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 "avcodec.h"
  34 #include "rnd_avg.h"
  35
  36 /* encoding scans */
  37 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  38 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  39 extern const uint8_t ff_zigzag_direct[64];
  40 extern const uint8_t ff_zigzag248_direct[64];
  41
  42 /* pixel operations */
  43 #define MAX_NEG_CROP 1024
  44
  45 /* temporary */
  46 extern uint32_t ff_square_tab[512];
  47 extern const uint8_t ff_crop_tab[256 + 2 * MAX_NEG_CROP];
  48
  49 void ff_put_pixels8x8_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  50 void ff_avg_pixels8x8_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  51 void ff_put_pixels16x16_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  52 void ff_avg_pixels16x16_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  53
  54 /* RV40 functions */
  55 void ff_put_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  56 void ff_avg_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  57 void ff_put_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  58 void ff_avg_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  59
  60 void ff_gmc_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int h, int ox, int oy,
  61               int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r,
  62               int width, int height);
  63
  64 /* minimum alignment rules ;)
  65  * If you notice errors in the align stuff, need more alignment for some ASM code
  66  * for some CPU or need to use a function with less aligned data then send a mail
  67  * to the libav-devel mailing list, ...
  68  *
  69  * !warning These alignments might not match reality, (missing attribute((align))
  70  * stuff somewhere possible).
  71  * I (Michael) did not check them, these are just the alignments which I think
  72  * could be reached easily ...
  73  *
  74  * !future video codecs might need functions with less strict alignment
  75  */
  76
  77 /* add and put pixel (decoding)
  78  * Block sizes for op_pixels_func are 8x4,8x8 16x8 16x16.
  79  * h for op_pixels_func is limited to { width / 2, width },
  80  * but never larger than 16 and never smaller than 4. */
  81 typedef void (*tpel_mc_func)(uint8_t *block /* align width (8 or 16) */,
  82                              const uint8_t *pixels /* align 1 */,
  83                              int line_size, int w, int h);
  84 typedef void (*qpel_mc_func)(uint8_t *dst /* align width (8 or 16) */,
  85                              uint8_t *src /* align 1 */, ptrdiff_t stride);
  86
  87 typedef void (*op_fill_func)(uint8_t *block /* align width (8 or 16) */,
  88                              uint8_t value, int line_size, int h);
  89
  90 #define DEF_OLD_QPEL(name)                                                     \
  91     void ff_put_        ## name(uint8_t *dst /* align width (8 or 16) */,      \
  92                                 uint8_t *src /* align 1 */, ptrdiff_t stride); \
  93     void ff_put_no_rnd_ ## name(uint8_t *dst /* align width (8 or 16) */,      \
  94                                 uint8_t *src /* align 1 */, ptrdiff_t stride); \
  95     void ff_avg_        ## name(uint8_t *dst /* align width (8 or 16) */,      \
  96                                 uint8_t *src /* align 1 */, ptrdiff_t stride);
  97
  98 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc11_old_c)
  99 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc31_old_c)
 100 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc12_old_c)
 101 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc32_old_c)
 102 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc13_old_c)
 103 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc33_old_c)
 104 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc11_old_c)
 105 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc31_old_c)
 106 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc12_old_c)
 107 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc32_old_c)
 108 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc13_old_c)
 109 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc33_old_c)
 110
 111 /* Motion estimation:
 112  * h is limited to { width / 2, width, 2 * width },
 113  * but never larger than 16 and never smaller than 2.
 114  * Although currently h < 4 is not used as functions with
 115  * width < 8 are neither used nor implemented. */
 116 typedef int (*me_cmp_func)(void /* MpegEncContext */ *s,
 117                            uint8_t *blk1 /* align width (8 or 16) */,
 118                            uint8_t *blk2 /* align 1 */, int line_size, int h);
 119
 120 /**
 121  * Scantable.
 122  */
 123 typedef struct ScanTable {
 124     const uint8_t *scantable;
 125     uint8_t permutated[64];
 126     uint8_t raster_end[64];
 127 } ScanTable;
 128
 129 void ff_init_scantable(uint8_t *permutation, ScanTable *st,
 130                        const uint8_t *src_scantable);
 131 void ff_init_scantable_permutation(uint8_t *idct_permutation,
 132                                    int idct_permutation_type);
 133
 134 /**
 135  * DSPContext.
