git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/dsputil.h

   1 /*
   2  * DSP utils
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   5  *
   6  * This file is part of FFmpeg.
   7  *
   8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  10  * License as published by the Free Software Foundation; either
  11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  12  *
  13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  16  * Lesser General Public License for more details.
  17  *
  18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  21  */
  22
  23 /**
  24  * @file
  25  * DSP utils.
  26  * note, many functions in here may use MMX which trashes the FPU state, it is
  27  * absolutely necessary to call emms_c() between dsp & float/double code
  28  */
  29
  30 #ifndef AVCODEC_DSPUTIL_H
  31 #define AVCODEC_DSPUTIL_H
  32
  33 #include "libavutil/intreadwrite.h"
  34 #include "avcodec.h"
  35 #include "rnd_avg.h"
  36
  37
  38 //#define DEBUG
  39
  40 /* encoding scans */
  41 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  42 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  43 extern const uint8_t ff_zigzag_direct[64];
  44 extern const uint8_t ff_zigzag248_direct[64];
  45
  46 /* pixel operations */
  47 #define MAX_NEG_CROP 1024
  48
  49 /* temporary */
  50 extern uint32_t ff_squareTbl[512];
  51 extern const uint8_t ff_cropTbl[256 + 2 * MAX_NEG_CROP];
  52
  53 void ff_put_pixels8x8_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  54 void ff_avg_pixels8x8_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  55 void ff_put_pixels16x16_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  56 void ff_avg_pixels16x16_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  57
  58 /* RV40 functions */
  59 void ff_put_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  60 void ff_avg_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  61 void ff_put_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  62 void ff_avg_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  63
  64 void ff_gmc_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int h, int ox, int oy,
  65               int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
  66
  67 /* minimum alignment rules ;)
  68 If you notice errors in the align stuff, need more alignment for some ASM code
  69 for some CPU or need to use a function with less aligned data then send a mail
  70 to the ffmpeg-devel mailing list, ...
  71
  72 !warning These alignments might not match reality, (missing attribute((align))
  73 stuff somewhere possible).
  74 I (Michael) did not check them, these are just the alignments which I think
  75 could be reached easily ...
  76
  77 !future video codecs might need functions with less strict alignment
  78 */
  79
  80 /* add and put pixel (decoding) */
  81 // blocksizes for op_pixels_func are 8x4,8x8 16x8 16x16
  82 //h for op_pixels_func is limited to {width/2, width} but never larger than 16 and never smaller than 4
  83 typedef void (*tpel_mc_func)(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, const uint8_t *pixels/*align 1*/, int line_size, int w, int h);
  84 typedef void (*qpel_mc_func)(uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, ptrdiff_t stride);
  85
  86 typedef void (*op_fill_func)(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, uint8_t value, int line_size, int h);
  87
  88 #define DEF_OLD_QPEL(name)\
  89 void ff_put_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, ptrdiff_t stride);\
  90 void ff_put_no_rnd_ ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, ptrdiff_t stride);\
  91 void ff_avg_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, ptrdiff_t stride);
  92
  93 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc11_old_c)
  94 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc31_old_c)
  95 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc12_old_c)
  96 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc32_old_c)
  97 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc13_old_c)
  98 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc33_old_c)
  99 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc11_old_c)
 100 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc31_old_c)
 101 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc12_old_c)
 102 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc32_old_c)
 103 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc13_old_c)
 104 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc33_old_c)
 105
 106 /* motion estimation */
 107 // h is limited to {width/2, width, 2*width} but never larger than 16 and never smaller than 2
 108 // although currently h<4 is not used as functions with width <8 are neither used nor implemented
 109 typedef int (*me_cmp_func)(void /*MpegEncContext*/ *s, uint8_t *blk1/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *blk2/*align 1*/, int line_size, int h)/* __attribute__ ((const))*/;
 110
 111 /**
 112  * Scantable.
 113  */
 114 typedef struct ScanTable{
 115     const uint8_t *scantable;
 116     uint8_t permutated[64];
 117     uint8_t raster_end[64];
 118 } ScanTable;
 119
 120 void ff_init_scantable(uint8_t *, ScanTable *st, const uint8_t *src_scantable);
 121 void ff_init_scantable_permutation(uint8_t *idct_permutation,
 122                                    int idct_permutation_type);
 123
 124 /**
 125  * DSPContext.
