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 Libav.
   7  *
   8  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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
  36
  37 //#define DEBUG
  38 /* dct code */
  39
  40 void ff_fdct_ifast(int16_t *data);
  41 void ff_fdct_ifast248(int16_t *data);
  42 void ff_jpeg_fdct_islow_8(int16_t *data);
  43 void ff_jpeg_fdct_islow_10(int16_t *data);
  44 void ff_fdct248_islow_8(int16_t *data);
  45 void ff_fdct248_islow_10(int16_t *data);
  46
  47 void ff_j_rev_dct(int16_t *data);
  48
  49 void ff_fdct_mmx(int16_t *block);
  50 void ff_fdct_mmxext(int16_t *block);
  51 void ff_fdct_sse2(int16_t *block);
  52
  53 /* encoding scans */
  54 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  55 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  56 extern const uint8_t ff_zigzag_direct[64];
  57 extern const uint8_t ff_zigzag248_direct[64];
  58
  59 /* pixel operations */
  60 #define MAX_NEG_CROP 1024
  61
  62 /* temporary */
  63 extern uint32_t ff_squareTbl[512];
  64 extern uint8_t ff_cropTbl[256 + 2 * MAX_NEG_CROP];
  65
  66 #define PUTAVG_PIXELS(depth)\
  67 void ff_put_pixels8x8_ ## depth ## _c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);\
  68 void ff_avg_pixels8x8_ ## depth ## _c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);\
  69 void ff_put_pixels16x16_ ## depth ## _c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);\
  70 void ff_avg_pixels16x16_ ## depth ## _c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  71
  72 PUTAVG_PIXELS( 8)
  73 PUTAVG_PIXELS( 9)
  74 PUTAVG_PIXELS(10)
  75
  76 #define ff_put_pixels8x8_c ff_put_pixels8x8_8_c
  77 #define ff_avg_pixels8x8_c ff_avg_pixels8x8_8_c
  78 #define ff_put_pixels16x16_c ff_put_pixels16x16_8_c
  79 #define ff_avg_pixels16x16_c ff_avg_pixels16x16_8_c
  80
  81 /* RV40 functions */
  82 void ff_put_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  83 void ff_avg_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  84 void ff_put_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  85 void ff_avg_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  86
  87 void ff_gmc_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int h, int ox, int oy,
  88               int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
  89
  90 /* minimum alignment rules ;)
  91 If you notice errors in the align stuff, need more alignment for some ASM code
  92 for some CPU or need to use a function with less aligned data then send a mail
  93 to the libav-devel mailing list, ...
  94
  95 !warning These alignments might not match reality, (missing attribute((align))
  96 stuff somewhere possible).
  97 I (Michael) did not check them, these are just the alignments which I think
  98 could be reached easily ...
  99
 100 !future video codecs might need functions with less strict alignment
 101 */
 102
 103 /* add and put pixel (decoding) */
 104 // blocksizes for op_pixels_func are 8x4,8x8 16x8 16x16
 105 //h for op_pixels_func is limited to {width/2, width} but never larger than 16 and never smaller than 4
 106 typedef void (*op_pixels_func)(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, const uint8_t *pixels/*align 1*/, ptrdiff_t line_size, int h);
 107 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);
 108 typedef void (*qpel_mc_func)(uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);
 109
 110 typedef void (*op_fill_func)(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, uint8_t value, int line_size, int h);
 111
 112 #define DEF_OLD_QPEL(name)\
 113 void ff_put_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);\
 114 void ff_put_no_rnd_ ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);\
 115 void ff_avg_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);
 116
 117 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc11_old_c)
 118 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc31_old_c)
 119 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc12_old_c)
 120 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc32_old_c)
 121 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc13_old_c)
 122 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc33_old_c)
 123 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc11_old_c)
 124 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc31_old_c)
 125 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc12_old_c)
 126 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc32_old_c)
 127 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc13_old_c)
 128 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc33_old_c)
 129
 130 #define CALL_2X_PIXELS(a, b, n)\
 131 static void a(uint8_t *block, const uint8_t *pixels, int line_size, int h){\
 132     b(block  , pixels  , line_size, h);\
 133     b(block+n, pixels+n, line_size, h);\
 134 }
 135
 136 /* motion estimation */
 137 // h is limited to {width/2, width, 2*width} but never larger than 16 and never smaller than 2
 138 // although currently h<4 is not used as functions with width <8 are neither used nor implemented
 139 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))*/;
 140
 141 /**
 142  * Scantable.
