cfa9bcf0115a714a82b3c79d9298cedbfb1f390c
[ffmpeg.git] / libavcodec / dsputil.h
1 /*
2  * DSP utils
3  * Copyright (c) 2000, 2001, 2002 Fabrice Bellard
4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 /**
24  * @file libavcodec/dsputil.h
25  * DSP utils.
26  * note, many functions in here may use MMX which trashes the FPU state, it is
27  * absolutely necessary to call emms_c() between dsp & float/double code
28  */
29
30 #ifndef AVCODEC_DSPUTIL_H
31 #define AVCODEC_DSPUTIL_H
32
33 #include "libavutil/intreadwrite.h"
34 #include "avcodec.h"
35
36
37 //#define DEBUG
38 /* dct code */
39 typedef short DCTELEM;
40 typedef int DWTELEM;
41 typedef short IDWTELEM;
42
43 void fdct_ifast (DCTELEM *data);
44 void fdct_ifast248 (DCTELEM *data);
45 void ff_jpeg_fdct_islow (DCTELEM *data);
46 void ff_fdct248_islow (DCTELEM *data);
47
48 void j_rev_dct (DCTELEM *data);
49 void j_rev_dct4 (DCTELEM *data);
50 void j_rev_dct2 (DCTELEM *data);
51 void j_rev_dct1 (DCTELEM *data);
52 void ff_wmv2_idct_c(DCTELEM *data);
53
54 void ff_fdct_mmx(DCTELEM *block);
55 void ff_fdct_mmx2(DCTELEM *block);
56 void ff_fdct_sse2(DCTELEM *block);
57
58 void ff_h264_idct8_add_c(uint8_t *dst, DCTELEM *block, int stride);
59 void ff_h264_idct_add_c(uint8_t *dst, DCTELEM *block, int stride);
60 void ff_h264_idct8_dc_add_c(uint8_t *dst, DCTELEM *block, int stride);
61 void ff_h264_idct_dc_add_c(uint8_t *dst, DCTELEM *block, int stride);
62 void ff_h264_lowres_idct_add_c(uint8_t *dst, int stride, DCTELEM *block);
63 void ff_h264_lowres_idct_put_c(uint8_t *dst, int stride, DCTELEM *block);
64 void ff_h264_idct_add16_c(uint8_t *dst, const int *blockoffset, DCTELEM *block, int stride, const uint8_t nnzc[6*8]);
65 void ff_h264_idct_add16intra_c(uint8_t *dst, const int *blockoffset, DCTELEM *block, int stride, const uint8_t nnzc[6*8]);
66 void ff_h264_idct8_add4_c(uint8_t *dst, const int *blockoffset, DCTELEM *block, int stride, const uint8_t nnzc[6*8]);
67 void ff_h264_idct_add8_c(uint8_t **dest, const int *blockoffset, DCTELEM *block, int stride, const uint8_t nnzc[6*8]);
68
69 void ff_vector_fmul_window_c(float *dst, const float *src0, const float *src1,
70                              const float *win, float add_bias, int len);
71 void ff_float_to_int16_c(int16_t *dst, const float *src, long len);
72 void ff_float_to_int16_interleave_c(int16_t *dst, const float **src, long len, int channels);
73
74 /* encoding scans */
75 extern const uint8_t ff_alternate_horizontal_scan[64];
76 extern const uint8_t ff_alternate_vertical_scan[64];
77 extern const uint8_t ff_zigzag_direct[64];
78 extern const uint8_t ff_zigzag248_direct[64];
79
80 /* pixel operations */
81 #define MAX_NEG_CROP 1024
82
83 /* temporary */
84 extern uint32_t ff_squareTbl[512];
85 extern uint8_t ff_cropTbl[256 + 2 * MAX_NEG_CROP];
86
87 /* VP3 DSP functions */
88 void ff_vp3_idct_c(DCTELEM *block/* align 16*/);
89 void ff_vp3_idct_put_c(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, DCTELEM *block/*align 16*/);
90 void ff_vp3_idct_add_c(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, DCTELEM *block/*align 16*/);
91
92 void ff_vp3_v_loop_filter_c(uint8_t *src, int stride, int *bounding_values);
93 void ff_vp3_h_loop_filter_c(uint8_t *src, int stride, int *bounding_values);
94
95 /* VP6 DSP functions */
96 void ff_vp6_filter_diag4_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
97                            const int16_t *h_weights, const int16_t *v_weights);
98
99 /* 1/2^n downscaling functions from imgconvert.c */
100 void ff_img_copy_plane(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src, int src_wrap, int width, int height);
101 void ff_shrink22(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src, int src_wrap, int width, int height);
102 void ff_shrink44(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src, int src_wrap, int width, int height);
103 void ff_shrink88(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src, int src_wrap, int width, int height);
104
105 void ff_gmc_c(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int h, int ox, int oy,
106               int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
107
108 /* minimum alignment rules ;)
109 If you notice errors in the align stuff, need more alignment for some ASM code
110 for some CPU or need to use a function with less aligned data then send a mail
111 to the ffmpeg-devel mailing list, ...
