;
1789             }
1790             break;
1791         }
1792     }
1793
1794     lut1d->scale.r = av_clipf(1. / (max[0] - min[0]), 0.f, 1.f);
1795     lut1d->scale.g = av_clipf(1. / (max[1] - min[1]), 0.f, 1.f);
1796     lut1d->scale.b = av_clipf(1. / (max[2] - min[2]), 0.f, 1.f);
1797
1798     return 0;
1799 }
1800
1801 static const AVOption lut1d_options[] = {
1802     { "file", "set 1D LUT file name", OFFSET(file), AV_OPT_TYPE_STRING, {.str=NULL}, .flags = TFLAGS },
1803     { "interp", "select interpolation mode", OFFSET(interpolation),    AV_OPT_TYPE_INT, {.i64=INTERPOLATE_1D_LINEAR}, 0, NB_INTERP_1D_MODE-1, TFLAGS, "interp_mode" },
1804         { "nearest", "use values from the nearest defined points", 0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_1D_NEAREST},   0, 0, TFLAGS, "interp_mode" },
1805         { "linear",  "use values from the linear interpolation",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_1D_LINEAR},    0, 0, TFLAGS, "interp_mode" },
1806         { "cosine",  "use values from the cosine interpolation",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_1D_COSINE},    0, 0, TFLAGS, "interp_mode" },
1807         { "cubic",   "use values from the cubic interpolation",    0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_1D_CUBIC},     0, 0, TFLAGS, "interp_mode" },
1808         { "spline",  "use values from the spline interpolation",   0, AV_OPT_TYPE_CONST, {.i64=INTERPOLATE_1D_SPLINE},    0, 0, TFLAGS, "interp_mode" },
1809     { NULL }
1810 };
1811
1812 AVFILTER_DEFINE_CLASS(lut1d);
1813
1814 static inline float interp_1d_nearest(const LUT1DContext *lut1d,
1815                                       int idx, const float s)
1816 {
1817     return lut1d->lut[idx][NEAR(s)];
1818 }
1819
1820 #define NEXT1D(x) (FFMIN((int)(x) + 1, lut1d->lutsize - 1))
1821
1822 static inline float interp_1d_linear(const LUT1DContext *lut1d,
1823                                      int idx, const float s)
1824 {
1825     const int prev = PREV(s);
1826     const int next = NEXT1D(s);
1827     const float d = s - prev;
1828     const float p = lut1d->lut[idx][prev];
1829     const float n = lut1d->lut[idx][next];
1830
1831     return lerpf(p, n, d);
1832 }
1833
1834 static inline float interp_1d_cosine(const LUT1DContext *lut1d,
1835                                      int idx, const float s)
1836 {
1837     const int prev = PREV(s);
1838     const int next = NEXT1D(s);
1839     const float d = s - prev;
1840     const float p = lut1d->lut[idx][prev];
1841     const float n = lut1d->lut[idx][next];
1842     const float m = (1.f - cosf(d * M_PI)) * .5f;
1843
1844     return lerpf(p, n, m);
1845 }
1846
1847 static inline float interp_1d_cubic(const LUT1DContext *lut1d,
1848                                     int idx, const float s)
1849 {
1850     const int prev = PREV(s);
1851     const int next = NEXT1D(s);
1852     const float mu = s - prev;
1853     float a0, a1, a2, a3, mu2;
1854
1855     float y0 = lut1d->lut[idx][FFMAX(prev - 1, 0)];
1856     float y1 = lut1d->lut[idx][prev];
1857     float y2 = lut1d->lut[idx][next];
1858     float y3 = lut1d->lut[idx][FFMIN(next + 1, lut1d->lutsize - 1)];
1859
1860
1861     mu2 = mu * mu;
1862     a0 = y3 - y2 - y0 + y1;
1863     a1 = y0 - y1 - a0;
1864     a2 = y2 - y0;
1865     a3 = y1;
1866
1867     return a0 * mu * mu2 + a1 * mu2 + a2 * mu + a3;
1868 }
1869
1870 static inline float interp_1d_spline(const LUT1DContext *lut1d,
1871                                      int idx, const float s)
1872 {
1873     const int prev = PREV(s);
1874     const int next = NEXT1D(s);
1875     const float x = s - prev;
1876     float c0, c1, c2, c3;
1877
1878     float y0 = lut1d->lut[idx][FFMAX(prev - 1, 0)];
1879     float y1 = lut1d->lut[idx][prev];
1880     float y2 = lut1d->lut[idx][next];
1881     float y3 = lut1d->lut[idx][FFMIN(next + 1, lut1d->lutsize - 1)];
1882
1883     c0 = y1;
1884     c1 = .5f * (y2 - y0);
1885     c2 = y0 - 2.5f * y1 + 2.f * y2 - .5f * y3;
1886     c3 = .5f * (y3 - y0) + 1.5f * (y1 - y2);
1887
1888     return ((c3 * x + c2) * x + c1) * x + c0;
1889 }
1890
1891 #define DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(name, nbits, depth)                     \
1892 static int interp_1d_##nbits##_##name##_p##depth(AVFilterContext *ctx,       \
1893                                                  void *arg, int jobnr,       \
1894                                                  int nb_jobs)                \
1895 {                                                                            \
