git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/dsputil.h

   1 /*
   2  * DSP utils
   3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard.
   4  *
   5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
   6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   7  * License as published by the Free Software Foundation; either
   8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  13  * Lesser General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
  17  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file dsputil.h
  22  * @brief DSP utils
  23  *
  24  */
  25
  26 #ifndef DSPUTIL_H
  27 #define DSPUTIL_H
  28
  29 #include "common.h"
  30 #include "avcodec.h"
  31
  32
  33 //#define DEBUG
  34 /* dct code */
  35 typedef short DCTELEM;
  36 //typedef int DCTELEM;
  37
  38 void fdct_ifast (DCTELEM *data);
  39 void ff_jpeg_fdct_islow (DCTELEM *data);
  40
  41 void j_rev_dct (DCTELEM *data);
  42
  43 void ff_fdct_mmx(DCTELEM *block);
  44
  45 /* encoding scans */
  46 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
  47 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
  48 extern const uint8_t ff_zigzag_direct[64];
  49
  50 /* pixel operations */
  51 #define MAX_NEG_CROP 384
  52
  53 /* temporary */
  54 extern uint32_t squareTbl[512];
  55 extern uint8_t cropTbl[256 + 2 * MAX_NEG_CROP];
  56
  57
  58 /* minimum alignment rules ;)
  59 if u notice errors in the align stuff, need more alignment for some asm code for some cpu
  60 or need to use a function with less aligned data then send a mail to the ffmpeg-dev list, ...
  61
  62 !warning these alignments might not match reallity, (missing attribute((align)) stuff somewhere possible)
  63 i (michael) didnt check them, these are just the alignents which i think could be reached easily ...
  64
  65 !future video codecs might need functions with less strict alignment
  66 */
  67
  68 /*
  69 void get_pixels_c(DCTELEM *block, const uint8_t *pixels, int line_size);
  70 void diff_pixels_c(DCTELEM *block, const uint8_t *s1, const uint8_t *s2, int stride);
  71 void put_pixels_clamped_c(const DCTELEM *block, uint8_t *pixels, int line_size);
  72 void add_pixels_clamped_c(const DCTELEM *block, uint8_t *pixels, int line_size);
  73 void clear_blocks_c(DCTELEM *blocks);
  74 */
  75
  76 /* add and put pixel (decoding) */
  77 // blocksizes for op_pixels_func are 8x4,8x8 16x8 16x16
  78 typedef void (*op_pixels_func)(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, const uint8_t *pixels/*align 1*/, int line_size, int h);
  79 typedef void (*qpel_mc_func)(uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);
  80
  81 #define DEF_OLD_QPEL(name)\
  82 void ff_put_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);\
  83 void ff_put_no_rnd_ ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);\
  84 void ff_avg_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);
  85
  86 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc11_old_c)
  87 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc31_old_c)
  88 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc12_old_c)
  89 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc32_old_c)
  90 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc13_old_c)
  91 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc33_old_c)
  92 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc11_old_c)
  93 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc31_old_c)
  94 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc12_old_c)
  95 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc32_old_c)
  96 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc13_old_c)
  97 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc33_old_c)
  98
  99 #define CALL_2X_PIXELS(a, b, n)\
 100 static void a(uint8_t *block, const uint8_t *pixels, int line_size, int h){\
 101     b(block  , pixels  , line_size, h);\
 102     b(block+n, pixels+n, line_size, h);\
 103 }
 104
 105 /* motion estimation */
 106
 107 typedef int (*op_pixels_abs_func)(uint8_t *blk1/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *blk2/*align 1*/, int line_size)/* __attribute__ ((const))*/;
 108
 109 typedef int (*me_cmp_func)(void /*MpegEncContext*/ *s, uint8_t *blk1/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *blk2/*align 1*/, int line_size)/* __attribute__ ((const))*/;
 110
 111 /**
 112  * DSPContext.