112
113 !warning These alignments might not match reality, (missing attribute((align))
114 stuff somewhere possible).
115 I (Michael) did not check them, these are just the alignments which I think
116 could be reached easily ...
117
118 !future video codecs might need functions with less strict alignment
119 */
120
121 /*
122 void get_pixels_c(DCTELEM *block, const uint8_t *pixels, int line_size);
123 void diff_pixels_c(DCTELEM *block, const uint8_t *s1, const uint8_t *s2, int stride);
124 void put_pixels_clamped_c(const DCTELEM *block, uint8_t *pixels, int line_size);
125 void add_pixels_clamped_c(const DCTELEM *block, uint8_t *pixels, int line_size);
126 void clear_blocks_c(DCTELEM *blocks);
127 */
128
129 /* add and put pixel (decoding) */
130 // blocksizes for op_pixels_func are 8x4,8x8 16x8 16x16
131 //h for op_pixels_func is limited to {width/2, width} but never larger than 16 and never smaller then 4
132 typedef void (*op_pixels_func)(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, const uint8_t *pixels/*align 1*/, int line_size, int h);
133 typedef void (*tpel_mc_func)(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, const uint8_t *pixels/*align 1*/, int line_size, int w, int h);
134 typedef void (*qpel_mc_func)(uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);
135 typedef void (*h264_chroma_mc_func)(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int srcStride, int h, int x, int y);
136 typedef void (*h264_weight_func)(uint8_t *block, int stride, int log2_denom, int weight, int offset);
137 typedef void (*h264_biweight_func)(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int log2_denom, int weightd, int weights, int offset);
138
139 #define DEF_OLD_QPEL(name)\
140 void ff_put_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);\
141 void ff_put_no_rnd_ ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);\
142 void ff_avg_        ## name (uint8_t *dst/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride);
143
144 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc11_old_c)
145 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc31_old_c)
146 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc12_old_c)
147 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc32_old_c)
148 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc13_old_c)
149 DEF_OLD_QPEL(qpel16_mc33_old_c)
150 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc11_old_c)
151 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc31_old_c)
152 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc12_old_c)
153 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc32_old_c)
154 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc13_old_c)
155 DEF_OLD_QPEL(qpel8_mc33_old_c)
156
157 #define CALL_2X_PIXELS(a, b, n)\
158 static void a(uint8_t *block, const uint8_t *pixels, int line_size, int h){\
159     b(block  , pixels  , line_size, h);\
160     b(block+n, pixels+n, line_size, h);\
161 }
162
163 /* motion estimation */
164 // h is limited to {width/2, width, 2*width} but never larger than 16 and never smaller then 2
165 // although currently h<4 is not used as functions with width <8 are neither used nor implemented
166 typedef int (*me_cmp_func)(void /*MpegEncContext*/ *s, uint8_t *blk1/*align width (8 or 16)*/, uint8_t *blk2/*align 1*/, int line_size, int h)/* __attribute__ ((const))*/;
167
168
169 // for snow slices
170 typedef struct slice_buffer_s slice_buffer;
171
172 /**
173  * Scantable.
174  */
175 typedef struct ScanTable{
176     const uint8_t *scantable;
177     uint8_t permutated[64];
178     uint8_t raster_end[64];
179 #if ARCH_PPC
180                 /** Used by dct_quantize_altivec to find last-non-zero */
181     DECLARE_ALIGNED(16, uint8_t, inverse[64]);
182 #endif
183 } ScanTable;
184
185 void ff_init_scantable(uint8_t *, ScanTable *st, const uint8_t *src_scantable);
186
187 void ff_emulated_edge_mc(uint8_t *buf, uint8_t *src, int linesize,
188                          int block_w, int block_h,
189                          int src_x, int src_y, int w, int h);
190
191 /**
192  * DSPContext.
193  */
194 typedef struct DSPContext {
195     /* pixel ops : interface with DCT */
196     void (*get_pixels)(DCTELEM *block/*align 16*/, const uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
197     void (*diff_pixels)(DCTELEM *block/*align 16*/, const uint8_t *s1/*align 8*/, const uint8_t *s2/*align 8*/, int stride);
198     void (*put_pixels_clamped)(const DCTELEM *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
199     void (*put_signed_pixels_clamped)(const DCTELEM *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
200     void (*add_pixels_clamped)(const DCTELEM *block/*align 16*/, uint8_t *pixels/*align 8*/, int line_size);
201     void (*add_pixels8)(uint8_t *pixels, DCTELEM *block, int line_size);
202     void (*add_pixels4)(uint8_t *pixels, DCTELEM *block, int line_size);
203     int (*sum_abs_dctelem)(DCTELEM *block/*align 16*/);
204     /**
205      * translational global motion compensation.