1896     int x, y;                                                                \
1897     const LUT1DContext *lut1d = ctx->priv;                                   \
1898     const ThreadData *td = arg;                                              \
1899     const AVFrame *in  = td->in;                                             \
1900     const AVFrame *out = td->out;                                            \
1901     const int direct = out == in;                                            \
1902     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;              \
1903     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;              \
1904     uint8_t *grow = out->data[0] + slice_start * out->linesize[0];           \
1905     uint8_t *brow = out->data[1] + slice_start * out->linesize[1];           \
1906     uint8_t *rrow = out->data[2] + slice_start * out->linesize[2];           \
1907     uint8_t *arow = out->data[3] + slice_start * out->linesize[3];           \
1908     const uint8_t *srcgrow = in->data[0] + slice_start * in->linesize[0];    \
1909     const uint8_t *srcbrow = in->data[1] + slice_start * in->linesize[1];    \
1910     const uint8_t *srcrrow = in->data[2] + slice_start * in->linesize[2];    \
1911     const uint8_t *srcarow = in->data[3] + slice_start * in->linesize[3];    \
1912     const float factor = (1 << depth) - 1;                                   \
1913     const float scale_r = (lut1d->scale.r / factor) * (lut1d->lutsize - 1);  \
1914     const float scale_g = (lut1d->scale.g / factor) * (lut1d->lutsize - 1);  \
1915     const float scale_b = (lut1d->scale.b / factor) * (lut1d->lutsize - 1);  \
1916                                                                              \
1917     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {                              \
1918         uint##nbits##_t *dstg = (uint##nbits##_t *)grow;                     \
1919         uint##nbits##_t *dstb = (uint##nbits##_t *)brow;                     \
1920         uint##nbits##_t *dstr = (uint##nbits##_t *)rrow;                     \
1921         uint##nbits##_t *dsta = (uint##nbits##_t *)arow;                     \
1922         const uint##nbits##_t *srcg = (const uint##nbits##_t *)srcgrow;      \
1923         const uint##nbits##_t *srcb = (const uint##nbits##_t *)srcbrow;      \
1924         const uint##nbits##_t *srcr = (const uint##nbits##_t *)srcrrow;      \
1925         const uint##nbits##_t *srca = (const uint##nbits##_t *)srcarow;      \
1926         for (x = 0; x < in->width; x++) {                                    \
1927             float r = srcr[x] * scale_r;                                     \
1928             float g = srcg[x] * scale_g;                                     \
1929             float b = srcb[x] * scale_b;                                     \
1930             r = interp_1d_##name(lut1d, 0, r);                               \
1931             g = interp_1d_##name(lut1d, 1, g);                               \
1932             b = interp_1d_##name(lut1d, 2, b);                               \
1933             dstr[x] = av_clip_uintp2(r * factor, depth);                     \
1934             dstg[x] = av_clip_uintp2(g * factor, depth);                     \
1935             dstb[x] = av_clip_uintp2(b * factor, depth);                     \
1936             if (!direct && in->linesize[3])                                  \
1937                 dsta[x] = srca[x];                                           \
1938         }                                                                    \
1939         grow += out->linesize[0];                                            \
1940         brow += out->linesize[1];                                            \
1941         rrow += out->linesize[2];                                            \
1942         arow += out->linesize[3];                                            \
1943         srcgrow += in->linesize[0];                                          \
1944         srcbrow += in->linesize[1];                                          \
1945         srcrrow += in->linesize[2];                                          \
1946         srcarow += in->linesize[3];                                          \
1947     }                                                                        \
1948     return 0;                                                                \
1949 }
1950
1951 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(nearest,     8, 8)
1952 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(linear,      8, 8)