 143  */
 144 typedef struct ScanTable{
 145     const uint8_t *scantable;
 146     uint8_t permutated[64];
 147     uint8_t raster_end[64];
 148 } ScanTable;
 149
 150 void ff_init_scantable(uint8_t *, ScanTable *st, const uint8_t *src_scantable);
 151 void ff_init_scantable_permutation(uint8_t *idct_permutation,
 152                                    int idct_permutation_type);
 153
 154 /**
 155  * DSPContext.
 156  */
 157 typedef struct DSPContext {
 158     /**
 159      * Size of DCT coefficients.
 160      */
 161     int dct_bits;
 162
 163     /* pixel ops : interface with DCT */
 164     void (*get_pixels)(int16_t *block/*align 16*/, const uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 165     void (*diff_pixels)(int16_t *block/*align 16*/, const uint8_t *s1/*align 8*/, const uint8_t *s2/*align 8*/, int stride);
 166     void (*put_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 167     void (*put_signed_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 168     void (*add_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 169     void (*add_pixels8)(uint8_t *pixels, int16_t *block, int line_size);
 170     void (*add_pixels4)(uint8_t *pixels, int16_t *block, int line_size);
 171     int (*sum_abs_dctelem)(int16_t *block/*align 16*/);
 172     /**
 173      * translational global motion compensation.
 174      */
 175     void (*gmc1)(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int srcStride, int h, int x16, int y16, int rounder);
 176     /**
 177      * global motion compensation.
 178      */
 179     void (*gmc )(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride, int h, int ox, int oy,
 180                     int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
 181     void (*clear_block)(int16_t *block/*align 16*/);
 182     void (*clear_blocks)(int16_t *blocks/*align 16*/);
 183     int (*pix_sum)(uint8_t * pix, int line_size);
 184     int (*pix_norm1)(uint8_t * pix, int line_size);
 185 // 16x16 8x8 4x4 2x2 16x8 8x4 4x2 8x16 4x8 2x4
 186
 187     me_cmp_func sad[6]; /* identical to pix_absAxA except additional void * */
 188     me_cmp_func sse[6];
 189     me_cmp_func hadamard8_diff[6];
 190     me_cmp_func dct_sad[6];
 191     me_cmp_func quant_psnr[6];
 192     me_cmp_func bit[6];
 193     me_cmp_func rd[6];
 194     me_cmp_func vsad[6];
 195     me_cmp_func vsse[6];
 196     me_cmp_func nsse[6];
 197     me_cmp_func dct_max[6];
 198     me_cmp_func dct264_sad[6];
 199
 200     me_cmp_func me_pre_cmp[6];
 201     me_cmp_func me_cmp[6];
 202     me_cmp_func me_sub_cmp[6];
 203     me_cmp_func mb_cmp[6];
 204     me_cmp_func ildct_cmp[6]; //only width 16 used
 205     me_cmp_func frame_skip_cmp[6]; //only width 8 used
 206
 207     int (*ssd_int8_vs_int16)(const int8_t *pix1, const int16_t *pix2,
 208                              int size);
 209
 210     /**
 211      * Halfpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
 212      * this is an array[4][4] of motion compensation functions for 4
 213      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
 214      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
 215      * @param block destination where the result is stored
 216      * @param pixels source
 217      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 218      * @param h height
 219      */
 220     op_pixels_func put_pixels_tab[4][4];
 221
 222     /**
 223      * Halfpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
 224      * This is an array[4][4] of motion compensation functions for 4
 225      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
 226      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
 227      * @param block destination into which the result is averaged (a+b+1)>>1
 228      * @param pixels source
 229      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 230      * @param h height
 231      */
 232     op_pixels_func avg_pixels_tab[4][4];
 233
 234     /**
 235      * Halfpel motion compensation with no rounding (a+b)>>1.