 113  */
 114 typedef struct DSPContext {
 115     /* pixel ops : interface with DCT */
 116     void (*get_pixels)(DCTELEM *block/*align 16*/, const uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 117     void (*diff_pixels)(DCTELEM *block/*align 16*/, const uint8_t *s1/*align 8*/, const uint8_t *s2/*align 8*/, int stride);
 118     void (*put_pixels_clamped)(const DCTELEM *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 119     void (*add_pixels_clamped)(const DCTELEM *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
 120     void (*gmc1)(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int srcStride, int h, int x16, int y16, int rounder);
 121     void (*gmc )(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride, int h, int ox, int oy,
 122                     int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
 123     void (*clear_blocks)(DCTELEM *blocks/*align 16*/);
 124     int (*pix_sum)(uint8_t * pix, int line_size);
 125     int (*pix_norm1)(uint8_t * pix, int line_size);
 126     me_cmp_func sad[2]; /* identical to pix_absAxA except additional void * */
 127     me_cmp_func sse[2];
 128     me_cmp_func hadamard8_diff[2];
 129     me_cmp_func dct_sad[2];
 130     me_cmp_func quant_psnr[2];
 131     me_cmp_func bit[2];
 132     me_cmp_func rd[2];
 133     int (*hadamard8_abs )(uint8_t *src, int stride, int mean);
 134
 135     me_cmp_func me_pre_cmp[11];
 136     me_cmp_func me_cmp[11];
 137     me_cmp_func me_sub_cmp[11];
 138     me_cmp_func mb_cmp[11];
 139
 140     /* maybe create an array for 16/8 functions */
 141     op_pixels_func put_pixels_tab[2][4];
 142     op_pixels_func avg_pixels_tab[2][4];
 143     op_pixels_func put_no_rnd_pixels_tab[2][4];
 144     op_pixels_func avg_no_rnd_pixels_tab[2][4];
 145     qpel_mc_func put_qpel_pixels_tab[2][16];
 146     qpel_mc_func avg_qpel_pixels_tab[2][16];
 147     qpel_mc_func put_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
 148     qpel_mc_func avg_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
 149     qpel_mc_func put_mspel_pixels_tab[8];
 150
 151     op_pixels_abs_func pix_abs16x16;
 152     op_pixels_abs_func pix_abs16x16_x2;
 153     op_pixels_abs_func pix_abs16x16_y2;
 154     op_pixels_abs_func pix_abs16x16_xy2;
 155     op_pixels_abs_func pix_abs8x8;
 156     op_pixels_abs_func pix_abs8x8_x2;
 157     op_pixels_abs_func pix_abs8x8_y2;
 158     op_pixels_abs_func pix_abs8x8_xy2;
 159
 160     /* huffyuv specific */
 161     void (*add_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src/*align 16*/, int w);
 162     void (*diff_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src1/*align 16*/, uint8_t *src2/*align 1*/,int w);
 163
 164     /* (I)DCT */
 165     void (*fdct)(DCTELEM *block/* align 16*/);
 166
 167     /**
 168      * block -> idct -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 169      * (-1392, 0, 0, ...) -> idct -> (-174, -174, ...) -> put -> (0, 0, ...)
 170      * @param line_size size in pixels of a horizotal line of dest
 171      */
 172     void (*idct_put)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, DCTELEM *block/*align 16*/);
 173
 174     /**
 175      * block -> idct -> add dest -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
 176      * @param line_size size in pixels of a horizotal line of dest
 177      */
 178     void (*idct_add)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, DCTELEM *block/*align 16*/);
 179
 180     /**
 181      * idct input permutation.
 182      * an example to avoid confusion:
 183      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> dequant -> reference idct ->...)
 184      * - (x -> referece dct -> reference idct -> x)
 185      * - (x -> referece dct -> simple_mmx_perm = idct_permutation -> simple_idct_mmx -> x)
 186      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> simple_mmx_perm -> dequant -> simple_idct_mmx ->...)
