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