1953 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cosine,      8, 8)
1954 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cubic,       8, 8)
1955 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(spline,      8, 8)
1956
1957 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(nearest,     16, 9)
1958 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(linear,      16, 9)
1959 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cosine,      16, 9)
1960 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cubic,       16, 9)
1961 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(spline,      16, 9)
1962
1963 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(nearest,     16, 10)
1964 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(linear,      16, 10)
1965 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cosine,      16, 10)
1966 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cubic,       16, 10)
1967 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(spline,      16, 10)
1968
1969 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(nearest,     16, 12)
1970 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(linear,      16, 12)
1971 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cosine,      16, 12)
1972 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cubic,       16, 12)
1973 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(spline,      16, 12)
1974
1975 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(nearest,     16, 14)
1976 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(linear,      16, 14)
1977 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cosine,      16, 14)
1978 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cubic,       16, 14)
1979 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(spline,      16, 14)
1980
1981 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(nearest,     16, 16)
1982 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(linear,      16, 16)
1983 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cosine,      16, 16)
1984 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(cubic,       16, 16)
1985 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D(spline,      16, 16)
1986
1987 #define DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D_FLOAT(name, depth)                      \
1988 static int interp_1d_##name##_pf##depth(AVFilterContext *ctx,                \
1989                                                  void *arg, int jobnr,       \
1990                                                  int nb_jobs)                \
1991 {                                                                            \
1992     int x, y;                                                                \
1993     const LUT1DContext *lut1d = ctx->priv;                                   \
1994     const ThreadData *td = arg;                                              \
1995     const AVFrame *in  = td->in;                                             \
1996     const AVFrame *out = td->out;                                            \
1997     const int direct = out == in;                                            \
1998     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;              \
1999     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;              \
2000     uint8_t *grow = out->data[0] + slice_start * out->linesize[0];           \
2001     uint8_t *brow = out->data[1] + slice_start * out->linesize[1];           \
2002     uint8_t *rrow = out->data[2] + slice_start * out->linesize[2];           \
2003     uint8_t *arow = out->data[3] + slice_start * out->linesize[3];           \
2004     const uint8_t *srcgrow = in->data[0] + slice_start * in->linesize[0];    \
2005     const uint8_t *srcbrow = in->data[1] + slice_start * in->linesize[1];    \
2006     const uint8_t *srcrrow = in->data[2] + slice_start * in->linesize[2];    \
2007     const uint8_t *srcarow = in->data[3] + slice_start * in->linesize[3];    \
2008     const float lutsize = lut1d->lutsize - 1;                                \
2009     const float scale_r = lut1d->scale.r * lutsize;                          \
2010     const float scale_g = lut1d->scale.g * lutsize;                          \
2011     const float scale_b = lut1d->scale.b * lutsize;                          \
2012                                                                              \
2013     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {                              \
2014         float *dstg = (float *)grow;                                         \