 187      */
 188     uint8_t idct_permutation[64];
 189     int idct_permutation_type;
 190 #define FF_NO_IDCT_PERM 1
 191 #define FF_LIBMPEG2_IDCT_PERM 2
 192 #define FF_SIMPLE_IDCT_PERM 3
 193 #define FF_TRANSPOSE_IDCT_PERM 4
 194
 195 } DSPContext;
 196
 197 void dsputil_init(DSPContext* p, AVCodecContext *avctx);
 198
 199 /**
 200  * permute block according to permuatation.
 201  * @param last last non zero element in scantable order
 202  */
 203 void ff_block_permute(DCTELEM *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
 204
 205 /**
 206  * Empty mmx state.
 207  * this must be called between any dsp function and float/double code.
 208  * for example sin(); dsp->idct_put(); emms_c(); cos()
 209  */
 210 #define emms_c()
 211
 212 /* should be defined by architectures supporting
 213    one or more MultiMedia extension */
 214 int mm_support(void);
 215
 216 #if defined(HAVE_MMX)
 217
 218 #undef emms_c
 219
 220 #define MM_MMX    0x0001 /* standard MMX */
 221 #define MM_3DNOW  0x0004 /* AMD 3DNOW */
 222 #define MM_MMXEXT 0x0002 /* SSE integer functions or AMD MMX ext */
 223 #define MM_SSE    0x0008 /* SSE functions */
 224 #define MM_SSE2   0x0010 /* PIV SSE2 functions */
 225
 226 extern int mm_flags;
 227
 228 void add_pixels_clamped_mmx(const DCTELEM *block, uint8_t *pixels, int line_size);
 229 void put_pixels_clamped_mmx(const DCTELEM *block, uint8_t *pixels, int line_size);
 230
 231 static inline void emms(void)
 232 {
 233     __asm __volatile ("emms;":::"memory");
 234 }
 235
 236
 237 #define emms_c() \
 238 {\
 239     if (mm_flags & MM_MMX)\
 240         emms();\
 241 }
 242
 243 #define __align8 __attribute__ ((aligned (8)))
 244
 245 void dsputil_init_mmx(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 246 void dsputil_init_pix_mmx(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 247
 248 #elif defined(ARCH_ARMV4L)
 249
 250 /* This is to use 4 bytes read to the IDCT pointers for some 'zero'
 251    line ptimizations */
 252 #define __align8 __attribute__ ((aligned (4)))
 253
 254 void dsputil_init_armv4l(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 255
 256 #elif defined(HAVE_MLIB)
 257
 258 /* SPARC/VIS IDCT needs 8-byte aligned DCT blocks */
 259 #define __align8 __attribute__ ((aligned (8)))
 260
 261 void dsputil_init_mlib(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 262
 263 #elif defined(ARCH_ALPHA)
 264
 265 #define __align8 __attribute__ ((aligned (8)))
 266
 267 void dsputil_init_alpha(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 268
 269 #elif defined(ARCH_POWERPC)
 270
 271 #define MM_ALTIVEC    0x0001 /* standard AltiVec */
 272
 273 extern int mm_flags;
 274
 275 #if defined(HAVE_ALTIVEC) && !defined(CONFIG_DARWIN)
 276 #include <altivec.h>
 277 #endif
 278
 279 #define __align8 __attribute__ ((aligned (16)))
 280
 281 void dsputil_init_ppc(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 282
 283 #elif defined(HAVE_MMI)
 284
 285 #define __align8 __attribute__ ((aligned (16)))
 286
 287 void dsputil_init_mmi(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
 288
 289 #else
 290
 291 #define __align8
 292
 293 #endif
 294
 295 #ifdef __GNUC__
 296
