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
  36
  37 //#define DEBUG
  38
  39 /* encoding scans */
  40 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  41 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  42 extern const uint8_t ff_zigzag_direct[64];
  43 extern const uint8_t ff_zigzag248_direct[64];
  44
  45 /* pixel operations */
  46 #define MAX_NEG_CROP 1024
  47
  48 /* temporary */
  49 extern uint32_t ff_squareTbl[512];
  50 extern uint8_t ff_cropTbl[256 + 2 * MAX_NEG_CROP];
  51
  52 #define PUTAVG_PIXELS(depth)\
  53 void ff_put_pixels8x8_ ## depth ## _c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);\
  54 void ff_avg_pixels8x8_ ## depth ## _c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);\
  55 void ff_put_pixels16x16_ ## depth ## _c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);\
  56 void ff_avg_pixels16x16_ ## depth ## _c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  57
  58 PUTAVG_PIXELS( 8)
  59 PUTAVG_PIXELS( 9)
  60 PUTAVG_PIXELS(10)
  61 PUTAVG_PIXELS(12)
  62 PUTAVG_PIXELS(14)
  63
  64 #define ff_put_pixels8x8_c ff_put_pixels8x8_8_c
  65 #define ff_avg_pixels8x8_c ff_avg_pixels8x8_8_c
  66 #define ff_put_pixels16x16_c ff_put_pixels16x16_8_c
  67 #define ff_avg_pixels16x16_c ff_avg_pixels16x16_8_c
  68
  69 /* RV40 functions */
  70 void ff_put_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  71 void ff_avg_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  72 void ff_put_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  73 void ff_avg_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride);
  74
  75 void ff_gmc_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int h, int ox, int oy,
  76               int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
  77
  78 /* minimum alignment rules ;)
  79 If you notice errors in the align stuff, need more alignment for some ASM code
  80 for some CPU or need to use a function with less aligned data then send a mail
  81 to the ffmpeg-devel mailing list, ...
  82
  83 !warning These alignments might not match reality, (missing attribute((align))
  84 stuff somewhere possible).
  85 I (Michael) did not check them, these are just the alignments which I think
  86 could be reached easily ...
  87
  88 !future video codecs might need functions with less strict alignment
  89 */
  90
  91 /* add and put pixel (decoding) */
  92 // blocksizes for op_pixels_func are 8x4,8x8 16x8 16x16
  93 //h for op_pixels_func is limited to {width/2, width} but never larger than 16 and never smaller than 4
  94 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);
  95 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);
  96 typedef void (*qpel_mc_func)(uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);
  97
  98 typedef void (*op_fill_func)(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, uint8_t value, int line_size, int h);
  99
 100 #define DEF_OLD_QPEL(name)\
 101 void ff_put_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);\
 102 void ff_put_no_rnd_ ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);\
 103 void ff_avg_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);
 104
 105 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc11_old_c)
 106 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc31_old_c)
 107 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc12_old_c)
 108 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc32_old_c)
 109 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc13_old_c)
 110 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc33_old_c)
 111 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc11_old_c)
 112 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc31_old_c)
 113 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc12_old_c)
 114 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc32_old_c)
 115 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc13_old_c)
 116 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc33_old_c)
 117
 118 #define CALL_2X_PIXELS(a, b, n)\
 119 static void a(uint8_t *block, const uint8_t *pixels, ptrdiff_t line_size, int h){\
 120     b(block  , pixels  , line_size, h);\
 121     b(block+n, pixels+n, line_size, h);\
 122 }
 123
 124 /* motion estimation */
 125 // h is limited to {width/2, width, 2*width} but never larger than 16 and never smaller than 2
 126 // although currently h<4 is not used as functions with width <8 are neither used nor implemented
 127 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))*/;
 128
 129 /**
 130  * Scantable.
