]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blobdiff - libavcodec/cabac.h
Fixes:
[ffmpeg] / libavcodec / cabac.h
index 67fa3b988ce010a8361a6d856d4e6fd441d47076..3008792b2108ddbdac32ae23686700c7a75bd1b8 100644 (file)
@@ -2,32 +2,34 @@
  * H.26L/H.264/AVC/JVT/14496-10/... encoder/decoder
  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  *
- * This library is free software; you can redistribute it and/or
+ * This file is part of FFmpeg.
+ *
+ * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  * License as published by the Free Software Foundation; either
- * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
+ * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  *
- * This library is distributed in the hope that it will be useful,
+ * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  * Lesser General Public License for more details.
  *
  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
- * License along with this library; if not, write to the Free Software
- * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
+ * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
+ * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  *
  */
+
 /**
  * @file cabac.h
  * Context Adaptive Binary Arithmetic Coder.
  */
 
 
-#undef NDEBUG
+//#undef NDEBUG
 #include <assert.h>
 
-#define CABAC_BITS 8
+#define CABAC_BITS 16
 #define CABAC_MASK ((1<<CABAC_BITS)-1)
 
 typedef struct CABACContext{
@@ -37,9 +39,9 @@ typedef struct CABACContext{
 #ifdef STRICT_LIMITS
     int symCount;
 #endif
-    uint8_t lps_range[2*65][4];   ///< rangeTabLPS
-    uint8_t lps_state[2*64];      ///< transIdxLPS
-    uint8_t mps_state[2*64];      ///< transIdxMPS
+    uint8_t lps_range[2*66][4];   ///< rangeTabLPS
+    uint8_t lps_state[2*65];      ///< transIdxLPS
+    uint8_t mps_state[2*65];      ///< transIdxMPS
     const uint8_t *bytestream_start;
     const uint8_t *bytestream;
     const uint8_t *bytestream_end;
@@ -54,13 +56,13 @@ extern const uint8_t ff_h264_norm_shift[256];
 
 void ff_init_cabac_encoder(CABACContext *c, uint8_t *buf, int buf_size);
 void ff_init_cabac_decoder(CABACContext *c, const uint8_t *buf, int buf_size);
-void ff_init_cabac_states(CABACContext *c, uint8_t const (*lps_range)[4], 
+void ff_init_cabac_states(CABACContext *c, uint8_t const (*lps_range)[4],
                           uint8_t const *mps_state, uint8_t const *lps_state, int state_count);
 
 
 static inline void put_cabac_bit(CABACContext *c, int b){
-    put_bits(&c->pb, 1, b); 
-    for(;c->outstanding_count; c->outstanding_count--){ 
+    put_bits(&c->pb, 1, b);
+    for(;c->outstanding_count; c->outstanding_count--){
         put_bits(&c->pb, 1, 1-b);
     }
 }
@@ -77,15 +79,15 @@ static inline void renorm_cabac_encoder(CABACContext *c){
             put_cabac_bit(c, 1);
             c->low -= 0x200;
         }
-        
+
         c->range+= c->range;
         c->low += c->low;
     }
 }
 
-static inline void put_cabac(CABACContext *c, uint8_t * const state, int bit){
+static void put_cabac(CABACContext *c, uint8_t * const state, int bit){
     int RangeLPS= c->lps_range[*state][c->range>>6];
-    
+
     if(bit == ((*state)&1)){
         c->range -= RangeLPS;
         *state= c->mps_state[*state];
@@ -94,7 +96,7 @@ static inline void put_cabac(CABACContext *c, uint8_t * const state, int bit){
         c->range = RangeLPS;
         *state= c->lps_state[*state];
     }
-    
+
     renorm_cabac_encoder(c);
 
 #ifdef STRICT_LIMITS
@@ -102,7 +104,7 @@ static inline void put_cabac(CABACContext *c, uint8_t * const state, int bit){
 #endif
 }
 