 236      * this is an array[2][4] of motion compensation functions for 2
 237      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
 238      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
 239      * @param block destination where the result is stored
 240      * @param pixels source
 241      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 242      * @param h height
 243      */
 244     op_pixels_func put_no_rnd_pixels_tab[2][4];
 245
 246     /**
 247      * Halfpel motion compensation with no rounding (a+b)>>1.
 248      * this is an array[4] of motion compensation functions for 1
 249      * horizontal blocksize (16) and the 4 halfpel positions<br>
 250      * *pixels_tab[0][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
 251      * @param block destination into which the result is averaged (a+b)>>1
 252      * @param pixels source
 253      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 254      * @param h height
 255      */
 256     op_pixels_func avg_no_rnd_pixels_tab[4];
 257
 258     /**
 259      * Thirdpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
 260      * this is an array[12] of motion compensation functions for the 9 thirdpe
 261      * positions<br>
 262      * *pixels_tab[ xthirdpel + 4*ythirdpel ]
 263      * @param block destination where the result is stored
 264      * @param pixels source
 265      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 266      * @param h height
 267      */
 268     tpel_mc_func put_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
 269     tpel_mc_func avg_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
 270
 271     qpel_mc_func put_qpel_pixels_tab[2][16];
 272     qpel_mc_func avg_qpel_pixels_tab[2][16];
 273     qpel_mc_func put_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
 274     qpel_mc_func put_mspel_pixels_tab[8];
 275
 276     me_cmp_func pix_abs[2][4];
 277
 278     /* huffyuv specific */
 279     void (*add_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src/*align 16*/, int w);
 280     void (*diff_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src1/*align 16*/, uint8_t *src2/*align 1*/,int w);
 281     /**
 282      * subtract huffyuv's variant of median prediction
 283      * note, this might read from src1[-1], src2[-1]
 284      */
 285     void (*sub_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src1, const uint8_t *src2, int w, int *left, int *left_top);
 286     void (*add_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *top, const uint8_t *diff, int w, int *left, int *left_top);
 287     int  (*add_hfyu_left_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w, int left);
 288     void (*add_hfyu_left_prediction_bgr32)(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w, int *red, int *green, int *blue, int *alpha);
 289     void (*bswap_buf)(uint32_t *dst, const uint32_t *src, int w);
 290     void (*bswap16_buf)(uint16_t *dst, const uint16_t *src, int len);
 291
 292     void (*h263_v_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
 293     void (*h263_h_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
 294
 295     void (*h261_loop_filter)(uint8_t *src, int stride);
 296
 297     /* assume len is a multiple of 8, and arrays are 16-byte aligned */
 298     void (*vector_clipf)(float *dst /* align 16 */, const float *src /* align 16 */, float min, float max, int len /* align 16 */);
 299
 300     /* (I)DCT */
 301     void (*fdct)(int16_t *block/* align 16*/);
 302     void (*fdct248)(int16_t *block/* align 16*/);
 303
 304     /* IDCT really*/
 305     void (*idct)(int16_t *block/* align 16*/);
 306
 307     /**
 308      * block -> idct -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 309      * (-1392, 0, 0, ...) -> idct -> (-174, -174, ...) -> put -> (0, 0, ...)
 310      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 311      */
 312     void (*idct_put)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, int16_t *block/*align 16*/);
 313
 314     /**
 315      * block -> idct -> add dest -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 316      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 317      */
 318     void (*idct_add)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, int16_t *block/*align 16*/);
 319
 320     /**
 321      * idct input permutation.
 322      * several optimized IDCTs need a permutated input (relative to the normal order of the reference
 323      * IDCT)
 324      * this permutation must be performed before the idct_put/add, note, normally this can be merged
 325      * with the zigzag/alternate scan<br>
 326      * an example to avoid confusion:
 327      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> dequant -> reference idct ->...)