 136  */
 137 typedef struct DSPContext {
 138     /* pixel ops : interface with DCT */
 139     void (*get_pixels)(int16_t *block /* align 16 */,
 140                        const uint8_t *pixels /* align 8 */,
 141                        int line_size);
 142     void (*diff_pixels)(int16_t *block /* align 16 */,
 143                         const uint8_t *s1 /* align 8 */,
 144                         const uint8_t *s2 /* align 8 */,
 145                         int stride);
 146     void (*put_pixels_clamped)(const int16_t *block /* align 16 */,
 147                                uint8_t *pixels /* align 8 */,
 148                                int line_size);
 149     void (*put_signed_pixels_clamped)(const int16_t *block /* align 16 */,
 150                                       uint8_t *pixels /* align 8 */,
 151                                       int line_size);
 152     void (*add_pixels_clamped)(const int16_t *block /* align 16 */,
 153                                uint8_t *pixels /* align 8 */,
 154                                int line_size);
 155     void (*add_pixels8)(uint8_t *pixels, int16_t *block, int line_size);
 156     int (*sum_abs_dctelem)(int16_t *block /* align 16 */);
 157     /**
 158      * translational global motion compensation.
 159      */
 160     void (*gmc1)(uint8_t *dst /* align 8 */, uint8_t *src /* align 1 */,
 161                  int srcStride, int h, int x16, int y16, int rounder);
 162     /**
 163      * global motion compensation.
 164      */
 165     void (*gmc)(uint8_t *dst /* align 8 */, uint8_t *src /* align 1 */,
 166                 int stride, int h, int ox, int oy,
 167                 int dxx, int dxy, int dyx, int dyy,
 168                 int shift, int r, int width, int height);
 169     void (*clear_block)(int16_t *block /* align 16 */);
 170     void (*clear_blocks)(int16_t *blocks /* align 16 */);
 171     int (*pix_sum)(uint8_t *pix, int line_size);
 172     int (*pix_norm1)(uint8_t *pix, int line_size);
 173
 174     me_cmp_func sad[6]; /* identical to pix_absAxA except additional void * */
 175     me_cmp_func sse[6];
 176     me_cmp_func hadamard8_diff[6];
 177     me_cmp_func dct_sad[6];
 178     me_cmp_func quant_psnr[6];
 179     me_cmp_func bit[6];
 180     me_cmp_func rd[6];
 181     me_cmp_func vsad[6];
 182     me_cmp_func vsse[6];
 183     me_cmp_func nsse[6];
 184     me_cmp_func dct_max[6];
 185     me_cmp_func dct264_sad[6];
 186
 187     me_cmp_func me_pre_cmp[6];
 188     me_cmp_func me_cmp[6];
 189     me_cmp_func me_sub_cmp[6];
 190     me_cmp_func mb_cmp[6];
 191     me_cmp_func ildct_cmp[6]; // only width 16 used
 192     me_cmp_func frame_skip_cmp[6]; // only width 8 used
 193
 194     int (*ssd_int8_vs_int16)(const int8_t *pix1, const int16_t *pix2,
 195                              int size);
 196
 197     /**
 198      * Thirdpel motion compensation with rounding (a + b + 1) >> 1.
 199      * this is an array[12] of motion compensation functions for the
 200      * 9 thirdpel positions<br>
 201      * *pixels_tab[xthirdpel + 4 * ythirdpel]
 202      * @param block destination where the result is stored
 203      * @param pixels source
 204      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 205      * @param h height
 206      */
 207     tpel_mc_func put_tpel_pixels_tab[11]; // FIXME individual func ptr per width?
 208     tpel_mc_func avg_tpel_pixels_tab[11]; // FIXME individual func ptr per width?
 209
 210     qpel_mc_func put_qpel_pixels_tab[2][16];
 211     qpel_mc_func avg_qpel_pixels_tab[2][16];
 212     qpel_mc_func put_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
 213     qpel_mc_func put_mspel_pixels_tab[8];
 214
 215     me_cmp_func pix_abs[2][4];
 216
 217     /* HuffYUV specific */
 218     void (*add_bytes)(uint8_t *dst /* align 16 */,
 219                       uint8_t *src /* align 16 */,
 220                       int w);
 221     void (*diff_bytes)(uint8_t *dst /* align 16 */,
 222                        uint8_t *src1 /* align 16 */,
 223                        uint8_t *src2 /* align 1 */,
 224                        int w);
 225     /**
 226      * Subtract HuffYUV's variant of median prediction.
 227      * Note, this might read from src1[-1], src2[-1].
 228      */
 229     void (*sub_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src1,
 230                                        const uint8_t *src2, int w,
 231                                        int *left, int *left_top);
 232     void (*add_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *top,
 233                                        const uint8_t *diff, int w,
 234                                        int *left, int *left_top);
 235     int (*add_hfyu_left_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src,
 236                                     int w, int left);
 237     void (*add_hfyu_left_prediction_bgr32)(uint8_t *dst, const uint8_t *src,
 238                                            int w, int *red, int *green,
 239                                            int *blue, int *alpha);
 240     void (*bswap_buf)(uint32_t *dst, const uint32_t *src, int w);
 241     void (*bswap16_buf)(uint16_t *dst, const uint16_t *src, int len);
 242
 243     /* assume len is a multiple of 8, and arrays are 16-byte aligned */
 244     void (*vector_clipf)(float *dst /* align 16 */,
 245                          const float *src /* align 16 */,
 246                          float min, float max, int len /* align 16 */);
 247
 248     /* (I)DCT */
 249     void (*fdct)(int16_t *block /* align 16 */);
 250     void (*fdct248)(int16_t *block /* align 16 */);
 251
 252     /* IDCT really */
 253     void (*idct)(int16_t *block /* align 16 */);
 254
 255     /**
 256      * block -> idct -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 257      * (-1392, 0, 0, ...) -> idct -> (-174, -174, ...) -> put -> (0, 0, ...)