-static inline void put_cabac_static(CABACContext *c, int RangeLPS, int bit){
+static void put_cabac_static(CABACContext *c, int RangeLPS, int bit){
     assert(c->range > RangeLPS);
 
     if(!bit){
@@ -122,7 +124,7 @@ static inline void put_cabac_static(CABACContext *c, int RangeLPS, int bit){
 /**
  * @param bit 0 -> write zero bit, !=0 write one bit
  */
-static inline void put_cabac_bypass(CABACContext *c, int bit){
+static void put_cabac_bypass(CABACContext *c, int bit){
     c->low += c->low;
 
     if(bit){
@@ -138,7 +140,7 @@ static inline void put_cabac_bypass(CABACContext *c, int bit){
         put_cabac_bit(c, 1);
         c->low -= 0x400;
     }
-        
+
 #ifdef STRICT_LIMITS
     c->symCount++;
 #endif
@@ -148,7 +150,7 @@ static inline void put_cabac_bypass(CABACContext *c, int bit){
  *
  * @return the number of bytes written
  */
-static inline int put_cabac_terminate(CABACContext *c, int bit){
+static int put_cabac_terminate(CABACContext *c, int bit){
     c->range -= 2;
 
     if(!bit){
@@ -156,16 +158,16 @@ static inline int put_cabac_terminate(CABACContext *c, int bit){
     }else{
         c->low += c->range;
         c->range= 2;
-        
+
         renorm_cabac_encoder(c);
 
         assert(c->low <= 0x1FF);
         put_cabac_bit(c, c->low>>9);
         put_bits(&c->pb, 2, ((c->low>>7)&3)|1);
-        
+
         flush_put_bits(&c->pb); //FIXME FIXME FIXME XXX wrong
     }
-        
+
 #ifdef STRICT_LIMITS
     c->symCount++;
 #endif
@@ -176,11 +178,11 @@ static inline int put_cabac_terminate(CABACContext *c, int bit){
 /**
  * put (truncated) unary binarization.
  */
-static inline void put_cabac_u(CABACContext *c, uint8_t * state, int v, int max, int max_index, int truncated){
+static void put_cabac_u(CABACContext *c, uint8_t * state, int v, int max, int max_index, int truncated){
     int i;
-    
+
     assert(v <= max);
-    
+
 #if 1
     for(i=0; i<v; i++){
         put_cabac(c, state, 1);
@@ -211,16 +213,16 @@ static inline void put_cabac_u(CABACContext *c, uint8_t * state, int v, int max,
 /**
  * put unary exp golomb k-th order binarization.
  */
-static inline void put_cabac_ueg(CABACContext *c, uint8_t * state, int v, int max, int is_signed, int k, int max_index){
+static void put_cabac_ueg(CABACContext *c, uint8_t * state, int v, int max, int is_signed, int k, int max_index){
     int i;
-    
+
     if(v==0)
         put_cabac(c, state, 0);
     else{
         const int sign= v < 0;
-        
+
         if(is_signed) v= ABS(v);
-        
+
         if(v<max){
             for(i=0; i<v; i++){
                 put_cabac(c, state, 1);
@@ -254,9 +256,9 @@ static inline void put_cabac_ueg(CABACContext *c, uint8_t * state, int v, int ma
 }
 
 static void refill(CABACContext *c){
-    if(c->bytestream < c->bytestream_end)
+    if(c->bytestream <= c->bytestream_end)
 #if CABAC_BITS == 16
-        c->low+= ((c->bytestream[0]<<9) + (c->bytestream[1])<<1);
+        c->low+= (c->bytestream[0]<<9) + (c->bytestream[1]<<1);
 #else
         c->low+= c->bytestream[0]<<1;
 #endif
@@ -264,25 +266,26 @@ static void refill(CABACContext *c){
     c->bytestream+= CABAC_BITS/8;
 }
 
+#if 1 /* all use commented */
 static void refill2(CABACContext *c){
     int i, x;
 
     x= c->low ^ (c->low-1);
-    i= 8 - ff_h264_norm_shift[x>>(CABAC_BITS+1)];
+    i= 9 - ff_h264_norm_shift[x>>(CABAC_BITS+1)];
 
     x= -CABAC_MASK;
-    
-    if(c->bytestream < c->bytestream_end)
+
+    if(c->bytestream <= c->bytestream_end)
 #if CABAC_BITS == 16
         x+= (c->bytestream[0]<<9) + (c->bytestream[1]<<1);
 #else
         x+= c->bytestream[0]<<1;
 #endif
-    
+
     c->low += x<<i;
     c->bytestream+= CABAC_BITS/8;
 }
-
+#endif
 
