git.sesse.net Git - x264/blob - tools/checkasm.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * checkasm.c: assembly check tool
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   7  *          Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   8  *          Fiona Glaser <fiona@x264.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  23  *****************************************************************************/
  24
  25 #include <ctype.h>
  26 #include <stdlib.h>
  27 #include <limits.h>
  28 #include <math.h>
  29
  30 #include "common/common.h"
  31 #include "common/cpu.h"
  32
  33 /* buf1, buf2: initialised to random data and shouldn't write into them */
  34 uint8_t * buf1, * buf2;
  35 /* buf3, buf4: used to store output */
  36 uint8_t * buf3, * buf4;
  37
  38 int quiet = 0;
  39
  40 #define report( name ) { \
  41     if( used_asm && !quiet ) \
  42         fprintf( stderr, " - %-21s [%s]\n", name, ok ? "OK" : "FAILED" ); \
  43     if( !ok ) ret = -1; \
  44 }
  45
  46 #define BENCH_RUNS 100  // tradeoff between accuracy and speed
  47 #define BENCH_ALIGNS 16 // number of stack+heap data alignments (another accuracy vs speed tradeoff)
  48 #define MAX_FUNCS 1000  // just has to be big enough to hold all the existing functions
  49 #define MAX_CPUS 10     // number of different combinations of cpu flags
  50
  51 typedef struct {
  52     void *pointer; // just for detecting duplicates
  53     uint32_t cpu;
  54     uint32_t cycles;
  55     uint32_t den;
  56 } bench_t;
  57
  58 typedef struct {
  59     char *name;
  60     bench_t vers[MAX_CPUS];
  61 } bench_func_t;
  62
  63 int do_bench = 0;
  64 int bench_pattern_len = 0;
  65 const char *bench_pattern = "";
  66 char func_name[100];
  67 static bench_func_t benchs[MAX_FUNCS];
  68
  69 static const char *pixel_names[10] = { "16x16", "16x8", "8x16", "8x8", "8x4", "4x8", "4x4", "4x2", "2x4", "2x2" };
  70 static const char *intra_predict_16x16_names[7] = { "v", "h", "dc", "p", "dcl", "dct", "dc8" };
  71 static const char *intra_predict_8x8c_names[7] = { "dc", "h", "v", "p", "dcl", "dct", "dc8" };
  72 static const char *intra_predict_4x4_names[12] = { "v", "h", "dc", "ddl", "ddr", "vr", "hd", "vl", "hu", "dcl", "dct", "dc8" };
  73 static const char **intra_predict_8x8_names = intra_predict_4x4_names;
  74
  75 #define set_func_name(...) snprintf( func_name, sizeof(func_name), __VA_ARGS__ )
  76
  77 static inline uint32_t read_time(void)
  78 {
  79 #if defined(__GNUC__) && (defined(ARCH_X86) || defined(ARCH_X86_64))
  80     uint32_t a;
  81     asm volatile( "rdtsc" :"=a"(a) ::"edx" );
  82     return a;
  83 #else
  84     return 0;
  85 #endif
  86 }
  87
  88 static bench_t* get_bench( const char *name, int cpu )
  89 {
  90     int i, j;
  91     for( i=0; benchs[i].name && strcmp(name, benchs[i].name); i++ )
  92         assert( i < MAX_FUNCS );
  93     if( !benchs[i].name )
  94         benchs[i].name = strdup( name );
  95     if( !cpu )
  96         return &benchs[i].vers[0];
  97     for( j=1; benchs[i].vers[j].cpu && benchs[i].vers[j].cpu != cpu; j++ )
  98         assert( j < MAX_CPUS );
  99     benchs[i].vers[j].cpu = cpu;
 100     return &benchs[i].vers[j];
 101 }
 102
 103 static int cmp_nop( const void *a, const void *b )
 104 {
 105     return *(uint16_t*)a - *(uint16_t*)b;
 106 }
 107
 108 static int cmp_bench( const void *a, const void *b )
 109 {
 110     // asciibetical sort except preserving numbers
 111     const char *sa = ((bench_func_t*)a)->name;
 112     const char *sb = ((bench_func_t*)b)->name;
 113     for(;; sa++, sb++)
 114     {
 115         if( !*sa && !*sb ) return 0;
 116         if( isdigit(*sa) && isdigit(*sb) && isdigit(sa[1]) != isdigit(sb[1]) )
 117             return isdigit(sa[1]) - isdigit(sb[1]);
 118         if( *sa != *sb ) return *sa - *sb;
 119     }
 120 }
 121
 122 static void print_bench(void)
 123 {
 124     uint16_t nops[10000] = {0};
 125     int i, j, k, nfuncs, nop_time=0;
 126
 127     for( i=0; i<10000; i++ )
 128     {
 129         int t = read_time();
 130         nops[i] = read_time() - t;
 131     }
 132     qsort( nops, 10000, sizeof(uint16_t), cmp_nop );
 133     for( i=500; i<9500; i++ )
 134         nop_time += nops[i];
 135     nop_time /= 900;
 136     printf( "nop: %d\n", nop_time );
 137
 138     for( i=0; i<MAX_FUNCS && benchs[i].name; i++ );
 139     nfuncs=i;
 140     qsort( benchs, nfuncs, sizeof(bench_func_t), cmp_bench );
 141     for( i=0; i<nfuncs; i++ )
 142         for( j=0; j<MAX_CPUS && (!j || benchs[i].vers[j].cpu); j++ )
 143         {
 144             bench_t *b = &benchs[i].vers[j];
 145             if( !b->den ) continue;
 146             for( k=0; k<j && benchs[i].vers[k].pointer != b->pointer; k++ );
 147             if( k<j ) continue;
 148             printf( "%s_%s%s: %"PRId64"\n", benchs[i].name,
 149                     b->cpu&X264_CPU_SSE4 ? "sse4" :
 150                     b->cpu&X264_CPU_PHADD_IS_FAST ? "phadd" :
 151                     b->cpu&X264_CPU_SSSE3 ? "ssse3" :
 152                     b->cpu&X264_CPU_SSE3 ? "sse3" :
 153                     /* print sse2slow only if there's also a sse2fast version of the same func */
 154                     b->cpu&X264_CPU_SSE2_IS_SLOW && j<MAX_CPUS && b[1].cpu&X264_CPU_SSE2_IS_FAST && !(b[1].cpu&X264_CPU_SSE3) ? "sse2slow" :
 155                     b->cpu&X264_CPU_SSE2 ? "sse2" :
 156                     b->cpu&X264_CPU_MMX ? "mmx" : "c",
 157                     b->cpu&X264_CPU_CACHELINE_32 ? "_c32" :
 158                     b->cpu&X264_CPU_CACHELINE_64 ? "_c64" :
 159                     b->cpu&X264_CPU_SSE_MISALIGN ? "_misalign" : "",
 160                     ((int64_t)10*b->cycles/b->den - nop_time)/4 );
 161         }
 162 }
 163
 164 #if defined(ARCH_X86) || defined(ARCH_X86_64)
 165 int x264_stack_pagealign( int (*func)(), int align );
 166 #else
 167 #define x264_stack_pagealign( func, align ) func()
 168 #endif
 169
 170 #define call_c1(func,...) func(__VA_ARGS__)
 171
 172 #ifdef ARCH_X86
 173 /* detect when callee-saved regs aren't saved.
 174  * needs an explicit asm check because it only sometimes crashes in normal use. */
 175 long x264_checkasm_call( long (*func)(), int *ok, ... );
 176 #define call_a1(func,...) x264_checkasm_call((long(*)())func, &ok, __VA_ARGS__)
 177 #else
 178 #define call_a1 call_c1
 179 #endif
 180
 181 #define call_bench(func,cpu,...)\
 182     if( do_bench && !strncmp(func_name, bench_pattern, bench_pattern_len) )\
 183     {\
 184         uint32_t tsum = 0;\
 185         int tcount = 0;\
 186         int ti;\
 187         call_a1(func, __VA_ARGS__);\
 188         for( ti=0; ti<(cpu?BENCH_RUNS:BENCH_RUNS/4); ti++ )\
 189         {\
 190             uint32_t t = read_time();\
 191             func(__VA_ARGS__);\
 192             func(__VA_ARGS__);\
 193             func(__VA_ARGS__);\
 194             func(__VA_ARGS__);\
 195             t = read_time() - t;\
 196             if( t*tcount <= tsum*4 && ti > 0 )\
 197             {\
 198                 tsum += t;\
 199                 tcount++;\
 200             }\
 201         }\
 202         bench_t *b = get_bench( func_name, cpu );\
 203         b->cycles += tsum;\
 204         b->den += tcount;\
 205         b->pointer = func;\
 206     }
 207
 208 /* for most functions, run benchmark and correctness test at the same time.
