qpel encoding
[ffmpeg.git] / 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 #ifndef DSPUTIL_H
20 #define DSPUTIL_H
21
22 #include "common.h"
23 #include "avcodec.h"
24
25 //#define DEBUG
26 /* dct code */
27 typedef short DCTELEM;
28
29 void fdct_ifast (DCTELEM *data);
30 void ff_jpeg_fdct_islow (DCTELEM *data);
31
32 void j_rev_dct (DCTELEM *data);
33
34 void ff_fdct_mmx(DCTELEM *block);
35
36 /* encoding scans */
37 extern const UINT8 ff_alternate_horizontal_scan[64];
38 extern const UINT8 ff_alternate_vertical_scan[64];
39 extern const UINT8 ff_zigzag_direct[64];
40
41 /* pixel operations */
42 #define MAX_NEG_CROP 384
43
44 /* temporary */
45 extern UINT32 squareTbl[512];
46 extern UINT8 cropTbl[256 + 2 * MAX_NEG_CROP];
47
48
49 /* minimum alignment rules ;)
50 if u notice errors in the align stuff, need more alignment for some asm code for some cpu
51 or need to use a function with less aligned data then send a mail to the ffmpeg-dev list, ...
52
53 !warning these alignments might not match reallity, (missing attribute((align)) stuff somewhere possible)
54 i (michael) didnt check them, these are just the alignents which i think could be reached easily ...
55
56 !future video codecs might need functions with less strict alignment
57 */
58
59 /*
60 void get_pixels_c(DCTELEM *block, const UINT8 *pixels, int line_size);
61 void diff_pixels_c(DCTELEM *block, const UINT8 *s1, const UINT8 *s2, int stride);
62 void put_pixels_clamped_c(const DCTELEM *block, UINT8 *pixels, int line_size);
63 void add_pixels_clamped_c(const DCTELEM *block, UINT8 *pixels, int line_size);
64 void clear_blocks_c(DCTELEM *blocks);
65 */
66
67 /* add and put pixel (decoding) */
68 // blocksizes for op_pixels_func are 8x4,8x8 16x8 16x16
69 typedef void (*op_pixels_func)(UINT8 *block/*align width (8 or 16)*/, const UINT8 *pixels/*align 1*/, int line_size, int h);
70 typedef void (*qpel_mc_func)(UINT8 *dst/*align width (8 or 16)*/, UINT8 *src/*align 1*/, int stride);
71
72
73
74 #define CALL_2X_PIXELS(a, b, n)\
75 static void a(uint8_t *block, const uint8_t *pixels, int line_size, int h){\
76     b(block  , pixels  , line_size, h);\
77     b(block+n, pixels+n, line_size, h);\
78 }
79
80 /* motion estimation */
81
82 typedef int (*op_pixels_abs_func)(UINT8 *blk1/*align width (8 or 16)*/, UINT8 *blk2/*align 1*/, int line_size)/* __attribute__ ((const))*/;
83
84 typedef int (*me_cmp_func)(void /*MpegEncContext*/ *s, UINT8 *blk1/*align width (8 or 16)*/, UINT8 *blk2/*align 1*/, int line_size)/* __attribute__ ((const))*/;
85
86 typedef struct DSPContext {
87     /* pixel ops : interface with DCT */
88     void (*get_pixels)(DCTELEM *block/*align 16*/, const UINT8 *pixels/*align 8*/, int line_size);
89     void (*diff_pixels)(DCTELEM *block/*align 16*/, const UINT8 *s1/*align 8*/, const UINT8 *s2/*align 8*/, int stride);
90     void (*put_pixels_clamped)(const DCTELEM *block/*align 16*/, UINT8 *pixels/*align 8*/, int line_size);
91     void (*add_pixels_clamped)(const DCTELEM *block/*align 16*/, UINT8 *pixels/*align 8*/, int line_size);
92     void (*gmc1)(UINT8 *dst/*align 8*/, UINT8 *src/*align 1*/, int srcStride, int h, int x16, int y16, int rounder);
93     void (*gmc )(UINT8 *dst/*align 8*/, UINT8 *src/*align 1*/, int stride, int h, int ox, int oy,
94                     int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
95     void (*clear_blocks)(DCTELEM *blocks/*align 16*/);