 131  */
 132 typedef struct ScanTable{
 133     const uint8_t *scantable;
 134     uint8_t permutated[64];
 135     uint8_t raster_end[64];
 136 } ScanTable;
 137
 138 void ff_init_scantable(uint8_t *, ScanTable *st, const uint8_t *src_scantable);
 139 void ff_init_scantable_permutation(uint8_t *idct_permutation,
 140                                    int idct_permutation_type);
 141
 142 #define EMULATED_EDGE(depth) \
 143 void ff_emulated_edge_mc_ ## depth (uint8_t *buf, const uint8_t *src, ptrdiff_t linesize,\
 144                          int block_w, int block_h,\
 145                          int src_x, int src_y, int w, int h);
 146
 147 EMULATED_EDGE(8)
 148 EMULATED_EDGE(16)
 149
 150 /**
 151  * DSPContext.
 152  */
 153 typedef struct DSPContext {
 154     /**
 155      * Size of DCT coefficients.
 156      */
 157     int dct_bits;
 158
 159     /* pixel ops : interface with DCT */
 160     void (*get_pixels)(int16_t *block/*align 16*/, const uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 161     void (*diff_pixels)(int16_t *block/*align 16*/, const uint8_t *s1/*align 8*/, const uint8_t *s2/*align 8*/, int stride);
 162     void (*put_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 163     void (*put_signed_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 164     void (*add_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 165     void (*add_pixels8)(uint8_t *pixels, int16_t *block, int line_size);
 166     void (*add_pixels4)(uint8_t *pixels, int16_t *block, int line_size);
 167     int (*sum_abs_dctelem)(int16_t *block/*align 16*/);
 168     /**
 169      * translational global motion compensation.
 170      */
 171     void (*gmc1)(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int srcStride, int h, int x16, int y16, int rounder);
 172     /**
 173      * global motion compensation.
 174      */
 175     void (*gmc )(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride, int h, int ox, int oy,
 176                     int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
 177     void (*clear_block)(int16_t *block/*align 16*/);
 178     void (*clear_blocks)(int16_t *blocks/*align 16*/);
 179     int (*pix_sum)(uint8_t * pix, int line_size);
 180     int (*pix_norm1)(uint8_t * pix, int line_size);
 181 // 16x16 8x8 4x4 2x2 16x8 8x4 4x2 8x16 4x8 2x4
 182
 183     me_cmp_func sad[6]; /* identical to pix_absAxA except additional void * */
 184     me_cmp_func sse[6];
 185     me_cmp_func hadamard8_diff[6];
 186     me_cmp_func dct_sad[6];
 187     me_cmp_func quant_psnr[6];
 188     me_cmp_func bit[6];
 189     me_cmp_func rd[6];
 190     me_cmp_func vsad[6];
 191     me_cmp_func vsse[6];
 192     me_cmp_func nsse[6];
 193     me_cmp_func w53[6];
 194     me_cmp_func w97[6];
 195     me_cmp_func dct_max[6];
 196     me_cmp_func dct264_sad[6];
 197
 198     me_cmp_func me_pre_cmp[6];
 199     me_cmp_func me_cmp[6];
 200     me_cmp_func me_sub_cmp[6];
 201     me_cmp_func mb_cmp[6];
 202     me_cmp_func ildct_cmp[6]; //only width 16 used
 203     me_cmp_func frame_skip_cmp[6]; //only width 8 used
 204
 205     int (*ssd_int8_vs_int16)(const int8_t *pix1, const int16_t *pix2,
 206                              int size);
 207
 208     /**
 209      * Halfpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
 210      * this is an array[4][4] of motion compensation functions for 4
 211      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
 212      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
 213      * @param block destination where the result is stored
 214      * @param pixels source
 215      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 216      * @param h height
 217      */
 218     op_pixels_func put_pixels_tab[4][4];
 219
 220     /**
 221      * Halfpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
 222      * This is an array[4][4] of motion compensation functions for 4
 223      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
 224      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
 225      * @param block destination into which the result is averaged (a+b+1)>>1
 226      * @param pixels source
 227      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 228      * @param h height
 229      */
 230     op_pixels_func avg_pixels_tab[4][4];
 231
 232     /**
 233      * Halfpel motion compensation with no rounding (a+b)>>1.