 209  * for those that modify their inputs, run the above macros separately */
 210 #define call_a(func,...) ({ call_a2(func,__VA_ARGS__); call_a1(func,__VA_ARGS__); })
 211 #define call_c(func,...) ({ call_c2(func,__VA_ARGS__); call_c1(func,__VA_ARGS__); })
 212 #define call_a2(func,...) ({ call_bench(func,cpu_new,__VA_ARGS__); })
 213 #define call_c2(func,...) ({ call_bench(func,0,__VA_ARGS__); })
 214
 215
 216 static int check_pixel( int cpu_ref, int cpu_new )
 217 {
 218     x264_pixel_function_t pixel_c;
 219     x264_pixel_function_t pixel_ref;
 220     x264_pixel_function_t pixel_asm;
 221     x264_predict_t predict_16x16[4+3];
 222     x264_predict_t predict_8x8c[4+3];
 223     x264_predict_t predict_4x4[9+3];
 224     x264_predict8x8_t predict_8x8[9+3];
 225     DECLARE_ALIGNED_16( uint8_t edge[33] );
 226     uint16_t cost_mv[32];
 227     int ret = 0, ok, used_asm;
 228     int i, j;
 229
 230     x264_pixel_init( 0, &pixel_c );
 231     x264_pixel_init( cpu_ref, &pixel_ref );
 232     x264_pixel_init( cpu_new, &pixel_asm );
 233     x264_predict_16x16_init( 0, predict_16x16 );
 234     x264_predict_8x8c_init( 0, predict_8x8c );
 235     x264_predict_8x8_init( 0, predict_8x8 );
 236     x264_predict_4x4_init( 0, predict_4x4 );
 237     x264_predict_8x8_filter( buf2+40, edge, ALL_NEIGHBORS, ALL_NEIGHBORS );
 238
 239     // maximize sum
 240     for( i=0; i<256; i++ )
 241     {
 242         int z = i|(i>>4);
 243         z ^= z>>2;
 244         z ^= z>>1;
 245         buf3[i] = ~(buf4[i] = -(z&1));
 246     }
 247     // random pattern made of maxed pixel differences, in case an intermediate value overflows
 248     for( ; i<0x1000; i++ )
 249         buf3[i] = ~(buf4[i] = -(buf1[i&~0x88]&1));
 250
 251 #define TEST_PIXEL( name, align ) \
 252     for( i = 0, ok = 1, used_asm = 0; i < 7; i++ ) \
 253     { \
 254         int res_c, res_asm; \
 255         if( pixel_asm.name[i] != pixel_ref.name[i] ) \
 256         { \
 257             set_func_name( "%s_%s", #name, pixel_names[i] ); \
 258             used_asm = 1; \
 259             for( j=0; j<64; j++ ) \
 260             { \
 261                 res_c   = call_c( pixel_c.name[i], buf1, 16, buf2+j*!align, 64 ); \
 262                 res_asm = call_a( pixel_asm.name[i], buf1, 16, buf2+j*!align, 64 ); \
 263                 if( res_c != res_asm ) \
 264                 { \
 265                     ok = 0; \
 266                     fprintf( stderr, #name "[%d]: %d != %d [FAILED]\n", i, res_c, res_asm ); \
 267                     break; \
 268                 } \
 269             } \
 270             for( j=0; j<0x1000 && ok; j+=256 ) \
 271             { \
 272                 res_c   = pixel_c  .name[i]( buf3+j, 16, buf4+j, 16 ); \
 273                 res_asm = pixel_asm.name[i]( buf3+j, 16, buf4+j, 16 ); \
 274                 if( res_c != res_asm ) \
 275                 { \
 276                     ok = 0; \
 277                     fprintf( stderr, #name "[%d]: overflow %d != %d\n", i, res_c, res_asm ); \
 278                 } \
 279             } \
 280         } \
 281     } \
 282     report( "pixel " #name " :" );
 283
 284     TEST_PIXEL( sad, 0 );
 285     TEST_PIXEL( sad_aligned, 1 );
 286     TEST_PIXEL( ssd, 1 );
 287     TEST_PIXEL( satd, 0 );
 288     TEST_PIXEL( sa8d, 0 );
 289
 290 #define TEST_PIXEL_X( N ) \
 291     for( i = 0, ok = 1, used_asm = 0; i < 7; i++ ) \
 292     { \
 293         int res_c[4]={0}, res_asm[4]={0}; \
 294         if( pixel_asm.sad_x##N[i] && pixel_asm.sad_x##N[i] != pixel_ref.sad_x##N[i] ) \
 295         { \
 296             set_func_name( "sad_x%d_%s", N, pixel_names[i] ); \
 297             used_asm = 1; \
 298             for( j=0; j<64; j++) \
 299             { \
 300                 uint8_t *pix2 = buf2+j; \
 301                 res_c[0] = pixel_c.sad[i]( buf1, 16, pix2, 64 ); \
 302                 res_c[1] = pixel_c.sad[i]( buf1, 16, pix2+6, 64 ); \
 303                 res_c[2] = pixel_c.sad[i]( buf1, 16, pix2+1, 64 ); \
 304                 if(N==4) \
 305                 { \
 306                     res_c[3] = pixel_c.sad[i]( buf1, 16, pix2+10, 64 ); \
 307                     call_a( pixel_asm.sad_x4[i], buf1, pix2, pix2+6, pix2+1, pix2+10, 64, res_asm ); \
 308                 } \
 309                 else \
 310                     call_a( pixel_asm.sad_x3[i], buf1, pix2, pix2+6, pix2+1, 64, res_asm ); \
 311                 if( memcmp(res_c, res_asm, sizeof(res_c)) ) \
 312                 { \
 313                     ok = 0; \
 314                     fprintf( stderr, "sad_x"#N"[%d]: %d,%d,%d,%d != %d,%d,%d,%d [FAILED]\n", \
 315                              i, res_c[0], res_c[1], res_c[2], res_c[3], \
 316                              res_asm[0], res_asm[1], res_asm[2], res_asm[3] ); \
 317                 } \
 318                 if(N==4) \
 319                     call_c2( pixel_c.sad_x4[i], buf1, pix2, pix2+6, pix2+1, pix2+10, 64, res_asm ); \
 320                 else \
 321                     call_c2( pixel_c.sad_x3[i], buf1, pix2, pix2+6, pix2+1, 64, res_asm ); \
 322             } \
 323         } \
 324     } \
 325     report( "pixel sad_x"#N" :" );
 326
 327     TEST_PIXEL_X(3);
 328     TEST_PIXEL_X(4);
 329
 330 #define TEST_PIXEL_VAR( i ) \
 331     if( pixel_asm.var[i] != pixel_ref.var[i] ) \
 332     { \
 333         uint32_t res_c, res_asm; \
 334         uint32_t sad_c, sad_asm; \
 335         set_func_name( "%s_%s", "var", pixel_names[i] ); \
 336         used_asm = 1; \
 337         res_c   = call_c( pixel_c.var[i], buf1, 16, &sad_c ); \
 338         res_asm = call_a( pixel_asm.var[i], buf1, 16, &sad_asm ); \
 339         if( (res_c != res_asm) || (sad_c != sad_asm) ) \
 340         { \
 341             ok = 0; \
 342             fprintf( stderr, "var[%d]: %d,%d != %d,%d [FAILED]\n", i, res_c, sad_c, res_asm, sad_asm ); \
 343         } \
 344     }
 345
 346     ok = 1; used_asm = 0;
 347     TEST_PIXEL_VAR( PIXEL_16x16 );
 348     TEST_PIXEL_VAR( PIXEL_8x8 );
 349     report( "pixel var :" );
 350
 351     for( i=0, ok=1, used_asm=0; i<4; i++ )
 352         if( pixel_asm.hadamard_ac[i] != pixel_ref.hadamard_ac[i] )
 353         {
 354             set_func_name( "hadamard_ac_%s", pixel_names[i] );
 355             used_asm = 1;
 356             for( j=0; j<32; j++ )
 357             {
 358                 uint8_t *pix = (j&16 ? buf1 : buf3) + (j&15)*256;
 359                 uint64_t rc = pixel_c.hadamard_ac[i]( pix, 16 );
 360                 uint64_t ra = pixel_asm.hadamard_ac[i]( pix, 16 );