96     int (*pix_sum)(UINT8 * pix, int line_size);
97     int (*pix_norm1)(UINT8 * pix, int line_size);
98     me_cmp_func sad[2]; /* identical to pix_absAxA except additional void * */
99     me_cmp_func sse[2];
100     me_cmp_func hadamard8_diff[2];
101     me_cmp_func dct_sad[2];
102     me_cmp_func quant_psnr[2];
103     int (*hadamard8_abs )(uint8_t *src, int stride, int mean);
104
105     me_cmp_func me_cmp[11];
106     me_cmp_func me_sub_cmp[11];
107     me_cmp_func mb_cmp[11];
108
109     /* maybe create an array for 16/8 functions */
110     op_pixels_func put_pixels_tab[2][4];
111     op_pixels_func avg_pixels_tab[2][4];
112     op_pixels_func put_no_rnd_pixels_tab[2][4];
113     op_pixels_func avg_no_rnd_pixels_tab[2][4];
114     qpel_mc_func put_qpel_pixels_tab[2][16];
115     qpel_mc_func avg_qpel_pixels_tab[2][16];
116     qpel_mc_func put_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
117     qpel_mc_func avg_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
118     qpel_mc_func put_mspel_pixels_tab[8];
119
120     op_pixels_abs_func pix_abs16x16;
121     op_pixels_abs_func pix_abs16x16_x2;
122     op_pixels_abs_func pix_abs16x16_y2;
123     op_pixels_abs_func pix_abs16x16_xy2;
124     op_pixels_abs_func pix_abs8x8;
125     op_pixels_abs_func pix_abs8x8_x2;
126     op_pixels_abs_func pix_abs8x8_y2;
127     op_pixels_abs_func pix_abs8x8_xy2;
128     
129     /* huffyuv specific */
130     void (*add_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src/*align 16*/, int w);
131     void (*diff_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src1/*align 16*/, uint8_t *src2/*align 1*/,int w);
132 } DSPContext;
133
134 void dsputil_init(DSPContext* p, unsigned mask);
135
136 /**
137  * permute block according to permuatation.
138  * @param last last non zero element in scantable order
139  */
140 void ff_block_permute(INT16 *block, UINT8 *permutation, const UINT8 *scantable, int last);
141
142 #define emms_c()
143
144 #if defined(HAVE_MMX)
145
146 #undef emms_c
147
148 #define MM_MMX    0x0001 /* standard MMX */
149 #define MM_3DNOW  0x0004 /* AMD 3DNOW */
150 #define MM_MMXEXT 0x0002 /* SSE integer functions or AMD MMX ext */
151 #define MM_SSE    0x0008 /* SSE functions */
152 #define MM_SSE2   0x0010 /* PIV SSE2 functions */
153
154 extern int mm_flags;
155
156 int mm_support(void);
157 void add_pixels_clamped_mmx(const DCTELEM *block, UINT8 *pixels, int line_size);
158 void put_pixels_clamped_mmx(const DCTELEM *block, UINT8 *pixels, int line_size);
159
160 static inline void emms(void)
161 {
162     __asm __volatile ("emms;":::"memory");
163 }
164
165
166 #define emms_c() \
167 {\
168     if (mm_flags & MM_MMX)\
169         emms();\
170 }
171
172 #define __align8 __attribute__ ((aligned (8)))
173
174 void dsputil_init_mmx(DSPContext* c, unsigned mask);
175 void dsputil_set_bit_exact_mmx(DSPContext* c, unsigned mask);
176
177 #elif defined(ARCH_ARMV4L)
178
179 /* This is to use 4 bytes read to the IDCT pointers for some 'zero'
180    line ptimizations */
181 #define __align8 __attribute__ ((aligned (4)))
182
183 void dsputil_init_armv4l(DSPContext* c, unsigned mask);
184
185 #elif defined(HAVE_MLIB)
186
187 /* SPARC/VIS IDCT needs 8-byte aligned DCT blocks */
188 #define __align8 __attribute__ ((aligned (8)))
189
190 void dsputil_init_mlib(DSPContext* c, unsigned mask);
191
192 #elif defined(ARCH_ALPHA)
193
194 #define __align8 __attribute__ ((aligned (8)))
195