 126  */
 127 typedef struct DSPContext {
 128     /* pixel ops : interface with DCT */
 129     void (*get_pixels)(int16_t *block/*align 16*/, const uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 130     void (*diff_pixels)(int16_t *block/*align 16*/, const uint8_t *s1/*align 8*/, const uint8_t *s2/*align 8*/, int stride);
 131     void (*put_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 132     void (*put_signed_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 133     void (*add_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 134     void (*add_pixels8)(uint8_t *pixels, int16_t *block, int line_size);
 135     int (*sum_abs_dctelem)(int16_t *block/*align 16*/);
 136     /**
 137      * translational global motion compensation.
 138      */
 139     void (*gmc1)(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int srcStride, int h, int x16, int y16, int rounder);
 140     /**
 141      * global motion compensation.
 142      */
 143     void (*gmc )(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride, int h, int ox, int oy,
 144                     int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
 145     void (*clear_block)(int16_t *block/*align 16*/);
 146     void (*clear_blocks)(int16_t *blocks/*align 16*/);
 147     int (*pix_sum)(uint8_t * pix, int line_size);
 148     int (*pix_norm1)(uint8_t * pix, int line_size);
 149 // 16x16 8x8 4x4 2x2 16x8 8x4 4x2 8x16 4x8 2x4
 150
 151     me_cmp_func sad[6]; /* identical to pix_absAxA except additional void * */
 152     me_cmp_func sse[6];
 153     me_cmp_func hadamard8_diff[6];
 154     me_cmp_func dct_sad[6];
 155     me_cmp_func quant_psnr[6];
 156     me_cmp_func bit[6];
 157     me_cmp_func rd[6];
 158     me_cmp_func vsad[6];
 159     me_cmp_func vsse[6];
 160     me_cmp_func nsse[6];
 161     me_cmp_func w53[6];
 162     me_cmp_func w97[6];
 163     me_cmp_func dct_max[6];
 164     me_cmp_func dct264_sad[6];
 165
 166     me_cmp_func me_pre_cmp[6];
 167     me_cmp_func me_cmp[6];
 168     me_cmp_func me_sub_cmp[6];
 169     me_cmp_func mb_cmp[6];
 170     me_cmp_func ildct_cmp[6]; //only width 16 used
 171     me_cmp_func frame_skip_cmp[6]; //only width 8 used
 172
 173     int (*ssd_int8_vs_int16)(const int8_t *pix1, const int16_t *pix2,
 174                              int size);
 175
 176     /**
 177      * Thirdpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
 178      * this is an array[12] of motion compensation functions for the 9 thirdpe
 179      * positions<br>
 180      * *pixels_tab[ xthirdpel + 4*ythirdpel ]
 181      * @param block destination where the result is stored
 182      * @param pixels source
 183      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 184      * @param h height
 185      */
 186     tpel_mc_func put_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
 187     tpel_mc_func avg_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
 188
 189     qpel_mc_func put_qpel_pixels_tab[2][16];
 190     qpel_mc_func avg_qpel_pixels_tab[2][16];
 191     qpel_mc_func put_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
 192     qpel_mc_func put_mspel_pixels_tab[8];
 193
 194     me_cmp_func pix_abs[2][4];
 195
 196     /* huffyuv specific */
 197     void (*add_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src/*align 16*/, int w);
 198     void (*diff_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, const uint8_t *src1/*align 16*/, const uint8_t *src2/*align 1*/,int w);
 199     /**
 200      * subtract huffyuv's variant of median prediction
 201      * note, this might read from src1[-1], src2[-1]
 202      */
 203     void (*sub_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src1, const uint8_t *src2, int w, int *left, int *left_top);
 204     void (*add_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *top, const uint8_t *diff, int w, int *left, int *left_top);
 205     int  (*add_hfyu_left_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w, int left);
 206     void (*add_hfyu_left_prediction_bgr32)(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w, int *red, int *green, int *blue, int *alpha);
 207     /* this might write to dst[w] */
 208     void (*bswap_buf)(uint32_t *dst, const uint32_t *src, int w);
 209     void (*bswap16_buf)(uint16_t *dst, const uint16_t *src, int len);
 210
 211     void (*h263_v_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
 212     void (*h263_h_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
 213
 214     /* assume len is a multiple of 8, and arrays are 16-byte aligned */
 215     void (*vector_clipf)(float *dst /* align 16 */, const float *src /* align 16 */, float min, float max, int len /* align 16 */);
 216
 217     /* (I)DCT */
 218     void (*fdct)(int16_t *block/* align 16*/);
 219     void (*fdct248)(int16_t *block/* align 16*/);
 220
 221     /* IDCT really*/
 222     void (*idct)(int16_t *block/* align 16*/);
 223
 224     /**
 225      * block -> idct -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 226      * (-1392, 0, 0, ...) -> idct -> (-174, -174, ...) -> put -> (0, 0, ...)