 361                 if( rc != ra )
 362                 {
 363                     ok = 0;
 364                     fprintf( stderr, "hadamard_ac[%d]: %d,%d != %d,%d\n", i, (int)rc, (int)(rc>>32), (int)ra, (int)(ra>>32) );
 365                     break;
 366                 }
 367             }
 368             call_c2( pixel_c.hadamard_ac[i], buf1, 16 );
 369             call_a2( pixel_asm.hadamard_ac[i], buf1, 16 );
 370         }
 371     report( "pixel hadamard_ac :" );
 372
 373 #define TEST_INTRA_MBCMP( name, pred, satd, i8x8, ... ) \
 374     if( pixel_asm.name && pixel_asm.name != pixel_ref.name ) \
 375     { \
 376         int res_c[3], res_asm[3]; \
 377         set_func_name( #name );\
 378         used_asm = 1; \
 379         memcpy( buf3, buf2, 1024 ); \
 380         for( i=0; i<3; i++ ) \
 381         { \
 382             pred[i]( buf3+48, ##__VA_ARGS__ ); \
 383             res_c[i] = pixel_c.satd( buf1+48, 16, buf3+48, 32 ); \
 384         } \
 385         call_a( pixel_asm.name, buf1+48, i8x8 ? edge : buf3+48, res_asm ); \
 386         if( memcmp(res_c, res_asm, sizeof(res_c)) ) \
 387         { \
 388             ok = 0; \
 389             fprintf( stderr, #name": %d,%d,%d != %d,%d,%d [FAILED]\n", \
 390                      res_c[0], res_c[1], res_c[2], \
 391                      res_asm[0], res_asm[1], res_asm[2] ); \
 392         } \
 393     }
 394
 395     ok = 1; used_asm = 0;
 396     TEST_INTRA_MBCMP( intra_satd_x3_16x16, predict_16x16, satd[PIXEL_16x16], 0 );
 397     TEST_INTRA_MBCMP( intra_satd_x3_8x8c , predict_8x8c , satd[PIXEL_8x8]  , 0 );
 398     TEST_INTRA_MBCMP( intra_satd_x3_4x4  , predict_4x4  , satd[PIXEL_4x4]  , 0 );
 399     TEST_INTRA_MBCMP( intra_sa8d_x3_8x8  , predict_8x8  , sa8d[PIXEL_8x8]  , 1, edge );
 400     report( "intra satd_x3 :" );
 401     TEST_INTRA_MBCMP( intra_sad_x3_16x16 , predict_16x16, sad [PIXEL_16x16], 0 );
 402     report( "intra sad_x3 :" );
 403
 404     if( pixel_asm.ssim_4x4x2_core != pixel_ref.ssim_4x4x2_core ||
 405         pixel_asm.ssim_end4 != pixel_ref.ssim_end4 )
 406     {
 407         float res_c, res_a;
 408         int sums[5][4] = {{0}};
 409         used_asm = ok = 1;
 410         x264_emms();
 411         res_c = x264_pixel_ssim_wxh( &pixel_c,   buf1+2, 32, buf2+2, 32, 32, 28 );
 412         res_a = x264_pixel_ssim_wxh( &pixel_asm, buf1+2, 32, buf2+2, 32, 32, 28 );
 413         if( fabs(res_c - res_a) > 1e-6 )
 414         {
 415             ok = 0;
 416             fprintf( stderr, "ssim: %.7f != %.7f [FAILED]\n", res_c, res_a );
 417         }
 418         set_func_name( "ssim_core" );
 419         call_c2( pixel_c.ssim_4x4x2_core,   buf1+2, 32, buf2+2, 32, sums );
 420         call_a2( pixel_asm.ssim_4x4x2_core, buf1+2, 32, buf2+2, 32, sums );
 421         set_func_name( "ssim_end" );
 422         call_c2( pixel_c.ssim_end4,   sums, sums, 4 );
 423         call_a2( pixel_asm.ssim_end4, sums, sums, 4 );
 424         report( "ssim :" );
 425     }
 426
 427     ok = 1; used_asm = 0;
 428     for( i=0; i<32; i++ )
 429         cost_mv[i] = i*10;
 430     for( i=0; i<100 && ok; i++ )
 431         if( pixel_asm.ads[i&3] != pixel_ref.ads[i&3] )
 432         {
 433             DECLARE_ALIGNED_16( uint16_t sums[72] );
 434             DECLARE_ALIGNED_16( int dc[4] );
 435             int16_t mvs_a[32], mvs_c[32];
 436             int mvn_a, mvn_c;
 437             int thresh = rand() & 0x3fff;
 438             set_func_name( "esa_ads" );
 439             for( j=0; j<72; j++ )
 440                 sums[j] = rand() & 0x3fff;
 441             for( j=0; j<4; j++ )
 442                 dc[j] = rand() & 0x3fff;
 443             used_asm = 1;
 444             mvn_c = call_c( pixel_c.ads[i&3], dc, sums, 32, cost_mv, mvs_c, 28, thresh );
 445             mvn_a = call_a( pixel_asm.ads[i&3], dc, sums, 32, cost_mv, mvs_a, 28, thresh );
 446             if( mvn_c != mvn_a || memcmp( mvs_c, mvs_a, mvn_c*sizeof(*mvs_c) ) )
 447             {
 448                 ok = 0;
 449                 printf("c%d: ", i&3);
 450                 for(j=0; j<mvn_c; j++)
 451                     printf("%d ", mvs_c[j]);
 452                 printf("\na%d: ", i&3);
 453                 for(j=0; j<mvn_a; j++)
 454                     printf("%d ", mvs_a[j]);
 455                 printf("\n\n");
 456             }
 457         }
 458     report( "esa ads:" );
 459
 460     return ret;
 461 }
 462
 463 static int check_dct( int cpu_ref, int cpu_new )
 464 {
 465     x264_dct_function_t dct_c;
 466     x264_dct_function_t dct_ref;
 467     x264_dct_function_t dct_asm;
 468     x264_quant_function_t qf;
 469     int ret = 0, ok, used_asm, i, j, interlace;
 470     DECLARE_ALIGNED_16( int16_t dct1[16][4][4] );
 471     DECLARE_ALIGNED_16( int16_t dct2[16][4][4] );
 472     DECLARE_ALIGNED_16( int16_t dct4[16][4][4] );
 473     DECLARE_ALIGNED_16( int16_t dct8[4][8][8] );
 474     x264_t h_buf;
 475     x264_t *h = &h_buf;
 476
 477     x264_dct_init( 0, &dct_c );
 478     x264_dct_init( cpu_ref, &dct_ref);
 479     x264_dct_init( cpu_new, &dct_asm );
 480
 481     memset( h, 0, sizeof(*h) );
 482     h->pps = h->pps_array;
 483     x264_param_default( &h->param );
 484     h->param.analyse.i_luma_deadzone[0] = 0;
 485     h->param.analyse.i_luma_deadzone[1] = 0;
 486     h->param.analyse.b_transform_8x8 = 1;
 487     for( i=0; i<6; i++ )
 488         h->pps->scaling_list[i] = x264_cqm_flat16;
 489     x264_cqm_init( h );
 490     x264_quant_init( h, 0, &qf );
 491
 492 #define TEST_DCT( name, t1, t2, size ) \
 493     if( dct_asm.name != dct_ref.name ) \
 494     { \
 495         set_func_name( #name );\
 496         used_asm = 1; \
 497         call_c( dct_c.name, t1, buf1, buf2 ); \
 498         call_a( dct_asm.name, t2, buf1, buf2 ); \
 499         if( memcmp( t1, t2, size ) ) \
 500         { \
 501             ok = 0; \
 502             fprintf( stderr, #name " [FAILED]\n" ); \
 503         } \
 504     }
 505     ok = 1; used_asm = 0;
 506     TEST_DCT( sub4x4_dct, dct1[0], dct2[0], 16*2 );
 507     TEST_DCT( sub8x8_dct, dct1, dct2, 16*2*4 );
 508     TEST_DCT( sub16x16_dct, dct1, dct2, 16*2*16 );
 509     report( "sub_dct4 :" );
 510
 511     ok = 1; used_asm = 0;
 512     TEST_DCT( sub8x8_dct8, (void*)dct1[0], (void*)dct2[0], 64*2 );
 513     TEST_DCT( sub16x16_dct8, (void*)dct1, (void*)dct2, 64*2*4 );
 514     report( "sub_dct8 :" );
 515 #undef TEST_DCT
 516
 517     // fdct and idct are denormalized by different factors, so quant/dequant
 518     // is needed to force the coefs into the right range.