2015         float *dstb = (float *)brow;                                         \
2016         float *dstr = (float *)rrow;                                         \
2017         float *dsta = (float *)arow;                                         \
2018         const float *srcg = (const float *)srcgrow;                          \
2019         const float *srcb = (const float *)srcbrow;                          \
2020         const float *srcr = (const float *)srcrrow;                          \
2021         const float *srca = (const float *)srcarow;                          \
2022         for (x = 0; x < in->width; x++) {                                    \
2023             float r = av_clipf(sanitizef(srcr[x]) * scale_r, 0.0f, lutsize); \
2024             float g = av_clipf(sanitizef(srcg[x]) * scale_g, 0.0f, lutsize); \
2025             float b = av_clipf(sanitizef(srcb[x]) * scale_b, 0.0f, lutsize); \
2026             r = interp_1d_##name(lut1d, 0, r);                               \
2027             g = interp_1d_##name(lut1d, 1, g);                               \
2028             b = interp_1d_##name(lut1d, 2, b);                               \
2029             dstr[x] = r;                                                     \
2030             dstg[x] = g;                                                     \
2031             dstb[x] = b;                                                     \
2032             if (!direct && in->linesize[3])                                  \
2033                 dsta[x] = srca[x];                                           \
2034         }                                                                    \
2035         grow += out->linesize[0];                                            \
2036         brow += out->linesize[1];                                            \
2037         rrow += out->linesize[2];                                            \
2038         arow += out->linesize[3];                                            \
2039         srcgrow += in->linesize[0];                                          \
2040         srcbrow += in->linesize[1];                                          \
2041         srcrrow += in->linesize[2];                                          \
2042         srcarow += in->linesize[3];                                          \
2043     }                                                                        \
2044     return 0;                                                                \
2045 }
2046
2047 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D_FLOAT(nearest, 32)
2048 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D_FLOAT(linear,  32)
2049 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D_FLOAT(cosine,  32)
2050 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D_FLOAT(cubic,   32)
2051 DEFINE_INTERP_FUNC_PLANAR_1D_FLOAT(spline,  32)
2052
2053 #define DEFINE_INTERP_FUNC_1D(name, nbits)                                   \
2054 static int interp_1d_##nbits##_##name(AVFilterContext *ctx, void *arg,       \
2055                                       int jobnr, int nb_jobs)                \
2056 {                                                                            \
2057     int x, y;                                                                \
2058     const LUT1DContext *lut1d = ctx->priv;                                   \
2059     const ThreadData *td = arg;                                              \
2060     const AVFrame *in  = td->in;                                             \
2061     const AVFrame *out = td->out;                                            \
2062     const int direct = out == in;                                            \
2063     const int step = lut1d->step;                                            \
2064     const uint8_t r = lut1d->rgba_map[R];                                    \
2065     const uint8_t g = lut1d->rgba_map[G];                                    \
2066     const uint8_t b = lut1d->rgba_map[B];                                    \
2067     const uint8_t a = lut1d->rgba_map[A];                                    \
2068     const int slice_start = (in->height *  jobnr   ) / nb_jobs;              \
2069     const int slice_end   = (in->height * (jobnr+1)) / nb_jobs;              \
2070     uint8_t       *dstrow = out->data[0] + slice_start * out->linesize[0];   \
2071     const uint8_t *srcrow = in ->data[0] + slice_start * in ->linesize[0];   \
2072     const float factor = (1 << nbits) - 1;                                   \