 234      * this is an array[2][4] of motion compensation functions for 2
 235      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
 236      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
 237      * @param block destination where the result is stored
 238      * @param pixels source
 239      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 240      * @param h height
 241      */
 242     op_pixels_func put_no_rnd_pixels_tab[4][4];
 243
 244     /**
 245      * Halfpel motion compensation with no rounding (a+b)>>1.
 246      * this is an array[4] of motion compensation functions for 1
 247      * horizontal blocksize (16) and the 4 halfpel positions<br>
 248      * *pixels_tab[0][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
 249      * @param block destination into which the result is averaged (a+b)>>1
 250      * @param pixels source
 251      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 252      * @param h height
 253      */
 254     op_pixels_func avg_no_rnd_pixels_tab[4];
 255
 256     /**
 257      * Thirdpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
 258      * this is an array[12] of motion compensation functions for the 9 thirdpe
 259      * positions<br>
 260      * *pixels_tab[ xthirdpel + 4*ythirdpel ]
 261      * @param block destination where the result is stored
 262      * @param pixels source
 263      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 264      * @param h height
 265      */
 266     tpel_mc_func put_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
 267     tpel_mc_func avg_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
 268
 269     qpel_mc_func put_qpel_pixels_tab[2][16];
 270     qpel_mc_func avg_qpel_pixels_tab[2][16];
 271     qpel_mc_func put_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
 272     qpel_mc_func put_mspel_pixels_tab[8];
 273
 274     me_cmp_func pix_abs[2][4];
 275
 276     /* huffyuv specific */
 277     void (*add_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src/*align 16*/, int w);
 278     void (*diff_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, const uint8_t *src1/*align 16*/, const uint8_t *src2/*align 1*/,int w);
 279     /**
 280      * subtract huffyuv's variant of median prediction
 281      * note, this might read from src1[-1], src2[-1]
 282      */
 283     void (*sub_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src1, const uint8_t *src2, int w, int *left, int *left_top);
 284     void (*add_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *top, const uint8_t *diff, int w, int *left, int *left_top);
 285     int  (*add_hfyu_left_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w, int left);
 286     void (*add_hfyu_left_prediction_bgr32)(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w, int *red, int *green, int *blue, int *alpha);
 287     /* this might write to dst[w] */
 288     void (*bswap_buf)(uint32_t *dst, const uint32_t *src, int w);
 289     void (*bswap16_buf)(uint16_t *dst, const uint16_t *src, int len);
 290
 291     void (*h263_v_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
 292     void (*h263_h_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
 293
 294     void (*h261_loop_filter)(uint8_t *src, int stride);
 295
 296     /* assume len is a multiple of 8, and arrays are 16-byte aligned */
 297     void (*vector_clipf)(float *dst /* align 16 */, const float *src /* align 16 */, float min, float max, int len /* align 16 */);
 298
 299     /* (I)DCT */
 300     void (*fdct)(int16_t *block/* align 16*/);
 301     void (*fdct248)(int16_t *block/* align 16*/);
 302
 303     /* IDCT really*/
 304     void (*idct)(int16_t *block/* align 16*/);
 305
 306     /**
 307      * block -> idct -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 308      * (-1392, 0, 0, ...) -> idct -> (-174, -174, ...) -> put -> (0, 0, ...)
 309      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 310      */
 311     void (*idct_put)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, int16_t *block/*align 16*/);
 312
 313     /**
 314      * block -> idct -> add dest -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 315      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 316      */
 317     void (*idct_add)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, int16_t *block/*align 16*/);
 318
 319     /**
 320      * idct input permutation.