206      */
207     void (*gmc1)(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int srcStride, int h, int x16, int y16, int rounder);
208     /**
209      * global motion compensation.
210      */
211     void (*gmc )(uint8_t *dst/*align 8*/, uint8_t *src/*align 1*/, int stride, int h, int ox, int oy,
212                     int dxx, int dxy, int dyx, int dyy, int shift, int r, int width, int height);
213     void (*clear_block)(DCTELEM *block/*align 16*/);
214     void (*clear_blocks)(DCTELEM *blocks/*align 16*/);
215     int (*pix_sum)(uint8_t * pix, int line_size);
216     int (*pix_norm1)(uint8_t * pix, int line_size);
217 // 16x16 8x8 4x4 2x2 16x8 8x4 4x2 8x16 4x8 2x4
218
219     me_cmp_func sad[6]; /* identical to pix_absAxA except additional void * */
220     me_cmp_func sse[6];
221     me_cmp_func hadamard8_diff[6];
222     me_cmp_func dct_sad[6];
223     me_cmp_func quant_psnr[6];
224     me_cmp_func bit[6];
225     me_cmp_func rd[6];
226     me_cmp_func vsad[6];
227     me_cmp_func vsse[6];
228     me_cmp_func nsse[6];
229     me_cmp_func w53[6];
230     me_cmp_func w97[6];
231     me_cmp_func dct_max[6];
232     me_cmp_func dct264_sad[6];
233
234     me_cmp_func me_pre_cmp[6];
235     me_cmp_func me_cmp[6];
236     me_cmp_func me_sub_cmp[6];
237     me_cmp_func mb_cmp[6];
238     me_cmp_func ildct_cmp[6]; //only width 16 used
239     me_cmp_func frame_skip_cmp[6]; //only width 8 used
240
241     int (*ssd_int8_vs_int16)(const int8_t *pix1, const int16_t *pix2,
242                              int size);
243
244     /**
245      * Halfpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
246      * this is an array[4][4] of motion compensation functions for 4
247      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
248      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
249      * @param block destination where the result is stored
250      * @param pixels source
251      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
252      * @param h height
253      */
254     op_pixels_func put_pixels_tab[4][4];
255
256     /**
257      * Halfpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
258      * This is an array[4][4] of motion compensation functions for 4
259      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
260      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
261      * @param block destination into which the result is averaged (a+b+1)>>1
262      * @param pixels source
263      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
264      * @param h height
265      */
266     op_pixels_func avg_pixels_tab[4][4];
267
268     /**
269      * Halfpel motion compensation with no rounding (a+b)>>1.
270      * this is an array[2][4] of motion compensation functions for 2
271      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
272      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
273      * @param block destination where the result is stored
274      * @param pixels source
275      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
276      * @param h height
277      */
278     op_pixels_func put_no_rnd_pixels_tab[4][4];
279
280     /**
281      * Halfpel motion compensation with no rounding (a+b)>>1.
282      * this is an array[2][4] of motion compensation functions for 2
283      * horizontal blocksizes (8,16) and the 4 halfpel positions<br>
284      * *pixels_tab[ 0->16xH 1->8xH ][ xhalfpel + 2*yhalfpel ]
285      * @param block destination into which the result is averaged (a+b)>>1
286      * @param pixels source
287      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
288      * @param h height
289      */
290     op_pixels_func avg_no_rnd_pixels_tab[4][4];
291
292     void (*put_no_rnd_pixels_l2[2])(uint8_t *block/*align width (8 or 16)*/, const uint8_t *a/*align 1*/, const uint8_t *b/*align 1*/, int line_size, int h);
293
294     /**
295      * Thirdpel motion compensation with rounding (a+b+1)>>1.
296      * this is an array[12] of motion compensation functions for the 9 thirdpe
297      * positions<br>
298      * *pixels_tab[ xthirdpel + 4*ythirdpel ]
299      * @param block destination where the result is stored
300      * @param pixels source
301      * @param line_size number of bytes in a horizontal line of block
302      * @param h height
303      */
304     tpel_mc_func put_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
305     tpel_mc_func avg_tpel_pixels_tab[11]; //FIXME individual func ptr per width?