 static inline void renorm_cabac_decoder(CABACContext *c){
     while(c->range < (0x200 << CABAC_BITS)){
@@ -294,61 +297,142 @@ static inline void renorm_cabac_decoder(CABACContext *c){
 }
 
 static inline void renorm_cabac_decoder_once(CABACContext *c){
-    int mask= (c->range - (0x200 << CABAC_BITS))>>31;
-    c->range+= c->range&mask;
-    c->low  += c->low  &mask;
+#ifdef ARCH_X86_DISABLED
+    int temp;
+#if 0
+    //P3:683    athlon:475
+    asm(
+        "lea -0x2000000(%0), %2     \n\t"
+        "shr $31, %2                \n\t"  //FIXME 31->63 for x86-64
+        "shl %%cl, %0               \n\t"
+        "shl %%cl, %1               \n\t"
+        : "+r"(c->range), "+r"(c->low), "+c"(temp)
+    );
+#elif 0
+    //P3:680    athlon:474
+    asm(
+        "cmp $0x2000000, %0         \n\t"
+        "setb %%cl                  \n\t"  //FIXME 31->63 for x86-64
+        "shl %%cl, %0               \n\t"
+        "shl %%cl, %1               \n\t"
+        : "+r"(c->range), "+r"(c->low), "+c"(temp)
+    );
+#elif 1
+    int temp2;
+    //P3:665    athlon:517
+    asm(
+        "lea -0x2000000(%0), %%eax  \n\t"
+        "cdq                        \n\t"
+        "mov %0, %%eax              \n\t"
+        "and %%edx, %0              \n\t"
+        "and %1, %%edx              \n\t"
+        "add %%eax, %0              \n\t"
+        "add %%edx, %1              \n\t"
+        : "+r"(c->range), "+r"(c->low), "+a"(temp), "+d"(temp2)
+    );
+#elif 0
+    int temp2;
+    //P3:673    athlon:509
+    asm(
+        "cmp $0x2000000, %0         \n\t"
+        "sbb %%edx, %%edx           \n\t"
+        "mov %0, %%eax              \n\t"
+        "and %%edx, %0              \n\t"
+        "and %1, %%edx              \n\t"
+        "add %%eax, %0              \n\t"
+        "add %%edx, %1              \n\t"
+        : "+r"(c->range), "+r"(c->low), "+a"(temp), "+d"(temp2)
+    );
+#else
+    int temp2;
+    //P3:677    athlon:511
+    asm(
+        "cmp $0x2000000, %0         \n\t"
+        "lea (%0, %0), %%eax        \n\t"
+        "lea (%1, %1), %%edx        \n\t"
+        "cmovb %%eax, %0            \n\t"
+        "cmovb %%edx, %1            \n\t"
+        : "+r"(c->range), "+r"(c->low), "+a"(temp), "+d"(temp2)
+    );
+#endif
+#else
+    //P3:675    athlon:476
+    int shift= (uint32_t)(c->range - (0x200 << CABAC_BITS))>>31;
+    c->range<<= shift;
+    c->low  <<= shift;
+#endif
     if(!(c->low & CABAC_MASK))
         refill(c);
 }
 