196 void dsputil_init_alpha(DSPContext* c, unsigned mask);
197
198 #elif defined(ARCH_POWERPC)
199
200 #define MM_ALTIVEC    0x0001 /* standard AltiVec */
201
202 extern int mm_flags;
203
204 #define __align8 __attribute__ ((aligned (16)))
205
206 void dsputil_init_ppc(DSPContext* c, unsigned mask);
207
208 #elif defined(HAVE_MMI)
209
210 #define __align8 __attribute__ ((aligned (16)))
211
212 void dsputil_init_mmi(DSPContext* c, unsigned mask);
213
214 #else
215
216 #define __align8
217
218 #endif
219
220 #ifdef __GNUC__
221
222 struct unaligned_64 { uint64_t l; } __attribute__((packed));
223 struct unaligned_32 { uint32_t l; } __attribute__((packed));
224
225 #define LD32(a) (((const struct unaligned_32 *) (a))->l)
226 #define LD64(a) (((const struct unaligned_64 *) (a))->l)
227
228 #define ST32(a, b) (((struct unaligned_32 *) (a))->l) = (b)
229
230 #else /* __GNUC__ */
231
232 #define LD32(a) (*((uint32_t*)(a)))
233 #define LD64(a) (*((uint64_t*)(a)))
234
235 #define ST32(a, b) *((uint32_t*)(a)) = (b)
236
237 #endif /* !__GNUC__ */
238
239 /* PSNR */
240 void get_psnr(UINT8 *orig_image[3], UINT8 *coded_image[3],
241               int orig_linesize[3], int coded_linesize,
242               AVCodecContext *avctx);
243
244 /* FFT computation */
245
246 /* NOTE: soon integer code will be added, so you must use the
247    FFTSample type */
248 typedef float FFTSample;
249
250 typedef struct FFTComplex {
251     FFTSample re, im;
252 } FFTComplex;
253
254 typedef struct FFTContext {
255     int nbits;
256     int inverse;
257     uint16_t *revtab;
258     FFTComplex *exptab;
259     FFTComplex *exptab1; /* only used by SSE code */
260     void (*fft_calc)(struct FFTContext *s, FFTComplex *z);
261 } FFTContext;
262
263 int fft_init(FFTContext *s, int nbits, int inverse);
264 void fft_permute(FFTContext *s, FFTComplex *z);
265 void fft_calc_c(FFTContext *s, FFTComplex *z);
266 void fft_calc_sse(FFTContext *s, FFTComplex *z);
267 static inline void fft_calc(FFTContext *s, FFTComplex *z)
268 {
269     s->fft_calc(s, z);
270 }
271 void fft_end(FFTContext *s);
272
273 /* MDCT computation */
274
275 typedef struct MDCTContext {
276     int n;  /* size of MDCT (i.e. number of input data * 2) */
277     int nbits; /* n = 2^nbits */
278     /* pre/post rotation tables */
279     FFTSample *tcos;
280     FFTSample *tsin;
281     FFTContext fft;
282 } MDCTContext;
283
284 int ff_mdct_init(MDCTContext *s, int nbits, int inverse);
285 void ff_imdct_calc(MDCTContext *s, FFTSample *output,
286                 const FFTSample *input, FFTSample *tmp);
287 void ff_mdct_calc(MDCTContext *s, FFTSample *out,
288                const FFTSample *input, FFTSample *tmp);
289 void ff_mdct_end(MDCTContext *s);
290
291 #define WARPER88_1616(name8, name16)\
292 static int name16(void /*MpegEncContext*/ *s, uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride){\
293     return name8(s, dst           , src           , stride)\
294           +name8(s, dst+8         , src+8         , stride)\
295           +name8(s, dst  +8*stride, src  +8*stride, stride)\
296           +name8(s, dst+8+8*stride, src+8+8*stride, stride);\
297 }
298
299 #ifndef HAVE_LRINTF
300 /* XXX: add ISOC specific test to avoid specific BSD testing. */
301 /* better than nothing implementation. */
302 /* btw, rintf() is existing on fbsd too -- alex */
303 static inline long int lrintf(float x)
304 {
305     return (int)(rint(x));
306 }
307 #endif
308
309 #endif