306
307     qpel_mc_func put_qpel_pixels_tab[2][16];
308     qpel_mc_func avg_qpel_pixels_tab[2][16];
309     qpel_mc_func put_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
310     qpel_mc_func avg_no_rnd_qpel_pixels_tab[2][16];
311     qpel_mc_func put_mspel_pixels_tab[8];
312
313     /**
314      * h264 Chroma MC
315      */
316     h264_chroma_mc_func put_h264_chroma_pixels_tab[3];
317     h264_chroma_mc_func avg_h264_chroma_pixels_tab[3];
318     /* This is really one func used in VC-1 decoding */
319     h264_chroma_mc_func put_no_rnd_vc1_chroma_pixels_tab[3];
320     h264_chroma_mc_func avg_no_rnd_vc1_chroma_pixels_tab[3];
321
322     qpel_mc_func put_h264_qpel_pixels_tab[4][16];
323     qpel_mc_func avg_h264_qpel_pixels_tab[4][16];
324
325     qpel_mc_func put_2tap_qpel_pixels_tab[4][16];
326     qpel_mc_func avg_2tap_qpel_pixels_tab[4][16];
327
328     h264_weight_func weight_h264_pixels_tab[10];
329     h264_biweight_func biweight_h264_pixels_tab[10];
330
331     /* AVS specific */
332     qpel_mc_func put_cavs_qpel_pixels_tab[2][16];
333     qpel_mc_func avg_cavs_qpel_pixels_tab[2][16];
334     void (*cavs_filter_lv)(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int tc, int bs1, int bs2);
335     void (*cavs_filter_lh)(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int tc, int bs1, int bs2);
336     void (*cavs_filter_cv)(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int tc, int bs1, int bs2);
337     void (*cavs_filter_ch)(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta, int tc, int bs1, int bs2);
338     void (*cavs_idct8_add)(uint8_t *dst, DCTELEM *block, int stride);
339
340     me_cmp_func pix_abs[2][4];
341
342     /* huffyuv specific */
343     void (*add_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src/*align 16*/, int w);
344     void (*add_bytes_l2)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src1/*align 16*/, uint8_t *src2/*align 16*/, int w);
345     void (*diff_bytes)(uint8_t *dst/*align 16*/, uint8_t *src1/*align 16*/, uint8_t *src2/*align 1*/,int w);
346     /**
347      * subtract huffyuv's variant of median prediction
348      * note, this might read from src1[-1], src2[-1]
349      */
350     void (*sub_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, uint8_t *src1, uint8_t *src2, int w, int *left, int *left_top);
351     void (*add_hfyu_median_prediction)(uint8_t *dst, uint8_t *top, uint8_t *diff, int w, int *left, int *left_top);
352     int  (*add_hfyu_left_prediction)(uint8_t *dst, uint8_t *src, int w, int acc);
353     void (*add_hfyu_left_prediction_bgr32)(uint8_t *dst, uint8_t *src, int w, int *red, int *green, int *blue);
354     /* this might write to dst[w] */
355     void (*add_png_paeth_prediction)(uint8_t *dst, uint8_t *src, uint8_t *top, int w, int bpp);
356     void (*bswap_buf)(uint32_t *dst, const uint32_t *src, int w);
357
358     void (*h264_v_loop_filter_luma)(uint8_t *pix/*align 16*/, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0);
359     void (*h264_h_loop_filter_luma)(uint8_t *pix/*align 4 */, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0);
360     /* v/h_loop_filter_luma_intra: align 16 */
361     void (*h264_v_loop_filter_luma_intra)(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta);
362     void (*h264_h_loop_filter_luma_intra)(uint8_t *pix, int stride, int alpha, int beta);
363     void (*h264_v_loop_filter_chroma)(uint8_t *pix/*align 8*/, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0);
364     void (*h264_h_loop_filter_chroma)(uint8_t *pix/*align 4*/, int stride, int alpha, int beta, int8_t *tc0);
365     void (*h264_v_loop_filter_chroma_intra)(uint8_t *pix/*align 8*/, int stride, int alpha, int beta);
366     void (*h264_h_loop_filter_chroma_intra)(uint8_t *pix/*align 8*/, int stride, int alpha, int beta);
367     // h264_loop_filter_strength: simd only. the C version is inlined in h264.c
368     void (*h264_loop_filter_strength)(int16_t bS[2][4][4], uint8_t nnz[40], int8_t ref[2][40], int16_t mv[2][40][2],
369                                       int bidir, int edges, int step, int mask_mv0, int mask_mv1, int field);
370
371     void (*h263_v_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
372     void (*h263_h_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
373
374     void (*h261_loop_filter)(uint8_t *src, int stride);
375
376     void (*x8_v_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
377     void (*x8_h_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int qscale);
378
379     void (*vp3_v_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int *bounding_values);
380     void (*vp3_h_loop_filter)(uint8_t *src, int stride, int *bounding_values);
381
382     void (*vp6_filter_diag4)(uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride,
383                              const int16_t *h_weights,const int16_t *v_weights);