 519     dct_c.sub16x16_dct( dct4, buf1, buf2 );
 520     dct_c.sub16x16_dct8( dct8, buf1, buf2 );
 521     for( i=0; i<16; i++ )
 522     {
 523         qf.quant_4x4( dct4[i], h->quant4_mf[CQM_4IY][20], h->quant4_bias[CQM_4IY][20] );
 524         qf.dequant_4x4( dct4[i], h->dequant4_mf[CQM_4IY], 20 );
 525     }
 526     for( i=0; i<4; i++ )
 527     {
 528         qf.quant_8x8( dct8[i], h->quant8_mf[CQM_8IY][20], h->quant8_bias[CQM_8IY][20] );
 529         qf.dequant_8x8( dct8[i], h->dequant8_mf[CQM_8IY], 20 );
 530     }
 531
 532 #define TEST_IDCT( name, src ) \
 533     if( dct_asm.name != dct_ref.name ) \
 534     { \
 535         set_func_name( #name );\
 536         used_asm = 1; \
 537         memcpy( buf3, buf1, 32*32 ); \
 538         memcpy( buf4, buf1, 32*32 ); \
 539         memcpy( dct1, src, 512 ); \
 540         memcpy( dct2, src, 512 ); \
 541         call_c1( dct_c.name, buf3, (void*)dct1 ); \
 542         call_a1( dct_asm.name, buf4, (void*)dct2 ); \
 543         if( memcmp( buf3, buf4, 32*32 ) ) \
 544         { \
 545             ok = 0; \
 546             fprintf( stderr, #name " [FAILED]\n" ); \
 547         } \
 548         call_c2( dct_c.name, buf3, (void*)dct1 ); \
 549         call_a2( dct_asm.name, buf4, (void*)dct2 ); \
 550     }
 551     ok = 1; used_asm = 0;
 552     TEST_IDCT( add4x4_idct, dct4 );
 553     TEST_IDCT( add8x8_idct, dct4 );
 554     TEST_IDCT( add16x16_idct, dct4 );
 555     report( "add_idct4 :" );
 556
 557     ok = 1; used_asm = 0;
 558     TEST_IDCT( add8x8_idct8, dct8 );
 559     TEST_IDCT( add16x16_idct8, dct8 );
 560     report( "add_idct8 :" );
 561 #undef TEST_IDCT
 562
 563 #define TEST_DCTDC( name )\
 564     ok = 1; used_asm = 0;\
 565     if( dct_asm.name != dct_ref.name )\
 566     {\
 567         set_func_name( #name );\
 568         used_asm = 1;\
 569         uint16_t *p = (uint16_t*)buf1;\
 570         for( i=0; i<16 && ok; i++ )\
 571         {\
 572             for( j=0; j<16; j++ )\
 573                 dct1[0][0][j] = !i ? (j^j>>1^j>>2^j>>3)&1 ? 4080 : -4080 /* max dc */\
 574                               : i<8 ? (*p++)&1 ? 4080 : -4080 /* max elements */\
 575                               : ((*p++)&0x1fff)-0x1000; /* general case */\
 576             memcpy( dct2, dct1, 32 );\
 577             call_c1( dct_c.name, dct1[0] );\
 578             call_a1( dct_asm.name, dct2[0] );\
 579             if( memcmp( dct1, dct2, 32 ) )\
 580                 ok = 0;\
 581         }\
 582         call_c2( dct_c.name, dct1[0] );\
 583         call_a2( dct_asm.name, dct2[0] );\
 584     }\
 585     report( #name " :" );
 586
 587     TEST_DCTDC(  dct4x4dc );
 588     TEST_DCTDC( idct4x4dc );
 589 #undef TEST_DCTDC
 590
 591     x264_zigzag_function_t zigzag_c;
 592     x264_zigzag_function_t zigzag_ref;
 593     x264_zigzag_function_t zigzag_asm;
 594
 595     DECLARE_ALIGNED_16( int16_t level1[64] );
 596     DECLARE_ALIGNED_16( int16_t level2[64] );
 597
 598 #define TEST_ZIGZAG_SCAN( name, t1, t2, dct, size )   \
 599     if( zigzag_asm.name != zigzag_ref.name ) \
 600     { \
 601         set_func_name( "zigzag_"#name"_%s", interlace?"field":"frame" );\
 602         used_asm = 1; \
 603         memcpy(dct, buf1, size*sizeof(int16_t));\
 604         call_c( zigzag_c.name, t1, dct ); \
 605         call_a( zigzag_asm.name, t2, dct ); \
 606         if( memcmp( t1, t2, size*sizeof(int16_t) ) ) \
 607         { \
 608             ok = 0; \
 609             fprintf( stderr, #name " [FAILED]\n" ); \
 610         } \
 611     }
 612
 613 #define TEST_ZIGZAG_SUB( name, t1, t2, size ) \
 614     if( zigzag_asm.name != zigzag_ref.name ) \
 615     { \
 616         set_func_name( "zigzag_"#name"_%s", interlace?"field":"frame" );\
 617         used_asm = 1; \
 618         memcpy( buf3, buf1, 16*FDEC_STRIDE ); \
 619         memcpy( buf4, buf1, 16*FDEC_STRIDE ); \
 620         call_c1( zigzag_c.name, t1, buf2, buf3 );  \
 621         call_a1( zigzag_asm.name, t2, buf2, buf4 ); \
 622         if( memcmp( t1, t2, size*sizeof(int16_t) )|| memcmp( buf3, buf4, 16*FDEC_STRIDE ) )  \
 623         { \
 624             ok = 0; \
 625             fprintf( stderr, #name " [FAILED]\n" ); \
 626         } \
 627         call_c2( zigzag_c.name, t1, buf2, buf3 );  \
 628         call_a2( zigzag_asm.name, t2, buf2, buf4 ); \
 629     }
 630
 631     interlace = 0;
 632     x264_zigzag_init( 0, &zigzag_c, 0 );
 633     x264_zigzag_init( cpu_ref, &zigzag_ref, 0 );
 634     x264_zigzag_init( cpu_new, &zigzag_asm, 0 );
 635
 636     ok = 1; used_asm = 0;
 637     TEST_ZIGZAG_SCAN( scan_8x8, level1, level2, (void*)dct1, 64 );
 638     TEST_ZIGZAG_SCAN( scan_4x4, level1, level2, dct1[0], 16  );
 639     TEST_ZIGZAG_SCAN( interleave_8x8_cavlc, level1, level2, (void*)dct1, 64 );
 640     TEST_ZIGZAG_SUB( sub_4x4, level1, level2, 16 );
 641     report( "zigzag_frame :" );
 642
 643     interlace = 1;
 644     x264_zigzag_init( 0, &zigzag_c, 1 );
 645     x264_zigzag_init( cpu_ref, &zigzag_ref, 1 );
 646     x264_zigzag_init( cpu_new, &zigzag_asm, 1 );
 647
 648     ok = 1; used_asm = 0;
 649     TEST_ZIGZAG_SCAN( scan_8x8, level1, level2, (void*)dct1, 64 );
 650     TEST_ZIGZAG_SCAN( scan_4x4, level1, level2, dct1[0], 16  );
 651     TEST_ZIGZAG_SUB( sub_4x4, level1, level2, 16 );
 652     report( "zigzag_field :" );
 653 #undef TEST_ZIGZAG_SCAN
 654 #undef TEST_ZIGZAG_SUB
 655
 656     return ret;
 657 }
 658
 659 static int check_mc( int cpu_ref, int cpu_new )
 660 {
 661     x264_mc_functions_t mc_c;
 662     x264_mc_functions_t mc_ref;
 663     x264_mc_functions_t mc_a;
 664     x264_pixel_function_t pixel;
 665
 666     uint8_t *src     = &buf1[2*32+2];
 667     uint8_t *src2[4] = { &buf1[3*64+2], &buf1[5*64+2],
 668                          &buf1[7*64+2], &buf1[9*64+2] };
 669     uint8_t *dst1    = buf3;
 670     uint8_t *dst2    = buf4;
 671
 672     int dx, dy, i, j, k, w;
 673     int ret = 0, ok, used_asm;
 674
 675     x264_mc_init( 0, &mc_c );
 676     x264_mc_init( cpu_ref, &mc_ref );
 677     x264_mc_init( cpu_new, &mc_a );
 678     x264_pixel_init( 0, &pixel );
 679
 680 #define MC_TEST_LUMA( w, h ) \
 681         if( mc_a.mc_luma != mc_ref.mc_luma && !(w&(w-1)) && h<=16 ) \
 682         { \
 683             set_func_name( "mc_luma_%dx%d", w, h );\
 684             used_asm = 1; \
 685             memset(buf3, 0xCD, 1024); \
 686             memset(buf4, 0xCD, 1024); \
 687             call_c( mc_c.mc_luma, dst1, 32, src2, 64, dx, dy, w, h ); \
 688             call_a( mc_a.mc_luma, dst2, 32, src2, 64, dx, dy, w, h ); \
 689             if( memcmp( buf3, buf4, 1024 ) ) \
 690             { \
 691                 fprintf( stderr, "mc_luma[mv(%d,%d) %2dx%-2d]     [FAILED]\n", dx, dy, w, h ); \
 692                 ok = 0; \
 693             } \
 694         } \
 695         if( mc_a.get_ref != mc_ref.get_ref ) \
 696         { \
 697             uint8_t *ref = dst2; \
 698             int ref_stride = 32; \
