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 #include "rnd_avg.h"
  36
  37 /* encoding scans */
  38 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  39 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  40 extern const uint8_t ff_zigzag_direct[64];
  41 extern const uint8_t ff_zigzag248_direct[64];
  42
  43 /* pixel operations */
  44 #define MAX_NEG_CROP 1024
  45
  46 /* temporary */
  47 extern uint32_t ff_squareTbl[512];
  48 extern const uint8_t ff_cropTbl[256 + 2 * MAX_NEG_CROP];
  49
  50 void ff_put_pixels8x8_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  51 void ff_avg_pixels8x8_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  52 void ff_put_pixels16x16_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  53 void ff_avg_pixels16x16_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  54
  55 /* RV40 functions */
  56 void ff_put_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  57 void ff_avg_rv40_qpel16_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  58 void ff_put_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  59 void ff_avg_rv40_qpel8_mc33_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, ptrdiff_t stride);
  60
  61 void ff_gmc_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int h, int ox, int oy,
  62               int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, 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 // blocksizes for op_pixels_func are 8x4,8x8 16x8 16x16
  79 //h for op_pixels_func is limited to {width/2, width} but never larger than 16 and never smaller than 4
  80 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);
  81 typedef void (*qpel_mc_func)(uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, ptrdiff_t stride);
  82
  83 typedef void (*op_fill_func)(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, uint8_t value, int line_size, int h);
  84
  85 #define DEF_OLD_QPEL(name)\
  86 void ff_put_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, ptrdiff_t stride);\
  87 void ff_put_no_rnd_ ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, ptrdiff_t stride);\
  88 void ff_avg_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, ptrdiff_t stride);
  89
  90 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc11_old_c)
  91 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc31_old_c)
  92 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc12_old_c)
  93 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc32_old_c)
  94 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc13_old_c)
  95 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc33_old_c)
  96 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc11_old_c)
  97 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc31_old_c)
  98 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc12_old_c)
  99 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc32_old_c)
 100 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc13_old_c)
 101 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc33_old_c)
 102
 103 /* motion estimation */
 104 // h is limited to {width/2, width, 2*width} but never larger than 16 and never smaller than 2
 105 // although currently h<4 is not used as functions with width <8 are neither used nor implemented
 106 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))*/;
 107
 108 /**
 109  * Scantable.
 110  */
 111 typedef struct ScanTable{
 112     const uint8_t *scantable;
 113     uint8_t permutated[64];
 114     uint8_t raster_end[64];
 115 } ScanTable;
 116
 117 void ff_init_scantable(uint8_t *, ScanTable *st, const uint8_t *src_scantable);
 118 void ff_init_scantable_permutation(uint8_t *idct_permutation,
 119                                    int idct_permutation_type);
 120
 121 /**
 122  * DSPContext.
 123  */
 124 typedef struct DSPContext {
 125     /* pixel ops : interface with DCT */
 126     void (*get_pixels)(int16_t *block/*align 16*/, const uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 127     void (*diff_pixels)(int16_t *block/*align 16*/, const uint8_t *s1/*align 8*/, const uint8_t *s2/*align 8*/, int stride);
 128     void (*put_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 129     void (*put_signed_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 130     void (*add_pixels_clamped)(const int16_t *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 131     void (*add_pixels8)(uint8_t *pixels, int16_t *block, int line_size);
 132     int (*sum_abs_dctelem)(int16_t *block/*align 16*/);
 133     /**
 134      * translational global motion compensation.
 135      */
 136     void (*gmc1)(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int srcStride, int h, int x16, int y16, int rounder);
 137     /**
 138      * global motion compensation.