 321      * several optimized IDCTs need a permutated input (relative to the normal order of the reference
 322      * IDCT)
 323      * this permutation must be performed before the idct_put/add, note, normally this can be merged
 324      * with the zigzag/alternate scan<br>
 325      * an example to avoid confusion:
 326      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> dequant -> reference idct ->...)
 327      * - (x -> reference dct -> reference idct -> x)
 328      * - (x -> reference dct -> simple_mmx_perm = idct_permutation -> simple_idct_mmx -> x)
 329      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> simple_mmx_perm -> dequant -> simple_idct_mmx ->...)
 330      */
 331     uint8_t idct_permutation[64];
 332     int idct_permutation_type;
 333 #define FF_NO_IDCT_PERM 1
 334 #define FF_LIBMPEG2_IDCT_PERM 2
 335 #define FF_SIMPLE_IDCT_PERM 3
 336 #define FF_TRANSPOSE_IDCT_PERM 4
 337 #define FF_PARTTRANS_IDCT_PERM 5
 338 #define FF_SSE2_IDCT_PERM 6
 339
 340     int (*try_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t weight[64], int16_t basis[64], int scale);
 341     void (*add_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t basis[64], int scale);
 342 #define BASIS_SHIFT 16
 343 #define RECON_SHIFT 6
 344
 345     void (*draw_edges)(uint8_t *buf, int wrap, int width, int height, int w, int h, int sides);
 346 #define EDGE_WIDTH 16
 347 #define EDGE_TOP    1
 348 #define EDGE_BOTTOM 2
 349
 350     void (*shrink[4])(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src, int src_wrap, int width, int height);
 351
 352     /**
 353      * Calculate scalar product of two vectors.
 354      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 355      */
 356     int32_t (*scalarproduct_int16)(const int16_t *v1, const int16_t *v2/*align 16*/, int len);
 357     /* ape functions */
 358     /**
 359      * Calculate scalar product of v1 and v2,
 360      * and v1[i] += v3[i] * mul
 361      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 362      */
 363     int32_t (*scalarproduct_and_madd_int16)(int16_t *v1/*align 16*/, const int16_t *v2, const int16_t *v3, int len, int mul);
 364
 365     /**
 366      * Apply symmetric window in 16-bit fixed-point.
 367      * @param output destination array
 368      *               constraints: 16-byte aligned
 369      * @param input  source array
 370      *               constraints: 16-byte aligned
 371      * @param window window array
 372      *               constraints: 16-byte aligned, at least len/2 elements
 373      * @param len    full window length
 374      *               constraints: multiple of ? greater than zero
 375      */
 376     void (*apply_window_int16)(int16_t *output, const int16_t *input,
 377                                const int16_t *window, unsigned int len);
 378
 379     /**
 380      * Clip each element in an array of int32_t to a given minimum and maximum value.
 381      * @param dst  destination array
 382      *             constraints: 16-byte aligned
 383      * @param src  source array
 384      *             constraints: 16-byte aligned
 385      * @param min  minimum value
 386      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 387      * @param max  maximum value
 388      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 389      * @param len  number of elements in the array
 390      *             constraints: multiple of 32 greater than zero
 391      */
 392     void (*vector_clip_int32)(int32_t *dst, const int32_t *src, int32_t min,
 393                               int32_t max, unsigned int len);
 394
 395     op_fill_func fill_block_tab[2];
 396 } DSPContext;
 397
 398 void ff_dsputil_static_init(void);
 399 void ff_dsputil_init(DSPContext* p, AVCodecContext *avctx);
 400 attribute_deprecated void dsputil_init(DSPContext* c, 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 void ff_dsputil_init_dwt(DSPContext *c);
 415
 416 #if (ARCH_ARM && HAVE_NEON) || ARCH_PPC || HAVE_MMX
 417 #   define STRIDE_ALIGN 16
 418 #else
 419 #   define STRIDE_ALIGN 8
 420 #endif
 421
 422 #endif /* AVCODEC_DSPUTIL_H */