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