 139      */
 140     void (*gmc )(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride, int h, int ox, int oy,
 141                     int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
 142     void (*clear_block)(int16_t *block/*align 16*/);
 143     void (*clear_blocks)(int16_t *blocks/*align 16*/);
 144     int (*pix_sum)(uint8_t * pix, int line_size);
 145     int (*pix_norm1)(uint8_t * pix, int line_size);
 146 // 16x16 8x8 4x4 2x2 16x8 8x4 4x2 8x16 4x8 2x4
 147
 148     me_cmp_func sad[6]; /* identical to pix_absAxA except additional void * */
 149     me_cmp_func sse[6];
 150     me_cmp_func hadamard8_diff[6];
 151     me_cmp_func dct_sad[6];
 152     me_cmp_func quant_psnr[6];
 153     me_cmp_func bit[6];
 154     me_cmp_func rd[6];
 155     me_cmp_func vsad[6];
 156     me_cmp_func vsse[6];
 157     me_cmp_func nsse[6];
 158     me_cmp_func dct_max[6];
 159     me_cmp_func dct264_sad[6];
 160
 161     me_cmp_func me_pre_cmp[6];
 162     me_cmp_func me_cmp[6];
 163     me_cmp_func me_sub_cmp[6];
 164     me_cmp_func mb_cmp[6];
 165     me_cmp_func ildct_cmp[6]; //only width 16 used
 166     me_cmp_func frame_skip_cmp[6]; //only width 8 used
 167
 168     int (*ssd_int8_vs_int16)(const int8_t *pix1, const int16_t *pix2,
 169                              int size);
 170
 171     /**
 172      * Thirdpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
 173      * this is an array[12] of motion compensation functions for the 9 thirdpe
 174      * positions<br>
 175      * *pixels_tab[ xthirdpel + 4*ythirdpel ]
 176      * @param block destination where the result is stored
 177      * @param pixels source
 178      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
 179      * @param h height
 180      */
 181     tpel_mc_func put_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
 182     tpel_mc_func avg_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
 183
 184     qpel_mc_func put_qpel_pixels_tab[2][16];
 185     qpel_mc_func avg_qpel_pixels_tab[2][16];
 186     qpel_mc_func put_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
 187     qpel_mc_func put_mspel_pixels_tab[8];
 188
 189     me_cmp_func pix_abs[2][4];
 190
 191     /* huffyuv specific */
 192     void (*add_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src/*align 16*/, int w);
 193     void (*diff_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src1/*align 16*/, uint8_t *src2/*align 1*/,int w);
 194     /**
 195      * subtract huffyuv's variant of median prediction
 196      * note, this might read from src1[-1], src2[-1]
 197      */
 198     void (*sub_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src1, const uint8_t *src2, int w, int *left, int *left_top);
 199     void (*add_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *top, const uint8_t *diff, int w, int *left, int *left_top);
 200     int  (*add_hfyu_left_prediction)(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w, int left);
 201     void (*add_hfyu_left_prediction_bgr32)(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int w, int *red, int *green, int *blue, int *alpha);
 202     void (*bswap_buf)(uint32_t *dst, const uint32_t *src, int w);
 203     void (*bswap16_buf)(uint16_t *dst, const uint16_t *src, int len);
 204
 205     void (*h263_v_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
 206     void (*h263_h_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
 207
 208     /* assume len is a multiple of 8, and arrays are 16-byte aligned */
 209     void (*vector_clipf)(float *dst /* align 16 */, const float *src /* align 16 */, float min, float max, int len /* align 16 */);
 210
 211     /* (I)DCT */
 212     void (*fdct)(int16_t *block/* align 16*/);
 213     void (*fdct248)(int16_t *block/* align 16*/);
 214
 215     /* IDCT really*/
 216     void (*idct)(int16_t *block/* align 16*/);
 217
 218     /**
 219      * block -> idct -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 220      * (-1392, 0, 0, ...) -> idct -> (-174, -174, ...) -> put -> (0, 0, ...)