384
385     /* assume len is a multiple of 4, and arrays are 16-byte aligned */
386     void (*vorbis_inverse_coupling)(float *mag, float *ang, int blocksize);
387     void (*ac3_downmix)(float (*samples)[256], float (*matrix)[2], int out_ch, int in_ch, int len);
388     /* no alignment needed */
389     void (*flac_compute_autocorr)(const int32_t *data, int len, int lag, double *autoc);
390     /* assume len is a multiple of 8, and arrays are 16-byte aligned */
391     void (*vector_fmul)(float *dst, const float *src, int len);
392     void (*vector_fmul_reverse)(float *dst, const float *src0, const float *src1, int len);
393     /* assume len is a multiple of 8, and src arrays are 16-byte aligned */
394     void (*vector_fmul_add)(float *dst, const float *src0, const float *src1, const float *src2, int len);
395     /* assume len is a multiple of 4, and arrays are 16-byte aligned */
396     void (*vector_fmul_window)(float *dst, const float *src0, const float *src1, const float *win, float add_bias, int len);
397     /* assume len is a multiple of 8, and arrays are 16-byte aligned */
398     void (*int32_to_float_fmul_scalar)(float *dst, const int *src, float mul, int len);
399     void (*vector_clipf)(float *dst /* align 16 */, const float *src /* align 16 */, float min, float max, int len /* align 16 */);
400     /**
401      * Multiply a vector of floats by a scalar float.  Source and
402      * destination vectors must overlap exactly or not at all.
403      * @param dst result vector, 16-byte aligned
404      * @param src input vector, 16-byte aligned
405      * @param mul scalar value
406      * @param len length of vector, multiple of 4
407      */
408     void (*vector_fmul_scalar)(float *dst, const float *src, float mul,
409                                int len);
410     /**
411      * Multiply a vector of floats by concatenated short vectors of
412      * floats and by a scalar float.  Source and destination vectors
413      * must overlap exactly or not at all.
414      * [0]: short vectors of length 2, 8-byte aligned
415      * [1]: short vectors of length 4, 16-byte aligned
416      * @param dst output vector, 16-byte aligned
417      * @param src input vector, 16-byte aligned
418      * @param sv  array of pointers to short vectors
419      * @param mul scalar value
420      * @param len number of elements in src and dst, multiple of 4
421      */
422     void (*vector_fmul_sv_scalar[2])(float *dst, const float *src,
423                                      const float **sv, float mul, int len);
424     /**
425      * Multiply short vectors of floats by a scalar float, store
426      * concatenated result.
427      * [0]: short vectors of length 2, 8-byte aligned
428      * [1]: short vectors of length 4, 16-byte aligned
429      * @param dst output vector, 16-byte aligned
430      * @param sv  array of pointers to short vectors
431      * @param mul scalar value
432      * @param len number of output elements, multiple of 4
433      */
434     void (*sv_fmul_scalar[2])(float *dst, const float **sv,
435                               float mul, int len);
436     /**
437      * Calculate the scalar product of two vectors of floats.
438      * @param v1  first vector, 16-byte aligned
439      * @param v2  second vector, 16-byte aligned
440      * @param len length of vectors, multiple of 4
441      */
442     float (*scalarproduct_float)(const float *v1, const float *v2, int len);
443     /**
444      * Calculate the sum and difference of two vectors of floats.
445      * @param v1  first input vector, sum output, 16-byte aligned
446      * @param v2  second input vector, difference output, 16-byte aligned
447      * @param len length of vectors, multiple of 4
448      */
449     void (*butterflies_float)(float *restrict v1, float *restrict v2, int len);
450
451     /* C version: convert floats from the range [384.0,386.0] to ints in [-32768,32767]
452      * simd versions: convert floats from [-32768.0,32767.0] without rescaling and arrays are 16byte aligned */
453     void (*float_to_int16)(int16_t *dst, const float *src, long len);
454     void (*float_to_int16_interleave)(int16_t *dst, const float **src, long len, int channels);
455
456     /* (I)DCT */
457     void (*fdct)(DCTELEM *block/* align 16*/);
458     void (*fdct248)(DCTELEM *block/* align 16*/);
459
460     /* IDCT really*/
461     void (*idct)(DCTELEM *block/* align 16*/);
462
463     /**
464      * block -> idct -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
465      * (-1392, 0, 0, ...) -> idct -> (-174, -174, ...) -> put -> (0, 0, ...)
466      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
467      */
468     void (*idct_put)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, DCTELEM *block/*align 16*/);
469
470     /**
471      * block -> idct -> add dest -> clip to unsigned 8 bit -> dest.