 699             set_func_name( "get_ref_%dx%d", w, h );\
 700             used_asm = 1; \
 701             memset(buf3, 0xCD, 1024); \
 702             memset(buf4, 0xCD, 1024); \
 703             call_c( mc_c.mc_luma, dst1, 32, src2, 64, dx, dy, w, h ); \
 704             ref = (uint8_t*) call_a( mc_a.get_ref, ref, &ref_stride, src2, 64, dx, dy, w, h ); \
 705             for( i=0; i<h; i++ ) \
 706                 if( memcmp( dst1+i*32, ref+i*ref_stride, w ) ) \
 707                 { \
 708                     fprintf( stderr, "get_ref[mv(%d,%d) %2dx%-2d]     [FAILED]\n", dx, dy, w, h ); \
 709                     ok = 0; \
 710                     break; \
 711                 } \
 712         }
 713
 714 #define MC_TEST_CHROMA( w, h ) \
 715         if( mc_a.mc_chroma != mc_ref.mc_chroma ) \
 716         { \
 717             set_func_name( "mc_chroma_%dx%d", w, h );\
 718             used_asm = 1; \
 719             memset(buf3, 0xCD, 1024); \
 720             memset(buf4, 0xCD, 1024); \
 721             call_c( mc_c.mc_chroma, dst1, 16, src, 32, dx, dy, w, h ); \
 722             call_a( mc_a.mc_chroma, dst2, 16, src, 32, dx, dy, w, h ); \
 723             /* mc_chroma width=2 may write garbage to the right of dst. ignore that. */\
 724             for( j=0; j<h; j++ ) \
 725                 for( i=w; i<4; i++ ) \
 726                     dst2[i+j*16] = dst1[i+j*16]; \
 727             if( memcmp( buf3, buf4, 1024 ) ) \
 728             { \
 729                 fprintf( stderr, "mc_chroma[mv(%d,%d) %2dx%-2d]     [FAILED]\n", dx, dy, w, h ); \
 730                 ok = 0; \
 731             } \
 732         }
 733     ok = 1; used_asm = 0;
 734     for( dy = -8; dy < 8; dy++ )
 735         for( dx = -128; dx < 128; dx++ )
 736         {
 737             if( rand()&15 ) continue; // running all of them is too slow
 738             MC_TEST_LUMA( 20, 18 );
 739             MC_TEST_LUMA( 16, 16 );
 740             MC_TEST_LUMA( 16, 8 );
 741             MC_TEST_LUMA( 12, 10 );
 742             MC_TEST_LUMA( 8, 16 );
 743             MC_TEST_LUMA( 8, 8 );
 744             MC_TEST_LUMA( 8, 4 );
 745             MC_TEST_LUMA( 4, 8 );
 746             MC_TEST_LUMA( 4, 4 );
 747         }
 748     report( "mc luma :" );
 749
 750     ok = 1; used_asm = 0;
 751     for( dy = -1; dy < 9; dy++ )
 752         for( dx = -1; dx < 9; dx++ )
 753         {
 754             MC_TEST_CHROMA( 8, 8 );
 755             MC_TEST_CHROMA( 8, 4 );
 756             MC_TEST_CHROMA( 4, 8 );
 757             MC_TEST_CHROMA( 4, 4 );
 758             MC_TEST_CHROMA( 4, 2 );
 759             MC_TEST_CHROMA( 2, 4 );
 760             MC_TEST_CHROMA( 2, 2 );
 761         }
 762     report( "mc chroma :" );
 763 #undef MC_TEST_LUMA
 764 #undef MC_TEST_CHROMA
 765
 766 #define MC_TEST_AVG( name, weight ) \
 767     for( i = 0, ok = 1, used_asm = 0; i < 10; i++ ) \
 768     { \
 769         memcpy( buf3, buf1+320, 320 ); \
 770         memcpy( buf4, buf1+320, 320 ); \
 771         if( mc_a.name[i] != mc_ref.name[i] ) \
 772         { \
 773             set_func_name( "%s_%s", #name, pixel_names[i] );\
 774             used_asm = 1; \
 775             call_c1( mc_c.name[i], buf3, 16, buf2+1, 16, buf1+18, 16, weight ); \
 776             call_a1( mc_a.name[i], buf4, 16, buf2+1, 16, buf1+18, 16, weight ); \
 777             if( memcmp( buf3, buf4, 320 ) ) \
 778             { \
 779                 ok = 0; \
 780                 fprintf( stderr, #name "[%d]: [FAILED]\n", i ); \
 781             } \
 782             call_c2( mc_c.name[i], buf3, 16, buf2+1, 16, buf1+18, 16, weight ); \
 783             call_a2( mc_a.name[i], buf4, 16, buf2+1, 16, buf1+18, 16, weight ); \
 784         } \
 785     }
 786     ok = 1; used_asm = 0;
 787     for( w = -63; w <= 127 && ok; w++ )
 788         MC_TEST_AVG( avg, w );
 789     report( "mc wpredb :" );
 790
 791     if( mc_a.hpel_filter != mc_ref.hpel_filter )
 792     {
 793         uint8_t *src = buf1+8+2*64;
 794         uint8_t *dstc[3] = { buf3+8, buf3+8+16*64, buf3+8+32*64 };
 795         uint8_t *dsta[3] = { buf4+8, buf4+8+16*64, buf4+8+32*64 };
 796         set_func_name( "hpel_filter" );
 797         ok = 1; used_asm = 1;
 798         memset( buf3, 0, 4096 );
 799         memset( buf4, 0, 4096 );
 800         call_c( mc_c.hpel_filter, dstc[0], dstc[1], dstc[2], src, 64, 48, 10 );
 801         call_a( mc_a.hpel_filter, dsta[0], dsta[1], dsta[2], src, 64, 48, 10 );
 802         for( i=0; i<3; i++ )
 803             for( j=0; j<10; j++ )
 804                 //FIXME ideally the first pixels would match too, but they aren't actually used
 805                 if( memcmp( dstc[i]+j*64+2, dsta[i]+j*64+2, 43 ) )
 806                 {
 807                     ok = 0;
 808                     fprintf( stderr, "hpel filter differs at plane %c line %d\n", "hvc"[i], j );
 809                     for( k=0; k<48; k++ )
 810                         printf("%02x%s", dstc[i][j*64+k], (k+1)&3 ? "" : " ");
 811                     printf("\n");
 812                     for( k=0; k<48; k++ )
 813                         printf("%02x%s", dsta[i][j*64+k], (k+1)&3 ? "" : " ");
 814                     printf("\n");
 815                     break;
 816                 }
 817         report( "hpel filter :" );
 818     }
 819
 820     if( mc_a.frame_init_lowres_core != mc_ref.frame_init_lowres_core )
 821     {
 822         uint8_t *dstc[4] = { buf3, buf3+1024, buf3+2048, buf3+3072 };
 823         uint8_t *dsta[4] = { buf4, buf4+1024, buf4+2048, buf3+3072 };
 824         set_func_name( "lowres_init" );
 825         for( w=40; w<=48; w+=8 )
 826             if( mc_a.frame_init_lowres_core != mc_ref.frame_init_lowres_core )
 827             {
 828                 int stride = (w+8)&~15;
 829                 used_asm = 1;
 830                 call_c( mc_c.frame_init_lowres_core, buf1, dstc[0], dstc[1], dstc[2], dstc[3], w*2, stride, w, 16 );
 831                 call_a( mc_a.frame_init_lowres_core, buf1, dsta[0], dsta[1], dsta[2], dsta[3], w*2, stride, w, 16 );
 832                 for( i=0; i<16; i++)
 833                 {
 834                     for( j=0; j<4; j++)
 835                         if( memcmp( dstc[j]+i*stride, dsta[j]+i*stride, w ) )
 836                         {
 837                             ok = 0;
 838                             fprintf( stderr, "frame_init_lowres differs at plane %d line %d\n", j, i );
 839                             for( k=0; k<w; k++ )
 840                                 printf( "%d ", dstc[j][k+i*stride] );
 841                             printf("\n");
 842                             for( k=0; k<w; k++ )
 843                                 printf( "%d ", dsta[j][k+i*stride] );
 844                             printf("\n");
 845                             break;
 846                         }
 847                 }
 848             }
 849         report( "lowres init :" );
 850     }
 851
 852     return ret;
 853 }
 854