 221      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 222      */
 223     void (*idct_put)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, int16_t *block/*align 16*/);
 224
 225     /**
 226      * block -> idct -> add dest -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 227      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
 228      */
 229     void (*idct_add)(uint8_t *dest/*align 8*/, 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 normal order of the reference
 234      * IDCT)
 235      * this permutation must be performed before the idct_put/add, note, normally this can be merged
 236      * 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 -> simple_idct_mmx -> x)
 241      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> simple_mmx_perm -> dequant -> simple_idct_mmx ->...)
 242      */
 243     uint8_t idct_permutation[64];
 244     int idct_permutation_type;
 245 #define FF_NO_IDCT_PERM 1
 246 #define FF_LIBMPEG2_IDCT_PERM 2
 247 #define FF_SIMPLE_IDCT_PERM 3
 248 #define FF_TRANSPOSE_IDCT_PERM 4
 249 #define FF_PARTTRANS_IDCT_PERM 5
 250 #define FF_SSE2_IDCT_PERM 6
 251
 252     int (*try_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t weight[64], int16_t basis[64], int scale);
 253     void (*add_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t basis[64], int scale);
 254 #define BASIS_SHIFT 16
 255 #define RECON_SHIFT 6
 256
 257     void (*draw_edges)(uint8_t *buf, int wrap, int width, int height, int w, int h, int sides);
 258 #define EDGE_WIDTH 16
 259 #define EDGE_TOP    1
 260 #define EDGE_BOTTOM 2
 261
 262     void (*shrink[4])(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src, int src_wrap, int width, int height);
 263
 264     /**
 265      * Calculate scalar product of two vectors.
 266      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 267      */
 268     int32_t (*scalarproduct_int16)(const int16_t *v1, const int16_t *v2/*align 16*/, int len);
 269     /* ape functions */
 270     /**
 271      * Calculate scalar product of v1 and v2,
 272      * and v1[i] += v3[i] * mul
 273      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
 274      */
 275     int32_t (*scalarproduct_and_madd_int16)(int16_t *v1/*align 16*/, const int16_t *v2, const int16_t *v3, int len, int mul);
 276
 277     /**
 278      * Apply symmetric window in 16-bit fixed-point.
 279      * @param output destination array
 280      *               constraints: 16-byte aligned
 281      * @param input  source array
 282      *               constraints: 16-byte aligned
 283      * @param window window array
 284      *               constraints: 16-byte aligned, at least len/2 elements
 285      * @param len    full window length
 286      *               constraints: multiple of ? greater than zero
 287      */
 288     void (*apply_window_int16)(int16_t *output, const int16_t *input,
 289                                const int16_t *window, unsigned int len);
 290
 291     /**
 292      * Clip each element in an array of int32_t to a given minimum and maximum value.
 293      * @param dst  destination array
 294      *             constraints: 16-byte aligned
 295      * @param src  source array
 296      *             constraints: 16-byte aligned
 297      * @param min  minimum value
 298      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 299      * @param max  maximum value
 300      *             constraints: must be in the range [-(1 << 24), 1 << 24]
 301      * @param len  number of elements in the array
 302      *             constraints: multiple of 32 greater than zero
 303      */
 304     void (*vector_clip_int32)(int32_t *dst, const int32_t *src, int32_t min,
 305                               int32_t max, unsigned int len);
 306
 307     op_fill_func fill_block_tab[2];
 308 } DSPContext;
 309
 310 void ff_dsputil_static_init(void);
 311 void ff_dsputil_init(DSPContext* p, AVCodecContext *avctx);
 312
 313 int ff_check_alignment(void);
 314
 315 void ff_set_cmp(DSPContext* c, me_cmp_func *cmp, int type);
 316
 317 void ff_dsputil_init_alpha(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 318 void ff_dsputil_init_arm(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 319 void ff_dsputil_init_bfin(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 320 void ff_dsputil_init_ppc(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 321 void ff_dsputil_init_sh4(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 322 void ff_dsputil_init_vis(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 323 void ff_dsputil_init_x86(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 324
 325 #endif /* AVCODEC_DSPUTIL_H */