2073     const float scale_r = (lut1d->scale.r / factor) * (lut1d->lutsize - 1);  \
2074     const float scale_g = (lut1d->scale.g / factor) * (lut1d->lutsize - 1);  \
2075     const float scale_b = (lut1d->scale.b / factor) * (lut1d->lutsize - 1);  \
2076                                                                              \
2077     for (y = slice_start; y < slice_end; y++) {                              \
2078         uint##nbits##_t *dst = (uint##nbits##_t *)dstrow;                    \
2079         const uint##nbits##_t *src = (const uint##nbits##_t *)srcrow;        \
2080         for (x = 0; x < in->width * step; x += step) {                       \
2081             float rr = src[x + r] * scale_r;                                 \
2082             float gg = src[x + g] * scale_g;                                 \
2083             float bb = src[x + b] * scale_b;                                 \
2084             rr = interp_1d_##name(lut1d, 0, rr);                             \
2085             gg = interp_1d_##name(lut1d, 1, gg);                             \
2086             bb = interp_1d_##name(lut1d, 2, bb);                             \
2087             dst[x + r] = av_clip_uint##nbits(rr * factor);                   \
2088             dst[x + g] = av_clip_uint##nbits(gg * factor);                   \
2089             dst[x + b] = av_clip_uint##nbits(bb * factor);                   \
2090             if (!direct && step == 4)                                        \
2091                 dst[x + a] = src[x + a];                                     \
2092         }                                                                    \
2093         dstrow += out->linesize[0];                                          \
2094         srcrow += in ->linesize[0];                                          \
2095     }                                                                        \
2096     return 0;                                                                \
2097 }
2098
2099 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(nearest,     8)
2100 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(linear,      8)
2101 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(cosine,      8)
2102 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(cubic,       8)
2103 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(spline,      8)
2104
2105 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(nearest,     16)
2106 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(linear,      16)
2107 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(cosine,      16)
2108 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(cubic,       16)
2109 DEFINE_INTERP_FUNC_1D(spline,      16)
2110
2111 static int config_input_1d(AVFilterLink *inlink)
2112 {
2113     int depth, is16bit, isfloat, planar;
2114     LUT1DContext *lut1d = inlink->dst->priv;
2115     const AVPixFmtDescriptor *desc = av_pix_fmt_desc_get(inlink->format);
2116
2117     depth = desc->comp[0].depth;
2118     is16bit = desc->comp[0].depth > 8;
2119     planar = desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_PLANAR;
2120     isfloat = desc->flags & AV_PIX_FMT_FLAG_FLOAT;
2121     ff_fill_rgba_map(lut1d->rgba_map, inlink->format);
2122     lut1d->step = av_get_padded_bits_per_pixel(desc) >> (3 + is16bit);
2123
2124 #define SET_FUNC_1D(name) do {                                     \
2125     if (planar && !isfloat) {                                      \
2126         switch (depth) {                                           \
2127         case  8: lut1d->interp = interp_1d_8_##name##_p8;   break; \
2128         case  9: lut1d->interp = interp_1d_16_##name##_p9;  break; \
2129         case 10: lut1d->interp = interp_1d_16_##name##_p10; break; \
2130         case 12: lut1d->interp = interp_1d_16_##name##_p12; break; \
2131         case 14: lut1d->interp = interp_1d_16_##name##_p14; break; \
2132         case 16: lut1d->interp = interp_1d_16_##name##_p16; break; \
2133         }                                                          \
2134     } else if (isfloat) { lut1d->interp = interp_1d_##name##_pf32; \
2135     } else if (is16bit) { lut1d->interp = interp_1d_16_##name;     \
2136     } else {              lut1d->interp = interp_1d_8_##name; }    \
2137 } while (0)
2138
2139     switch (lut1d->interpolation) {
2140     case INTERPOLATE_1D_NEAREST:     SET_FUNC_1D(nearest);  break;
2141     case INTERPOLATE_1D_LINEAR:      SET_FUNC_1D(linear);   break;
2142     case INTERPOLATE_1D_COSINE:      SET_FUNC_1D(cosine);   break;