 855 static int check_deblock( int cpu_ref, int cpu_new )
 856 {
 857     x264_deblock_function_t db_c;
 858     x264_deblock_function_t db_ref;
 859     x264_deblock_function_t db_a;
 860     int ret = 0, ok = 1, used_asm = 0;
 861     int alphas[36], betas[36];
 862     int8_t tcs[36][4];
 863     int a, c, i, j;
 864
 865     x264_deblock_init( 0, &db_c );
 866     x264_deblock_init( cpu_ref, &db_ref );
 867     x264_deblock_init( cpu_new, &db_a );
 868
 869     /* not exactly the real values of a,b,tc but close enough */
 870     a = 255; c = 250;
 871     for( i = 35; i >= 0; i-- )
 872     {
 873         alphas[i] = a;
 874         betas[i] = (i+1)/2;
 875         tcs[i][0] = tcs[i][2] = (c+6)/10;
 876         tcs[i][1] = tcs[i][3] = (c+9)/20;
 877         a = a*9/10;
 878         c = c*9/10;
 879     }
 880
 881 #define TEST_DEBLOCK( name, align, ... ) \
 882     for( i = 0; i < 36; i++ ) \
 883     { \
 884         int off = 8*32 + (i&15)*4*!align; /* benchmark various alignments of h filter */\
 885         for( j = 0; j < 1024; j++ ) \
 886             /* two distributions of random to excersize different failure modes */\
 887             buf3[j] = rand() & (i&1 ? 0xf : 0xff ); \
 888         memcpy( buf4, buf3, 1024 ); \
 889         if( db_a.name != db_ref.name ) \
 890         { \
 891             set_func_name( #name );\
 892             used_asm = 1; \
 893             call_c1( db_c.name, buf3+off, 32, alphas[i], betas[i], ##__VA_ARGS__ ); \
 894             call_a1( db_a.name, buf4+off, 32, alphas[i], betas[i], ##__VA_ARGS__ ); \
 895             if( memcmp( buf3, buf4, 1024 ) ) \
 896             { \
 897                 ok = 0; \
 898                 fprintf( stderr, #name "(a=%d, b=%d): [FAILED]\n", alphas[i], betas[i] ); \
 899                 break; \
 900             } \
 901             call_c2( db_c.name, buf3+off, 32, alphas[i], betas[i], ##__VA_ARGS__ ); \
 902             call_a2( db_a.name, buf4+off, 32, alphas[i], betas[i], ##__VA_ARGS__ ); \
 903         } \
 904     }
 905
 906     TEST_DEBLOCK( deblock_h_luma, 0, tcs[i] );
 907     TEST_DEBLOCK( deblock_v_luma, 1, tcs[i] );
 908     TEST_DEBLOCK( deblock_h_chroma, 0, tcs[i] );
 909     TEST_DEBLOCK( deblock_v_chroma, 1, tcs[i] );
 910     TEST_DEBLOCK( deblock_h_luma_intra, 0 );
 911     TEST_DEBLOCK( deblock_v_luma_intra, 1 );
 912     TEST_DEBLOCK( deblock_h_chroma_intra, 0 );
 913     TEST_DEBLOCK( deblock_v_chroma_intra, 1 );
 914
 915     report( "deblock :" );
 916
 917     return ret;
 918 }
 919
 920 static int check_quant( int cpu_ref, int cpu_new )
 921 {
 922     x264_quant_function_t qf_c;
 923     x264_quant_function_t qf_ref;
 924     x264_quant_function_t qf_a;
 925     DECLARE_ALIGNED_16( int16_t dct1[64] );
 926     DECLARE_ALIGNED_16( int16_t dct2[64] );
 927     DECLARE_ALIGNED_16( uint8_t cqm_buf[64] );
 928     int ret = 0, ok, used_asm;
 929     int oks[2] = {1,1}, used_asms[2] = {0,0};
 930     int i, i_cqm, qp;
 931     x264_t h_buf;
 932     x264_t *h = &h_buf;
 933     memset( h, 0, sizeof(*h) );
 934     h->pps = h->pps_array;
 935     x264_param_default( &h->param );
 936     h->param.rc.i_qp_min = 26;
 937     h->param.analyse.b_transform_8x8 = 1;
 938
 939     for( i_cqm = 0; i_cqm < 4; i_cqm++ )
 940     {
 941         if( i_cqm == 0 )
 942         {
 943             for( i = 0; i < 6; i++ )
 944                 h->pps->scaling_list[i] = x264_cqm_flat16;
 945             h->param.i_cqm_preset = h->pps->i_cqm_preset = X264_CQM_FLAT;
 946         }
 947         else if( i_cqm == 1 )
 948         {
 949             for( i = 0; i < 6; i++ )
 950                 h->pps->scaling_list[i] = x264_cqm_jvt[i];
 951             h->param.i_cqm_preset = h->pps->i_cqm_preset = X264_CQM_JVT;
 952         }
 953         else
 954         {
 955             if( i_cqm == 2 )
 956                 for( i = 0; i < 64; i++ )
 957                     cqm_buf[i] = 10 + rand() % 246;
 958             else
 959                 for( i = 0; i < 64; i++ )
 960                     cqm_buf[i] = 1;
 961             for( i = 0; i < 6; i++ )
 962                 h->pps->scaling_list[i] = cqm_buf;
 963             h->param.i_cqm_preset = h->pps->i_cqm_preset = X264_CQM_CUSTOM;
 964         }
 965
 966         x264_cqm_init( h );
 967         x264_quant_init( h, 0, &qf_c );
 968         x264_quant_init( h, cpu_ref, &qf_ref );
 969         x264_quant_init( h, cpu_new, &qf_a );
 970
 971 #define INIT_QUANT8() \
 972         { \
 973             static const int scale1d[8] = {32,31,24,31,32,31,24,31}; \
 974             int x, y; \
 975             for( y = 0; y < 8; y++ ) \
 976                 for( x = 0; x < 8; x++ ) \
 977                 { \
 978                     unsigned int scale = (255*scale1d[y]*scale1d[x])/16; \
 979                     dct1[y*8+x] = dct2[y*8+x] = (rand()%(2*scale+1))-scale; \
 980                 } \
 981         }
 982
 983 #define INIT_QUANT4() \
 984         { \
 985             static const int scale1d[4] = {4,6,4,6}; \
 986             int x, y; \
 987             for( y = 0; y < 4; y++ ) \
 988                 for( x = 0; x < 4; x++ ) \
 989                 { \
 990                     unsigned int scale = 255*scale1d[y]*scale1d[x]; \
 991                     dct1[y*4+x] = dct2[y*4+x] = (rand()%(2*scale+1))-scale; \
 992                 } \
 993         }
 994
 995 #define TEST_QUANT_DC( name, cqm ) \
 996         if( qf_a.name != qf_ref.name ) \
 997         { \
 998             set_func_name( #name ); \
 999             used_asms[0] = 1; \
1000             for( qp = 51; qp > 0; qp-- ) \
1001             { \
1002                 for( i = 0; i < 16; i++ ) \
1003                     dct1[i] = dct2[i] = (rand() & 0x1fff) - 0xfff; \
1004                 call_c1( qf_c.name, (void*)dct1, h->quant4_mf[CQM_4IY][qp][0], h->quant4_bias[CQM_4IY][qp][0] ); \
1005                 call_a1( qf_a.name, (void*)dct2, h->quant4_mf[CQM_4IY][qp][0], h->quant4_bias[CQM_4IY][qp][0] ); \
1006                 if( memcmp( dct1, dct2, 16*2 ) )       \
1007                 { \
1008                     oks[0] = 0; \
1009                     fprintf( stderr, #name "(cqm=%d): [FAILED]\n", i_cqm ); \
1010                     break; \
1011                 } \
1012                 call_c2( qf_c.name, (void*)dct1, h->quant4_mf[CQM_4IY][qp][0], h->quant4_bias[CQM_4IY][qp][0] ); \
1013                 call_a2( qf_a.name, (void*)dct2, h->quant4_mf[CQM_4IY][qp][0], h->quant4_bias[CQM_4IY][qp][0] ); \
1014             } \
1015         }
1016
1017 #define TEST_QUANT( qname, block, w ) \
1018         if( qf_a.qname != qf_ref.qname ) \
1019         { \
1020             set_func_name( #qname ); \
1021             used_asms[0] = 1; \
1022             for( qp = 51; qp > 0; qp-- ) \
1023             { \
1024                 INIT_QUANT##w() \
1025                 call_c1( qf_c.qname, (void*)dct1, h->quant##w##_mf[block][qp], h->quant##w##_bias[block][qp] ); \