 258      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 259      */
 260     void (*idct_put)(uint8_t *dest /* align 8 */,
 261                      int line_size, int16_t *block /* align 16 */);
 262
 263     /**
 264      * block -> idct -> add dest -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 265      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 266      */
 267     void (*idct_add)(uint8_t *dest /* align 8 */,
 268                      int line_size, int16_t *block /* align 16 */);
 269
 270     /**
 271      * IDCT input permutation.
 272      * Several optimized IDCTs need a permutated input (relative to the
 273      * normal order of the reference IDCT).
 274      * This permutation must be performed before the idct_put/add.
 275      * Note, normally this can be merged with the zigzag/alternate scan<br>
 276      * An example to avoid confusion:
 277      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> dequant -> reference IDCT -> ...)
 278      * - (x -> reference DCT -> reference IDCT -> x)
 279      * - (x -> reference DCT -> simple_mmx_perm = idct_permutation
 280      *    -> simple_idct_mmx -> x)
 281      * - (-> decode coeffs -> zigzag reorder -> simple_mmx_perm -> dequant
 282      *    -> simple_idct_mmx -> ...)
 283      */
 284     uint8_t idct_permutation[64];
 285     int idct_permutation_type;
 286 #define FF_NO_IDCT_PERM 1
 287 #define FF_LIBMPEG2_IDCT_PERM 2
 288 #define FF_SIMPLE_IDCT_PERM 3
 289 #define FF_TRANSPOSE_IDCT_PERM 4
 290 #define FF_PARTTRANS_IDCT_PERM 5
 291 #define FF_SSE2_IDCT_PERM 6
 292
 293     int (*try_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t weight[64],
 294                         int16_t basis[64], int scale);
 295     void (*add_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t basis[64], int scale);
 296 #define BASIS_SHIFT 16
 297 #define RECON_SHIFT 6
 298
 299     void (*draw_edges)(uint8_t *buf, int wrap, int width, int height,
 300                        int w, int h, int sides);
 301 #define EDGE_WIDTH 16
 302 #define EDGE_TOP    1
 303 #define EDGE_BOTTOM 2
 304
 305     void (*shrink[4])(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src,
 306                       int src_wrap, int width, int height);
 307
 308     /**
 309      * Calculate scalar product of two vectors.
 310      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 311      */
 312     int32_t (*scalarproduct_int16)(const int16_t *v1,
 313                                    const int16_t *v2 /* align 16 */, int len);
 314     /* ape functions */
 315     /**
 316      * Calculate scalar product of v1 and v2,
 317      * and v1[i] += v3[i] * mul
 318      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 319      */
 320     int32_t (*scalarproduct_and_madd_int16)(int16_t *v1 /* align 16 */,
 321                                             const int16_t *v2,
 322                                             const int16_t *v3,
 323                                             int len, int mul);
 324
 325     /**
 326      * Clip each element in an array of int32_t to a given minimum and
 327      * maximum value.
 328      * @param dst  destination array
 329      *             constraints: 16-byte aligned
 330      * @param src  source array
 331      *             constraints: 16-byte aligned
 332      * @param min  minimum value
 333      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 334      * @param max  maximum value
 335      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 336      * @param len  number of elements in the array
 337      *             constraints: multiple of 32 greater than zero
 338      */
 339     void (*vector_clip_int32)(int32_t *dst, const int32_t *src, int32_t min,
 340                               int32_t max, unsigned int len);
 341
 342     op_fill_func fill_block_tab[2];
 343 } DSPContext;
 344
 345 void ff_dsputil_static_init(void);
 346 void ff_dsputil_init(DSPContext *p, AVCodecContext *avctx);
 347
 348 void ff_set_cmp(DSPContext *c, me_cmp_func *cmp, int type);
 349
 350 void ff_dsputil_init_arm(DSPContext *c, AVCodecContext *avctx);
 351 void ff_dsputil_init_bfin(DSPContext *c, AVCodecContext *avctx);
 352 void ff_dsputil_init_ppc(DSPContext *c, AVCodecContext *avctx);
 353 void ff_dsputil_init_x86(DSPContext *c, AVCodecContext *avctx);
 354
 355 #endif /* AVCODEC_DSPUTIL_H */