2143     case INTERPOLATE_1D_CUBIC:       SET_FUNC_1D(cubic);    break;
2144     case INTERPOLATE_1D_SPLINE:      SET_FUNC_1D(spline);   break;
2145     default:
2146         av_assert0(0);
2147     }
2148
2149     return 0;
2150 }
2151
2152 static av_cold int lut1d_init(AVFilterContext *ctx)
2153 {
2154     int ret;
2155     FILE *f;
2156     const char *ext;
2157     LUT1DContext *lut1d = ctx->priv;
2158
2159     lut1d->scale.r = lut1d->scale.g = lut1d->scale.b = 1.f;
2160
2161     if (!lut1d->file) {
2162         set_identity_matrix_1d(lut1d, 32);
2163         return 0;
2164     }
2165
2166     f = av_fopen_utf8(lut1d->file, "r");
2167     if (!f) {
2168         ret = AVERROR(errno);
2169         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "%s: %s\n", lut1d->file, av_err2str(ret));
2170         return ret;
2171     }
2172
2173     ext = strrchr(lut1d->file, '.');
2174     if (!ext) {
2175         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unable to guess the format from the extension\n");
2176         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
2177         goto end;
2178     }
2179     ext++;
2180
2181     if (!av_strcasecmp(ext, "cube") || !av_strcasecmp(ext, "1dlut")) {
2182         ret = parse_cube_1d(ctx, f);
2183     } else if (!av_strcasecmp(ext, "csp")) {
2184         ret = parse_cinespace_1d(ctx, f);
2185     } else {
2186         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "Unrecognized '.%s' file type\n", ext);
2187         ret = AVERROR(EINVAL);
2188     }
2189
2190     if (!ret && !lut1d->lutsize) {
2191         av_log(ctx, AV_LOG_ERROR, "1D LUT is empty\n");
2192         ret = AVERROR_INVALIDDATA;
2193     }
2194
2195 end:
2196     fclose(f);
2197     return ret;
2198 }
2199
2200 static AVFrame *apply_1d_lut(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
2201 {
2202     AVFilterContext *ctx = inlink->dst;
2203     LUT1DContext *lut1d = ctx->priv;
2204     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
2205     AVFrame *out;
2206     ThreadData td;
2207
2208     if (av_frame_is_writable(in)) {
2209         out = in;
2210     } else {
2211         out = ff_get_video_buffer(outlink, outlink->w, outlink->h);
2212         if (!out) {
2213             av_frame_free(&in);
2214             return NULL;
2215         }
2216         av_frame_copy_props(out, in);
2217     }
2218
2219     td.in  = in;
2220     td.out = out;
2221     ctx->internal->execute(ctx, lut1d->interp, &td, NULL, FFMIN(outlink->h, ff_filter_get_nb_threads(ctx)));
2222
2223     if (out != in)
2224         av_frame_free(&in);
2225
2226     return out;
2227 }
2228
2229 static int filter_frame_1d(AVFilterLink *inlink, AVFrame *in)
2230 {
2231     AVFilterLink *outlink = inlink->dst->outputs[0];
2232     AVFrame *out = apply_1d_lut(inlink, in);
2233     if (!out)
2234         return AVERROR(ENOMEM);
2235     return ff_filter_frame(outlink, out);
2236 }
2237
2238 static int lut1d_process_command(AVFilterContext *ctx, const char *cmd, const char *args,
2239                            char *res, int res_len, int flags)
2240 {
2241     LUT1DContext *lut1d = ctx->priv;
2242     int ret;
2243
2244     ret = ff_filter_process_command(ctx, cmd, args, res, res_len, flags);
2245     if (ret < 0)
2246         return ret;
2247
2248     ret = lut1d_init(ctx);
2249     if (ret < 0) {
2250         set_identity_matrix_1d(lut1d, 32);
2251         return ret;
2252     }
2253     return config_input_1d(ctx->inputs[0]);
2254 }
2255
2256 static const AVFilterPad lut1d_inputs[] = {
2257     {
2258         .name         = "default",
2259         .type         = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
2260         .filter_frame = filter_frame_1d,
2261         .config_props = config_input_1d,
2262     },
2263     { NULL }
2264 };
2265
2266 static const AVFilterPad lut1d_outputs[] = {
2267     {
2268         .name = "default",
2269         .type = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,
2270     },
2271     { NULL }
2272 };
2273
2274 AVFilter ff_vf_lut1d = {
2275     .name          = "lut1d",
2276     .description   = NULL_IF_CONFIG_SMALL("Adjust colors using a 1D LUT."),
2277     .priv_size     = sizeof(LUT1DContext),
2278     .init          = lut1d_init,
2279     .query_formats = query_formats,
2280     .inputs        = lut1d_inputs,
2281     .outputs       = lut1d_outputs,
2282     .priv_class    = &lut1d_class,
2283     .flags         = AVFILTER_FLAG_SUPPORT_TIMELINE_GENERIC | AVFILTER_FLAG_SLICE_THREADS,
2284     .process_command = lut1d_process_command,
2285 };
2286 #endif