 227      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 228      */
 229     void (*idct_put)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, int16_t *block/*align 16*/);
 230
 231     /**
 232      * block -> idct -> add dest -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 233      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 234      */
 235     void (*idct_add)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, int16_t *block/*align 16*/);
 236
 237     /**
 238      * idct input permutation.
 239      * several optimized IDCTs need a permutated input (relative to the normal order of the reference
 240      * IDCT)
 241      * this permutation must be performed before the idct_put/add, note, normally this can be merged
 242      * with the zigzag/alternate scan<br>
 243      * an example to avoid confusion:
 244      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> dequant -> reference idct ->...)
 245      * - (x -> reference dct -> reference idct -> x)
 246      * - (x -> reference dct -> simple_mmx_perm = idct_permutation -> simple_idct_mmx -> x)
 247      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> simple_mmx_perm -> dequant -> simple_idct_mmx ->...)
 248      */
 249     uint8_t idct_permutation[64];
 250     int idct_permutation_type;
 251 #define FF_NO_IDCT_PERM 1
 252 #define FF_LIBMPEG2_IDCT_PERM 2
 253 #define FF_SIMPLE_IDCT_PERM 3
 254 #define FF_TRANSPOSE_IDCT_PERM 4
 255 #define FF_PARTTRANS_IDCT_PERM 5
 256 #define FF_SSE2_IDCT_PERM 6
 257
 258     int (*try_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t weight[64], int16_t basis[64], int scale);
 259     void (*add_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t basis[64], int scale);
 260 #define BASIS_SHIFT 16
 261 #define RECON_SHIFT 6
 262
 263     void (*draw_edges)(uint8_t *buf, int wrap, int width, int height, int w, int h, int sides);
 264 #define EDGE_WIDTH 16
 265 #define EDGE_TOP    1
 266 #define EDGE_BOTTOM 2
 267
 268     void (*shrink[4])(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src, int src_wrap, int width, int height);
 269
 270     /**
 271      * Calculate scalar product of two vectors.
 272      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 273      */
 274     int32_t (*scalarproduct_int16)(const int16_t *v1, const int16_t *v2/*align 16*/, int len);
 275     /* ape functions */
 276     /**
 277      * Calculate scalar product of v1 and v2,
 278      * and v1[i] += v3[i] * mul
 279      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 280      */
 281     int32_t (*scalarproduct_and_madd_int16)(int16_t *v1/*align 16*/, const int16_t *v2, const int16_t *v3, int len, int mul);
 282
 283     /**
 284      * Apply symmetric window in 16-bit fixed-point.
 285      * @param output destination array
 286      *               constraints: 16-byte aligned
 287      * @param input  source array
 288      *               constraints: 16-byte aligned
 289      * @param window window array
 290      *               constraints: 16-byte aligned, at least len/2 elements
 291      * @param len    full window length
 292      *               constraints: multiple of ? greater than zero
 293      */
 294     void (*apply_window_int16)(int16_t *output, const int16_t *input,
 295                                const int16_t *window, unsigned int len);
 296
 297     /**
 298      * Clip each element in an array of int32_t to a given minimum and maximum value.
 299      * @param dst  destination array
 300      *             constraints: 16-byte aligned
 301      * @param src  source array
 302      *             constraints: 16-byte aligned
 303      * @param min  minimum value
 304      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 305      * @param max  maximum value
 306      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 307      * @param len  number of elements in the array
 308      *             constraints: multiple of 32 greater than zero
 309      */
 310     void (*vector_clip_int32)(int32_t *dst, const int32_t *src, int32_t min,
 311                               int32_t max, unsigned int len);
 312
 313     op_fill_func fill_block_tab[2];
 314 } DSPContext;
 315
 316 void ff_dsputil_static_init(void);
 317 void ff_dsputil_init(DSPContext* p, AVCodecContext *avctx);
 318 void avpriv_dsputil_init(DSPContext* p, AVCodecContext *avctx);
 319 attribute_deprecated void dsputil_init(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 320
 321 int ff_check_alignment(void);
 322
 323 void ff_set_cmp(DSPContext* c, me_cmp_func *cmp, int type);
 324
 325 void ff_dsputil_init_alpha(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 326 void ff_dsputil_init_arm(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 327 void ff_dsputil_init_bfin(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 328 void ff_dsputil_init_mmx(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 329 void ff_dsputil_init_ppc(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 330 void ff_dsputil_init_sh4(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 331 void ff_dsputil_init_vis(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 332
 333 void ff_dsputil_init_dwt(DSPContext *c);
 334
 335 #endif /* AVCODEC_DSPUTIL_H */