1026                 call_a1( qf_a.qname, (void*)dct2, h->quant##w##_mf[block][qp], h->quant##w##_bias[block][qp] ); \
1027                 if( memcmp( dct1, dct2, w*w*2 ) ) \
1028                 { \
1029                     oks[0] = 0; \
1030                     fprintf( stderr, #qname "(qp=%d, cqm=%d, block="#block"): [FAILED]\n", qp, i_cqm ); \
1031                     break; \
1032                 } \
1033                 call_c2( qf_c.qname, (void*)dct1, h->quant##w##_mf[block][qp], h->quant##w##_bias[block][qp] ); \
1034                 call_a2( qf_a.qname, (void*)dct2, h->quant##w##_mf[block][qp], h->quant##w##_bias[block][qp] ); \
1035             } \
1036         }
1037
1038         TEST_QUANT( quant_8x8, CQM_8IY, 8 );
1039         TEST_QUANT( quant_8x8, CQM_8PY, 8 );
1040         TEST_QUANT( quant_4x4, CQM_4IY, 4 );
1041         TEST_QUANT( quant_4x4, CQM_4PY, 4 );
1042         TEST_QUANT_DC( quant_4x4_dc, **h->quant4_mf[CQM_4IY] );
1043         TEST_QUANT_DC( quant_2x2_dc, **h->quant4_mf[CQM_4IC] );
1044
1045 #define TEST_DEQUANT( qname, dqname, block, w ) \
1046         if( qf_a.dqname != qf_ref.dqname ) \
1047         { \
1048             set_func_name( "%s_%s", #dqname, i_cqm?"cqm":"flat" ); \
1049             used_asms[1] = 1; \
1050             for( qp = 51; qp > 0; qp-- ) \
1051             { \
1052                 INIT_QUANT##w() \
1053                 call_c( qf_c.qname, (void*)dct1, h->quant##w##_mf[block][qp], h->quant##w##_bias[block][qp] ); \
1054                 memcpy( dct2, dct1, w*w*2 ); \
1055                 call_c1( qf_c.dqname, (void*)dct1, h->dequant##w##_mf[block], qp ); \
1056                 call_a1( qf_a.dqname, (void*)dct2, h->dequant##w##_mf[block], qp ); \
1057                 if( memcmp( dct1, dct2, w*w*2 ) ) \
1058                 { \
1059                     oks[1] = 0; \
1060                     fprintf( stderr, #dqname "(qp=%d, cqm=%d, block="#block"): [FAILED]\n", qp, i_cqm ); \
1061                     break; \
1062                 } \
1063                 call_c2( qf_c.dqname, (void*)dct1, h->dequant##w##_mf[block], qp ); \
1064                 call_a2( qf_a.dqname, (void*)dct2, h->dequant##w##_mf[block], qp ); \
1065             } \
1066         }
1067
1068         TEST_DEQUANT( quant_8x8, dequant_8x8, CQM_8IY, 8 );
1069         TEST_DEQUANT( quant_8x8, dequant_8x8, CQM_8PY, 8 );
1070         TEST_DEQUANT( quant_4x4, dequant_4x4, CQM_4IY, 4 );
1071         TEST_DEQUANT( quant_4x4, dequant_4x4, CQM_4PY, 4 );
1072
1073         x264_cqm_delete( h );
1074     }
1075
1076     ok = oks[0]; used_asm = used_asms[0];
1077     report( "quant :" );
1078
1079     ok = oks[1]; used_asm = used_asms[1];
1080     report( "dequant :" );
1081
1082     ok = 1;
1083     if( qf_a.denoise_dct != qf_ref.denoise_dct )
1084     {
1085         int size;
1086         used_asm = 1;
1087         for( size = 16; size <= 64; size += 48 )
1088         {
1089             set_func_name( "denoise_dct" );
1090             memcpy(dct1, buf1, size*2);
1091             memcpy(dct2, buf1, size*2);
1092             memcpy(buf3+256, buf3, 256);
1093             call_c1( qf_c.denoise_dct, dct1, (uint32_t*)buf3, (uint16_t*)buf2, size );
1094             call_a1( qf_a.denoise_dct, dct2, (uint32_t*)(buf3+256), (uint16_t*)buf2, size );
1095             if( memcmp( dct1, dct2, size*2 ) || memcmp( buf3+4, buf3+256+4, (size-1)*sizeof(uint32_t) ) )
1096                 ok = 0;
1097             call_c2( qf_c.denoise_dct, dct1, (uint32_t*)buf3, (uint16_t*)buf2, size );
1098             call_a2( qf_a.denoise_dct, dct2, (uint32_t*)(buf3+256), (uint16_t*)buf2, size );
1099         }
1100     }
1101     report( "denoise dct :" );
1102
1103 #define TEST_DECIMATE( qname, decname, block, w, ac, thresh ) \
1104     if( qf_a.decname != qf_ref.decname ) \
1105     { \
1106         set_func_name( #decname ); \
1107         used_asm = 1; \
1108         for( i = 0; i < 100; i++ ) \
1109         { \
1110             int result_c, result_a, idx; \
1111             for( idx = 0; idx < w*w; idx++ ) \
1112                 dct1[idx] = !(rand()&3) + (!(rand()&15))*(rand()&3); \
1113             if( ac ) \
1114                 dct1[0] = 0; \
1115             memcpy( dct2, dct1, w*w*2 ); \
1116             result_c = call_c1( qf_c.decname, (void*)dct2 ); \
1117             result_a = call_a1( qf_a.decname, (void*)dct2 ); \
1118             if( X264_MIN(result_c,thresh) != X264_MIN(result_a,thresh) ) \
1119             { \
1120                 ok = 0; \
1121                 fprintf( stderr, #decname ": [FAILED]\n" ); \
1122                 break; \
1123             } \
1124             call_c2( qf_c.decname, (void*)dct2 ); \
1125             call_a2( qf_a.decname, (void*)dct2 ); \
1126         } \
1127     }
1128
1129     ok = 1;
1130     TEST_DECIMATE( quant_8x8, decimate_score64, CQM_8IY, 8, 0, 6 );
1131     TEST_DECIMATE( quant_4x4, decimate_score16, CQM_4IY, 4, 0, 6 );
1132     TEST_DECIMATE( quant_4x4, decimate_score15, CQM_4IY, 4, 1, 7 );
1133     report( "decimate_score :" );
1134
1135     return ret;
1136 }
1137
1138 static int check_intra( int cpu_ref, int cpu_new )
1139 {
1140     int ret = 0, ok = 1, used_asm = 0;
1141     int i;
1142     DECLARE_ALIGNED_16( uint8_t edge[33] );
1143     struct
1144     {
1145         x264_predict_t      predict_16x16[4+3];
1146         x264_predict_t      predict_8x8c[4+3];
1147         x264_predict8x8_t   predict_8x8[9+3];
1148         x264_predict_t      predict_4x4[9+3];
1149     } ip_c, ip_ref, ip_a;
1150
1151     x264_predict_16x16_init( 0, ip_c.predict_16x16 );
1152     x264_predict_8x8c_init( 0, ip_c.predict_8x8c );
1153     x264_predict_8x8_init( 0, ip_c.predict_8x8 );
1154     x264_predict_4x4_init( 0, ip_c.predict_4x4 );
1155
1156     x264_predict_16x16_init( cpu_ref, ip_ref.predict_16x16 );
1157     x264_predict_8x8c_init( cpu_ref, ip_ref.predict_8x8c );
1158     x264_predict_8x8_init( cpu_ref, ip_ref.predict_8x8 );
1159     x264_predict_4x4_init( cpu_ref, ip_ref.predict_4x4 );
1160
1161     x264_predict_16x16_init( cpu_new, ip_a.predict_16x16 );
1162     x264_predict_8x8c_init( cpu_new, ip_a.predict_8x8c );
1163     x264_predict_8x8_init( cpu_new, ip_a.predict_8x8 );
1164     x264_predict_4x4_init( cpu_new, ip_a.predict_4x4 );
1165
1166     x264_predict_8x8_filter( buf1+48, edge, ALL_NEIGHBORS, ALL_NEIGHBORS );
1167
1168 #define INTRA_TEST( name, dir, w, ... ) \
1169     if( ip_a.name[dir] != ip_ref.name[dir] )\
1170     { \
1171         set_func_name( "intra_%s_%s", #name, intra_##name##_names[dir] );\
1172         used_asm = 1; \
1173         memcpy( buf3, buf1, 32*20 );\
1174         memcpy( buf4, buf1, 32*20 );\
1175         call_c( ip_c.name[dir], buf3+48, ##__VA_ARGS__ );\
1176         call_a( ip_a.name[dir], buf4+48, ##__VA_ARGS__ );\
1177         if( memcmp( buf3, buf4, 32*20 ) )\
1178         {\
1179             fprintf( stderr, #name "[%d] :  [FAILED]\n", dir );\
1180             ok = 0;\
1181             int j,k;\
1182             for(k=-1; k<16; k++)\