472      * @param line_size size in bytes of a horizontal line of dest
473      */
474     void (*idct_add)(uint8_t *dest/*align 8*/, int line_size, DCTELEM *block/*align 16*/);
475
476     /**
477      * idct input permutation.
478      * several optimized IDCTs need a permutated input (relative to the normal order of the reference
479      * IDCT)
480      * this permutation must be performed before the idct_put/add, note, normally this can be merged
481      * with the zigzag/alternate scan<br>
482      * an example to avoid confusion:
483      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> dequant -> reference idct ->...)
484      * - (x -> referece dct -> reference idct -> x)
485      * - (x -> referece dct -> simple_mmx_perm = idct_permutation -> simple_idct_mmx -> x)
486      * - (->decode coeffs -> zigzag reorder -> simple_mmx_perm -> dequant -> simple_idct_mmx ->...)
487      */
488     uint8_t idct_permutation[64];
489     int idct_permutation_type;
490 #define FF_NO_IDCT_PERM 1
491 #define FF_LIBMPEG2_IDCT_PERM 2
492 #define FF_SIMPLE_IDCT_PERM 3
493 #define FF_TRANSPOSE_IDCT_PERM 4
494 #define FF_PARTTRANS_IDCT_PERM 5
495 #define FF_SSE2_IDCT_PERM 6
496
497     int (*try_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t weight[64], int16_t basis[64], int scale);
498     void (*add_8x8basis)(int16_t rem[64], int16_t basis[64], int scale);
499 #define BASIS_SHIFT 16
500 #define RECON_SHIFT 6
501
502     void (*draw_edges)(uint8_t *buf, int wrap, int width, int height, int w);
503 #define EDGE_WIDTH 16
504
505     /* h264 functions */
506     /* NOTE!!! if you implement any of h264_idct8_add, h264_idct8_add4 then you must implement all of them
507        NOTE!!! if you implement any of h264_idct_add, h264_idct_add16, h264_idct_add16intra, h264_idct_add8 then you must implement all of them
508         The reason for above, is that no 2 out of one list may use a different permutation.
509     */
510     void (*h264_idct_add)(uint8_t *dst/*align 4*/, DCTELEM *block/*align 16*/, int stride);
511     void (*h264_idct8_add)(uint8_t *dst/*align 8*/, DCTELEM *block/*align 16*/, int stride);
512     void (*h264_idct_dc_add)(uint8_t *dst/*align 4*/, DCTELEM *block/*align 16*/, int stride);
513     void (*h264_idct8_dc_add)(uint8_t *dst/*align 8*/, DCTELEM *block/*align 16*/, int stride);
514     void (*h264_dct)(DCTELEM block[4][4]);
515     void (*h264_idct_add16)(uint8_t *dst/*align 16*/, const int *blockoffset, DCTELEM *block/*align 16*/, int stride, const uint8_t nnzc[6*8]);
516     void (*h264_idct8_add4)(uint8_t *dst/*align 16*/, const int *blockoffset, DCTELEM *block/*align 16*/, int stride, const uint8_t nnzc[6*8]);
517     void (*h264_idct_add8)(uint8_t **dst/*align 16*/, const int *blockoffset, DCTELEM *block/*align 16*/, int stride, const uint8_t nnzc[6*8]);
518     void (*h264_idct_add16intra)(uint8_t *dst/*align 16*/, const int *blockoffset, DCTELEM *block/*align 16*/, int stride, const uint8_t nnzc[6*8]);
519
520     /* snow wavelet */
521     void (*vertical_compose97i)(IDWTELEM *b0, IDWTELEM *b1, IDWTELEM *b2, IDWTELEM *b3, IDWTELEM *b4, IDWTELEM *b5, int width);
522     void (*horizontal_compose97i)(IDWTELEM *b, int width);
523     void (*inner_add_yblock)(const uint8_t *obmc, const int obmc_stride, uint8_t * * block, int b_w, int b_h, int src_x, int src_y, int src_stride, slice_buffer * sb, int add, uint8_t * dst8);
524
525     void (*prefetch)(void *mem, int stride, int h);
526
527     void (*shrink[4])(uint8_t *dst, int dst_wrap, const uint8_t *src, int src_wrap, int width, int height);
528
529     /* mlp/truehd functions */
530     void (*mlp_filter_channel)(int32_t *state, const int32_t *coeff,
531                                int firorder, int iirorder,
532                                unsigned int filter_shift, int32_t mask, int blocksize,
533                                int32_t *sample_buffer);
534
535     /* vc1 functions */
536     void (*vc1_inv_trans_8x8)(DCTELEM *b);
537     void (*vc1_inv_trans_8x4)(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
538     void (*vc1_inv_trans_4x8)(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
539     void (*vc1_inv_trans_4x4)(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
