git.sesse.net Git - fjl/blob - dehuff.h

   1 #ifndef _DEHUFF_H
   2 #define _DEHUFF_H 1
   3
   4 #include <stddef.h>
   5 #include <stdint.h>
   6 #include <sys/types.h>
   7
   8 #include "bytesource.h"
   9 #include "bitsource.h"
  10
  11 // About 99% of all Huffman codes are <= 8 bits long (see codelen.txt),
  12 // and it's what libjpeg uses. Thus, it seems like a reasonable size.
  13 #define DEHUF_TABLE_BITS 8
  14 #define DEHUF_TABLE_SIZE (1 << DEHUF_TABLE_BITS)
  15 static const int DEHUF_SLOW_PATH = -1;
  16
  17 // About 98% of all AC coefficients (control byte + coefficient) are <= 10 bits
  18 // long; again, see codelen.txt. This will cost us about 6 kB of data to store
  19 // in L1 cache.
  20 #define DEHUF_AC_TABLE_BITS 10
  21 #define DEHUF_AC_TABLE_SIZE (1 << DEHUF_AC_TABLE_BITS)
  22 static const int AC_DEHUF_SLOW_PATH = 0xf0000000;
  23 static const int AC_END_OF_BLOCK = 0xf0000001;
  24 static const int AC_SIXTEEN_ZEROS = 0xf0000002;
  25
  26 struct huffman_table {
  27         unsigned num_codes[17];     // BITS
  28         unsigned char codes[256];   // HUFFVAL
  29
  30         // Derived values.
  31         unsigned huffsize[256];
  32         unsigned huffcode[256];
  33         int maxcode[16];
  34         int mincode[16];
  35         unsigned valptr[16];
  36
  37         // Lookup table for fast decoding; given eight bits,
  38         // return the symbol and length in bits. For longer codes,
  39         // DEHUF_SLOW_PATH is returned.
  40
  41         // Note that the codes we return are 8-bit, but the type of
  42         // the lookup tables is int to avoid extra zero extending.
  43         int lookup_table_codes[DEHUF_TABLE_SIZE];
  44         int lookup_table_length[DEHUF_TABLE_SIZE];
  45
  46         // Further lookup tables for decoding AC coefficients.
  47         // (Generated but obviously not used for DC coefficients.)
  48         // Maps from 10-bit lookahead values to the signed coeffient (_codes),
  49         // number of bits to skip (_length) and the number of zero coefficients
  50         // after this one (_skip).
  51         int ac_table_codes[DEHUF_AC_TABLE_SIZE];
  52         uint8_t ac_table_length[DEHUF_AC_TABLE_SIZE];
  53         uint8_t ac_table_skip[DEHUF_AC_TABLE_SIZE];
  54 };
  55
  56 enum coefficient_class {
  57         DC_CLASS = 0,
  58         AC_CLASS,
  59         NUM_COEFF_CLASSES
  60 };
  61 typedef struct huffman_table huffman_tables_t[NUM_COEFF_CLASSES][4];
  62
  63 // Read Huffman tables from a stream, and compute the derived values.
  64 void read_huffman_tables(huffman_tables_t* dst, input_func_t* input_func, void* userdata);
  65
  66 unsigned read_huffman_symbol_slow_path(const struct huffman_table* table,
  67                                        struct bit_source* source);
  68
  69 static inline unsigned read_huffman_symbol_no_refill(
  70         const struct huffman_table* table,
  71         struct bit_source* source)
  72 {
  73         assert(source->bits_available >= DEHUF_TABLE_BITS);
  74         unsigned lookup = peek_bits(source, DEHUF_TABLE_BITS);
  75         int code = table->lookup_table_codes[lookup];
  76         int length = table->lookup_table_length[lookup];
  77
  78         if (code == DEHUF_SLOW_PATH) {
  79                 return read_huffman_symbol_slow_path(table, source);
  80         }
  81
  82         read_bits(source, length);
  83         return code;
  84 }
  85
  86 static inline unsigned read_huffman_symbol(const struct huffman_table* table,
  87                                            struct bit_source* source)
  88 {
  89         possibly_refill(source, DEHUF_TABLE_BITS);
  90         return read_huffman_symbol_no_refill(table, source);
  91 }
  92
  93 // procedure EXTEND (figure F.12)
  94
  95 // Fast lookup table for (1 << (bits - 1)).
  96 // The table actually helps, since the load can go in parallel with the shift
  97 // operation below.
  98 static const int bit_thresholds[16] = {
  99         0, 1 << 0, 1 << 1, 1 << 2, 1 << 3, 1 << 4, 1 << 5, 1 << 6, 1 << 7, 1 << 8, 1 << 9, 1 << 10, 1 << 11, 1 << 12, 1 << 13, 1 << 14
 100 };
 101
 102 static inline unsigned extend(int val, unsigned bits)
 103 {
 104 #if defined(__GNUC__) && (defined(__i386__) || defined(__x86_64__))
 105         // GCC should ideally be able to figure out that the conditional move is better, but
 106         // it doesn't for various reasons, and this is pretty important for speed, so we hardcode.
 107         asm("cmp %1, %0 ; cmovl %2, %0"
 108                 : "+r" (val)
 109                 : "g" (bit_thresholds[bits]),
 110                   "r" (val + (-1 << bits) + 1)
 111                 : "cc");
 112         return val;
 113 #else
 114         if (val < bit_thresholds[bits]) {
 115                 return val + (-1 << bits) + 1;
 116         } else {
 117                 return val;
 118         }
 119 #endif
 120 }
 121
 122 #endif /* !defined(_DEHUFF_H) */