1183                 printf("%2x ", edge[16+k]);\
1184             printf("\n");\
1185             for(j=0; j<w; j++){\
1186                 printf("%2x ", edge[14-j]);\
1187                 for(k=0; k<w; k++)\
1188                     printf("%2x ", buf4[48+k+j*32]);\
1189                 printf("\n");\
1190             }\
1191             printf("\n");\
1192             for(j=0; j<w; j++){\
1193                 printf("   ");\
1194                 for(k=0; k<w; k++)\
1195                     printf("%2x ", buf3[48+k+j*32]);\
1196                 printf("\n");\
1197             }\
1198         }\
1199     }
1200
1201     for( i = 0; i < 12; i++ )
1202         INTRA_TEST( predict_4x4, i, 4 );
1203     for( i = 0; i < 7; i++ )
1204         INTRA_TEST( predict_8x8c, i, 8 );
1205     for( i = 0; i < 7; i++ )
1206         INTRA_TEST( predict_16x16, i, 16 );
1207     for( i = 0; i < 12; i++ )
1208         INTRA_TEST( predict_8x8, i, 8, edge );
1209
1210     report( "intra pred :" );
1211     return ret;
1212 }
1213
1214 #define DECL_CABAC(cpu) \
1215 static void run_cabac_##cpu( uint8_t *dst )\
1216 {\
1217     int i;\
1218     x264_cabac_t cb;\
1219     x264_cabac_context_init( &cb, SLICE_TYPE_P, 26, 0 );\
1220     x264_cabac_encode_init( &cb, dst, dst+0xff0 );\
1221     for( i=0; i<0x1000; i++ )\
1222         x264_cabac_encode_decision_##cpu( &cb, buf1[i]>>1, buf1[i]&1 );\
1223 }
1224 DECL_CABAC(c)
1225 #ifdef HAVE_MMX
1226 DECL_CABAC(asm)
1227 #else
1228 #define run_cabac_asm run_cabac_c
1229 #endif
1230
1231 static int check_cabac( int cpu_ref, int cpu_new )
1232 {
1233     int ret = 0, ok, used_asm = 1;
1234     if( cpu_ref || run_cabac_c == run_cabac_asm)
1235         return 0;
1236     set_func_name( "cabac_encode_decision" );
1237     memcpy( buf4, buf3, 0x1000 );
1238     call_c( run_cabac_c, buf3 );
1239     call_a( run_cabac_asm, buf4 );
1240     ok = !memcmp( buf3, buf4, 0x1000 );
1241     report( "cabac :" );
1242     return ret;
1243 }
1244
1245 static int check_all_funcs( int cpu_ref, int cpu_new )
1246 {
1247     return check_pixel( cpu_ref, cpu_new )
1248          + check_dct( cpu_ref, cpu_new )
1249          + check_mc( cpu_ref, cpu_new )
1250          + check_intra( cpu_ref, cpu_new )
1251          + check_deblock( cpu_ref, cpu_new )
1252          + check_quant( cpu_ref, cpu_new )
1253          + check_cabac( cpu_ref, cpu_new );
1254 }
1255
1256 static int add_flags( int *cpu_ref, int *cpu_new, int flags, const char *name )
1257 {
1258     *cpu_ref = *cpu_new;
1259     *cpu_new |= flags;
1260     if( *cpu_new & X264_CPU_SSE2_IS_FAST )
1261         *cpu_new &= ~X264_CPU_SSE2_IS_SLOW;
1262     if( !quiet )
1263         fprintf( stderr, "x264: %s\n", name );
1264     return check_all_funcs( *cpu_ref, *cpu_new );
1265 }
1266
1267 static int check_all_flags( void )
1268 {
1269     int ret = 0;
1270     int cpu0 = 0, cpu1 = 0;
1271 #ifdef HAVE_MMX
1272     if( x264_cpu_detect() & X264_CPU_MMXEXT )
1273     {
1274         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_MMX | X264_CPU_MMXEXT, "MMX" );
1275         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_CACHELINE_64, "MMX Cache64" );
1276         cpu1 &= ~X264_CPU_CACHELINE_64;
1277 #ifdef ARCH_X86
1278         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_CACHELINE_32, "MMX Cache32" );
1279         cpu1 &= ~X264_CPU_CACHELINE_32;
1280 #endif
1281     }
1282     if( x264_cpu_detect() & X264_CPU_SSE2 )
1283     {
1284         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_SSE | X264_CPU_SSE2 | X264_CPU_SSE2_IS_SLOW, "SSE2Slow" );
1285         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_SSE2_IS_FAST, "SSE2Fast" );
1286         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_CACHELINE_64, "SSE2Fast Cache64" );
1287     }
1288     if( x264_cpu_detect() & X264_CPU_SSE_MISALIGN )
1289     {
1290         cpu1 &= ~X264_CPU_CACHELINE_64;
1291         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_SSE_MISALIGN, "SSE_Misalign" );
1292         cpu1 &= ~X264_CPU_SSE_MISALIGN;
1293     }
1294     if( x264_cpu_detect() & X264_CPU_SSE3 )
1295         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_SSE3 | X264_CPU_CACHELINE_64, "SSE3" );
1296     if( x264_cpu_detect() & X264_CPU_SSSE3 )
1297     {
1298         cpu1 &= ~X264_CPU_CACHELINE_64;
1299         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_SSSE3, "SSSE3" );
1300         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_CACHELINE_64, "SSSE3 Cache64" );
1301         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_PHADD_IS_FAST, "PHADD" );
1302     }
1303     if( x264_cpu_detect() & X264_CPU_SSE4 )
1304     {
1305         cpu1 &= ~X264_CPU_CACHELINE_64;
1306         ret |= add_flags( &cpu0, &cpu1, X264_CPU_SSE4, "SSE4" );
1307     }
1308 #elif ARCH_PPC
1309     if( x264_cpu_detect() & X264_CPU_ALTIVEC )
1310     {
1311         fprintf( stderr, "x264: ALTIVEC against C\n" );
1312         ret = check_all_funcs( 0, X264_CPU_ALTIVEC );
1313     }
1314 #endif
1315     return ret;
1316 }
1317
1318 int main(int argc, char *argv[])
1319 {
1320     int ret = 0;
1321     int i;
1322
1323     if( argc > 1 && !strncmp( argv[1], "--bench", 7 ) )
1324     {
1325 #if !defined(ARCH_X86) && !defined(ARCH_X86_64)
1326         fprintf( stderr, "no --bench for your cpu until you port rdtsc\n" );
1327         return 1;
1328 #endif
1329         do_bench = 1;
1330         if( argv[1][7] == '=' )
1331         {
1332             bench_pattern = argv[1]+8;
1333             bench_pattern_len = strlen(bench_pattern);
1334         }
1335         argc--;
1336         argv++;
1337     }
1338
1339     i = ( argc > 1 ) ? atoi(argv[1]) : x264_mdate();
1340     fprintf( stderr, "x264: using random seed %u\n", i );
1341     srand( i );
1342
1343     buf1 = x264_malloc( 0x3e00 + 16*BENCH_ALIGNS );
1344     buf2 = buf1 + 0xf00;
1345     buf3 = buf2 + 0xf00;
1346     buf4 = buf3 + 0x1000;
1347     for( i=0; i<0x1e00; i++ )
1348         buf1[i] = rand() & 0xFF;
1349     memset( buf1+0x1e00, 0, 0x2000 );
1350
1351     /* 16-byte alignment is guaranteed whenever it's useful, but some functions also vary in speed depending on %64 */
1352     if( do_bench )
1353         for( i=0; i<BENCH_ALIGNS && !ret; i++ )
1354         {
1355             buf2 = buf1 + 0xf00;
1356             buf3 = buf2 + 0xf00;
1357             buf4 = buf3 + 0x1000;
1358             ret |= x264_stack_pagealign( check_all_flags, i*16 );
1359             buf1 += 16;
1360             quiet = 1;
1361             fprintf( stderr, "%d/%d\r", i+1, BENCH_ALIGNS );
1362         }
1363     else
1364         ret = check_all_flags();
1365
1366     if( ret )
1367     {
1368         fprintf( stderr, "x264: at least one test has failed. Go and fix that Right Now!\n" );
1369         return -1;
1370     }
1371     fprintf( stderr, "x264: All tests passed Yeah :)\n" );
1372     if( do_bench )
1373         print_bench();
1374     return 0;
1375 }
1376