 328      * - (x -> reference dct -> reference idct -> x)
 329      * - (x -> reference dct -> simple_mmx_perm = idct_permutation -> simple_idct_mmx -> x)
 330      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> simple_mmx_perm -> dequant -> simple_idct_mmx ->...)
 331      */
 332     uint8_t idct_permutation[64];
 333     int idct_permutation_type;
 334 #define FF_NO_IDCT_PERM 1
 335 #define FF_LIBMPEG2_IDCT_PERM 2
 336 #define FF_SIMPLE_IDCT_PERM 3
 337 #define FF_TRANSPOSE_IDCT_PERM 4
 338 #define FF_PARTTRANS_IDCT_PERM 5
 339 #define FF_SSE2_IDCT_PERM 6
 340
 341     int (*try_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t weight[64], int16_t basis[64], int scale);
 342     void (*add_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t basis[64], int scale);
 343 #define BASIS_SHIFT 16
 344 #define RECON_SHIFT 6
 345
 346     void (*draw_edges)(uint8_t *buf, int wrap, int width, int height, int w, int h, int sides);
 347 #define EDGE_WIDTH 16
 348 #define EDGE_TOP    1
 349 #define EDGE_BOTTOM 2
 350
 351     void (*shrink[4])(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src, int src_wrap, int width, int height);
 352
 353     /**
 354      * Calculate scalar product of two vectors.
 355      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 356      */
 357     int32_t (*scalarproduct_int16)(const int16_t *v1, const int16_t *v2/*align 16*/, int len);
 358     /* ape functions */
 359     /**
 360      * Calculate scalar product of v1 and v2,
 361      * and v1[i] += v3[i] * mul
 362      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 363      */
 364     int32_t (*scalarproduct_and_madd_int16)(int16_t *v1/*align 16*/, const int16_t *v2, const int16_t *v3, int len, int mul);
 365
 366     /**
 367      * Apply symmetric window in 16-bit fixed-point.
 368      * @param output destination array
 369      *               constraints: 16-byte aligned
 370      * @param input  source array
 371      *               constraints: 16-byte aligned
 372      * @param window window array
 373      *               constraints: 16-byte aligned, at least len/2 elements
 374      * @param len    full window length
 375      *               constraints: multiple of ? greater than zero
 376      */
 377     void (*apply_window_int16)(int16_t *output, const int16_t *input,
 378                                const int16_t *window, unsigned int len);
 379
 380     /**
 381      * Clip each element in an array of int32_t to a given minimum and maximum value.
 382      * @param dst  destination array
 383      *             constraints: 16-byte aligned
 384      * @param src  source array
 385      *             constraints: 16-byte aligned
 386      * @param min  minimum value
 387      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 388      * @param max  maximum value
 389      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 390      * @param len  number of elements in the array
 391      *             constraints: multiple of 32 greater than zero
 392      */
 393     void (*vector_clip_int32)(int32_t *dst, const int32_t *src, int32_t min,
 394                               int32_t max, unsigned int len);
 395
 396     op_fill_func fill_block_tab[2];
 397 } DSPContext;
 398
 399 void ff_dsputil_static_init(void);
 400 void ff_dsputil_init(DSPContext* p, AVCodecContext *avctx);
 401
 402 int ff_check_alignment(void);
 403
 404 void ff_set_cmp(DSPContext* c, me_cmp_func *cmp, int type);
 405
 406 void ff_dsputil_init_alpha(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 407 void ff_dsputil_init_arm(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 408 void ff_dsputil_init_bfin(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 409 void ff_dsputil_init_mmx(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 410 void ff_dsputil_init_ppc(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 411 void ff_dsputil_init_sh4(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 412 void ff_dsputil_init_vis(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 413
 414 #if (ARCH_ARM && HAVE_NEON) || ARCH_PPC || HAVE_MMX
 415 #   define STRIDE_ALIGN 16
 416 #else
 417 #   define STRIDE_ALIGN 8
 418 #endif
 419
 420 #endif /* AVCODEC_DSPUTIL_H */