540     void (*vc1_inv_trans_8x8_dc)(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
541     void (*vc1_inv_trans_8x4_dc)(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
542     void (*vc1_inv_trans_4x8_dc)(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
543     void (*vc1_inv_trans_4x4_dc)(uint8_t *dest, int line_size, DCTELEM *block);
544     void (*vc1_v_overlap)(uint8_t* src, int stride);
545     void (*vc1_h_overlap)(uint8_t* src, int stride);
546     void (*vc1_v_loop_filter4)(uint8_t *src, int stride, int pq);
547     void (*vc1_h_loop_filter4)(uint8_t *src, int stride, int pq);
548     void (*vc1_v_loop_filter8)(uint8_t *src, int stride, int pq);
549     void (*vc1_h_loop_filter8)(uint8_t *src, int stride, int pq);
550     void (*vc1_v_loop_filter16)(uint8_t *src, int stride, int pq);
551     void (*vc1_h_loop_filter16)(uint8_t *src, int stride, int pq);
552     /* put 8x8 block with bicubic interpolation and quarterpel precision
553      * last argument is actually round value instead of height
554      */
555     op_pixels_func put_vc1_mspel_pixels_tab[16];
556     op_pixels_func avg_vc1_mspel_pixels_tab[16];
557
558     /* intrax8 functions */
559     void (*x8_spatial_compensation[12])(uint8_t *src , uint8_t *dst, int linesize);
560     void (*x8_setup_spatial_compensation)(uint8_t *src, uint8_t *dst, int linesize,
561            int * range, int * sum,  int edges);
562
563     /* ape functions */
564     /**
565      * Add contents of the second vector to the first one.
566      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
567      */
568     void (*add_int16)(int16_t *v1/*align 16*/, int16_t *v2, int len);
569     /**
570      * Add contents of the second vector to the first one.
571      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
572      */
573     void (*sub_int16)(int16_t *v1/*align 16*/, int16_t *v2, int len);
574     /**
575      * Calculate scalar product of two vectors.
576      * @param len length of vectors, should be multiple of 16
577      * @param shift number of bits to discard from product
578      */
579     int32_t (*scalarproduct_int16)(int16_t *v1, int16_t *v2/*align 16*/, int len, int shift);
580
581     /* rv30 functions */
582     qpel_mc_func put_rv30_tpel_pixels_tab[4][16];
583     qpel_mc_func avg_rv30_tpel_pixels_tab[4][16];
584
585     /* rv40 functions */
586     qpel_mc_func put_rv40_qpel_pixels_tab[4][16];
587     qpel_mc_func avg_rv40_qpel_pixels_tab[4][16];
588     h264_chroma_mc_func put_rv40_chroma_pixels_tab[3];
589     h264_chroma_mc_func avg_rv40_chroma_pixels_tab[3];
590 } DSPContext;
591
592 void dsputil_static_init(void);
593 void dsputil_init(DSPContext* p, AVCodecContext *avctx);
594
595 int ff_check_alignment(void);
596
597 /**
598  * permute block according to permuatation.
599  * @param last last non zero element in scantable order
600  */
601 void ff_block_permute(DCTELEM *block, uint8_t *permutation, const uint8_t *scantable, int last);
602
603 void ff_set_cmp(DSPContext* c, me_cmp_func *cmp, int type);
604
605 #define         BYTE_VEC32(c)   ((c)*0x01010101UL)
606
607 static inline uint32_t rnd_avg32(uint32_t a, uint32_t b)
608 {
609     return (a | b) - (((a ^ b) & ~BYTE_VEC32(0x01)) >> 1);
610 }
611
612 static inline uint32_t no_rnd_avg32(uint32_t a, uint32_t b)
613 {
614     return (a & b) + (((a ^ b) & ~BYTE_VEC32(0x01)) >> 1);
615 }
616
617 static inline int get_penalty_factor(int lambda, int lambda2, int type){
618     switch(type&0xFF){
619     default:
620     case FF_CMP_SAD:
621         return lambda>>FF_LAMBDA_SHIFT;
622     case FF_CMP_DCT:
623         return (3*lambda)>>(FF_LAMBDA_SHIFT+1);
624     case FF_CMP_W53:
625         return (4*lambda)>>(FF_LAMBDA_SHIFT);
626     case FF_CMP_W97:
627         return (2*lambda)>>(FF_LAMBDA_SHIFT);
628     case FF_CMP_SATD:
629     case FF_CMP_DCT264:
630         return (2*lambda)>>FF_LAMBDA_SHIFT;
631     case FF_CMP_RD:
632     case FF_CMP_PSNR:
633     case FF_CMP_SSE:
634     case FF_CMP_NSSE:
635         return lambda2>>FF_LAMBDA_SHIFT;
636     case FF_CMP_BIT:
637         return 1;
638     }
639 }
640
641 /**
642  * Empty mmx state.