 297 struct unaligned_64 { uint64_t l; } __attribute__((packed));
 298 struct unaligned_32 { uint32_t l; } __attribute__((packed));
 299
 300 #define LD32(a) (((const struct unaligned_32 *) (a))->l)
 301 #define LD64(a) (((const struct unaligned_64 *) (a))->l)
 302
 303 #define ST32(a, b) (((struct unaligned_32 *) (a))->l) = (b)
 304
 305 #else /* __GNUC__ */
 306
 307 #define LD32(a) (*((uint32_t*)(a)))
 308 #define LD64(a) (*((uint64_t*)(a)))
 309
 310 #define ST32(a, b) *((uint32_t*)(a)) = (b)
 311
 312 #endif /* !__GNUC__ */
 313
 314 /* PSNR */
 315 void get_psnr(uint8_t *orig_image[3], uint8_t *coded_image[3],
 316               int orig_linesize[3], int coded_linesize,
 317               AVCodecContext *avctx);
 318
 319 /* FFT computation */
 320
 321 /* NOTE: soon integer code will be added, so you must use the
 322    FFTSample type */
 323 typedef float FFTSample;
 324
 325 typedef struct FFTComplex {
 326     FFTSample re, im;
 327 } FFTComplex;
 328
 329 typedef struct FFTContext {
 330     int nbits;
 331     int inverse;
 332     uint16_t *revtab;
 333     FFTComplex *exptab;
 334     FFTComplex *exptab1; /* only used by SSE code */
 335     void (*fft_calc)(struct FFTContext *s, FFTComplex *z);
 336 } FFTContext;
 337
 338 int fft_init(FFTContext *s, int nbits, int inverse);
 339 void fft_permute(FFTContext *s, FFTComplex *z);
 340 void fft_calc_c(FFTContext *s, FFTComplex *z);
 341 void fft_calc_sse(FFTContext *s, FFTComplex *z);
 342 void fft_calc_altivec(FFTContext *s, FFTComplex *z);
 343
 344 static inline void fft_calc(FFTContext *s, FFTComplex *z)
 345 {
 346     s->fft_calc(s, z);
 347 }
 348 void fft_end(FFTContext *s);
 349
 350 /* MDCT computation */
 351
 352 typedef struct MDCTContext {
 353     int n;  /* size of MDCT (i.e. number of input data * 2) */
 354     int nbits; /* n = 2^nbits */
 355     /* pre/post rotation tables */
 356     FFTSample *tcos;
 357     FFTSample *tsin;
 358     FFTContext fft;
 359 } MDCTContext;
 360
 361 int ff_mdct_init(MDCTContext *s, int nbits, int inverse);
 362 void ff_imdct_calc(MDCTContext *s, FFTSample *output,
 363                 const FFTSample *input, FFTSample *tmp);
 364 void ff_mdct_calc(MDCTContext *s, FFTSample *out,
 365                const FFTSample *input, FFTSample *tmp);
 366 void ff_mdct_end(MDCTContext *s);
 367
 368 #define WARPER88_1616(name8, name16)\
 369 static int name16(void /*MpegEncContext*/ *s, uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride){\
 370     return name8(s, dst           , src           , stride)\
 371           +name8(s, dst+8         , src+8         , stride)\
 372           +name8(s, dst  +8*stride, src  +8*stride, stride)\
 373           +name8(s, dst+8+8*stride, src+8+8*stride, stride);\
 374 }
 375
 376 #ifndef HAVE_LRINTF
 377 /* XXX: add ISOC specific test to avoid specific BSD testing. */
 378 /* better than nothing implementation. */
 379 /* btw, rintf() is existing on fbsd too -- alex */
 380 static inline long int lrintf(float x)
 381 {
 382 #ifdef CONFIG_WIN32
 383     /* XXX: incorrect, but make it compile */
 384     return (int)(x);
 385 #else
 386     return (int)(rint(x));
 387 #endif
 388 }
 389 #endif
 390
 391 #endif