-static inline int get_cabac(CABACContext *c, uint8_t * const state){
-    int RangeLPS= c->lps_range[*state][c->range>>(CABAC_BITS+7)]<<(CABAC_BITS+1);
-    int bit, lps_mask;
-    
+static int get_cabac(CABACContext *c, uint8_t * const state){
+    //FIXME gcc generates duplicate load/stores for c->low and c->range
+//START_TIMER
+    int s = *state;
+    int RangeLPS= c->lps_range[s][c->range>>(CABAC_BITS+7)]<<(CABAC_BITS+1);
+    int bit, lps_mask attribute_unused;
+
     c->range -= RangeLPS;
 #if 1
     if(c->low < c->range){
-        bit= (*state)&1;
-        *state= c->mps_state[*state];
+        bit= s&1;
+#ifdef ARCH_X86
+    //P3:627
+asm(
+        "addb $2, %b0       \n\t"
+        " js 1f             \n\t"
+        "movb %b0, %1       \n\t"
+        "1:                 \n\t"
+        : "+q"(s), "=m"(*state)
+);
+#else
+        *state= c->mps_state[s]; //P3:655
+/*        if(s<126) //P3:657
+            *state= s+2;*/
+        s+=2; //P3:631
+        if(s<128)
+            *state= s;
+#endif
         renorm_cabac_decoder_once(c);
     }else{
-//        int shift= ff_h264_norm_shift[RangeLPS>>17];
-        bit= ((*state)&1)^1;
+        bit= ff_h264_norm_shift[RangeLPS>>17];
         c->low -= c->range;
-        *state= c->lps_state[*state];
-        c->range = RangeLPS;
-        renorm_cabac_decoder(c);
-/*        c->range = RangeLPS<<shift;
-        c->low <<= shift;
+        *state= c->lps_state[s];
+//        c->range = RangeLPS;
+//        renorm_cabac_decoder(c);
+        c->range = RangeLPS<<bit;
+        c->low <<= bit;
+        bit= (s&1)^1;
+
         if(!(c->low & 0xFFFF)){
             refill2(c);
-        }*/
+        }
     }
 #else
     lps_mask= (c->range - c->low)>>31;
-    
+
     c->low -= c->range & lps_mask;
     c->range += (RangeLPS - c->range) & lps_mask;
-    
-    bit= ((*state)^lps_mask)&1;
-    *state= c->mps_state[(*state) - (128&lps_mask)];
-    
+
+    bit= (s^lps_mask)&1;
+    *state= c->mps_state[s - (128&lps_mask)];
+
     lps_mask= ff_h264_norm_shift[c->range>>(CABAC_BITS+2)];
     c->range<<= lps_mask;
     c->low  <<= lps_mask;
     if(!(c->low & CABAC_MASK))
         refill2(c);
 #endif
-
-    return bit;    
+//STOP_TIMER("get_cabac")
+    return bit;
 }
 
-static inline int get_cabac_bypass(CABACContext *c){
+static int get_cabac_bypass(CABACContext *c){
     c->low += c->low;
 
     if(!(c->low & CABAC_MASK))
         refill(c);
-    
+
     if(c->low < c->range){
         return 0;
     }else{
@@ -361,26 +445,26 @@ static inline int get_cabac_bypass(CABACContext *c){
  *
  * @return the number of bytes read or 0 if no end
  */
-static inline int get_cabac_terminate(CABACContext *c){
+static int get_cabac_terminate(CABACContext *c){
     c->range -= 4<<CABAC_BITS;
     if(c->low < c->range){
         renorm_cabac_decoder_once(c);
         return 0;
     }else{
         return c->bytestream - c->bytestream_start;
-    }    
+    }
 }
 
 /**
  * get (truncated) unnary binarization.
  */
-static inline int get_cabac_u(CABACContext *c, uint8_t * state, int max, int max_index, int truncated){
+static int get_cabac_u(CABACContext *c, uint8_t * state, int max, int max_index, int truncated){
     int i;
-    
-    for(i=0; i<max; i++){ 
+
+    for(i=0; i<max; i++){
         if(get_cabac(c, state)==0)
             return i;
-            
+
         if(i< max_index) state++;
     }
 
@@ -390,16 +474,16 @@ static inline int get_cabac_u(CABACContext *c, uint8_t * state, int max, int max
 /**
  * get unary exp golomb k-th order binarization.
  */
-static inline int get_cabac_ueg(CABACContext *c, uint8_t * state, int max, int is_signed, int k, int max_index){
+static int get_cabac_ueg(CABACContext *c, uint8_t * state, int max, int is_signed, int k, int max_index){
     int i, v;
     int m= 1<<k;
-    
-    if(get_cabac(c, state)==0) 
+
+    if(get_cabac(c, state)==0)
         return 0;
-        
+
     if(0 < max_index) state++;
-    
-    for(i=1; i<max; i++){ 
+
+    for(i=1; i<max; i++){
         if(get_cabac(c, state)==0){
             if(is_signed && get_cabac_bypass(c)){
                 return -i;
@@ -409,12 +493,12 @@ static inline int get_cabac_ueg(CABACContext *c, uint8_t * state, int max, int i
 
         if(i < max_index) state++;
     }
-    
+
     while(get_cabac_bypass(c)){
         i+= m;
         m+= m;
     }
-    
+
     v=0;
     while(m>>=1){
         v+= v + get_cabac_bypass(c);