643  * this must be called between any dsp function and float/double code.
644  * for example sin(); dsp->idct_put(); emms_c(); cos()
645  */
646 #define emms_c()
647
648 /* should be defined by architectures supporting
649    one or more MultiMedia extension */
650 int mm_support(void);
651 extern int mm_flags;
652
653 void dsputil_init_alpha(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
654 void dsputil_init_arm(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
655 void dsputil_init_bfin(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
656 void dsputil_init_mlib(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
657 void dsputil_init_mmi(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
658 void dsputil_init_mmx(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
659 void dsputil_init_ppc(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
660 void dsputil_init_sh4(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
661 void dsputil_init_vis(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx);
662
663 #define DECLARE_ALIGNED_16(t, v) DECLARE_ALIGNED(16, t, v)
664 #define DECLARE_ALIGNED_8(t, v)  DECLARE_ALIGNED(8, t, v)
665
666 #if HAVE_MMX
667
668 #undef emms_c
669
670 static inline void emms(void)
671 {
672     __asm__ volatile ("emms;":::"memory");
673 }
674
675
676 #define emms_c() \
677 {\
678     if (mm_flags & FF_MM_MMX)\
679         emms();\
680 }
681
682 #elif ARCH_ARM
683
684 #if HAVE_NEON
685 #   define STRIDE_ALIGN 16
686 #endif
687
688 #elif ARCH_PPC
689
690 #define STRIDE_ALIGN 16
691
692 #elif HAVE_MMI
693
694 #define STRIDE_ALIGN 16
695
696 #else
697
698 #define mm_flags 0
699 #define mm_support() 0
700
701 #endif
702
703 #ifndef STRIDE_ALIGN
704 #   define STRIDE_ALIGN 8
705 #endif
706
707 /* PSNR */
708 void get_psnr(uint8_t *orig_image[3], uint8_t *coded_image[3],
709               int orig_linesize[3], int coded_linesize,
710               AVCodecContext *avctx);
711
712 /* FFT computation */
713
714 /* NOTE: soon integer code will be added, so you must use the
715    FFTSample type */
716 typedef float FFTSample;
717
718 typedef struct FFTComplex {
719     FFTSample re, im;
720 } FFTComplex;
721
722 typedef struct FFTContext {
723     int nbits;
724     int inverse;
725     uint16_t *revtab;
726     FFTComplex *exptab;
727     FFTComplex *exptab1; /* only used by SSE code */
728     FFTComplex *tmp_buf;
729     int mdct_size; /* size of MDCT (i.e. number of input data * 2) */
730     int mdct_bits; /* n = 2^nbits */
731     /* pre/post rotation tables */
732     FFTSample *tcos;
733     FFTSample *tsin;
734     void (*fft_permute)(struct FFTContext *s, FFTComplex *z);
735     void (*fft_calc)(struct FFTContext *s, FFTComplex *z);
736     void (*imdct_calc)(struct FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input);
737     void (*imdct_half)(struct FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input);
738     void (*mdct_calc)(struct FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input);
739     int split_radix;
740     int permutation;
741 #define FF_MDCT_PERM_NONE       0
742 #define FF_MDCT_PERM_INTERLEAVE 1
743 } FFTContext;
744
745 #if CONFIG_HARDCODED_TABLES
746 #define COSTABLE_CONST const
747 #else
748 #define COSTABLE_CONST
749 #endif
750
751 #define COSTABLE(size) \
752     COSTABLE_CONST DECLARE_ALIGNED_16(FFTSample, ff_cos_##size[size/2])
753 #define SINTABLE(size) \
754     DECLARE_ALIGNED_16(FFTSample, ff_sin_##size[size/2])
755 extern COSTABLE(16);
756 extern COSTABLE(32);
757 extern COSTABLE(64);
758 extern COSTABLE(128);
759 extern COSTABLE(256);
760 extern COSTABLE(512);
761 extern COSTABLE(1024);
762 extern COSTABLE(2048);
763 extern COSTABLE(4096);
764 extern COSTABLE(8192);
765 extern COSTABLE(16384);
766 extern COSTABLE(32768);
767 extern COSTABLE(65536);
768 extern COSTABLE_CONST FFTSample* const ff_cos_tabs[13];
769
770 extern SINTABLE(16);
771 extern SINTABLE(32);
772 extern SINTABLE(64);
773 extern SINTABLE(128);
774 extern SINTABLE(256);
775 extern SINTABLE(512);
776 extern SINTABLE(1024);
777 extern SINTABLE(2048);
778 extern SINTABLE(4096);
779 extern SINTABLE(8192);
780 extern SINTABLE(16384);
781 extern SINTABLE(32768);
782 extern SINTABLE(65536);
783
784 /**
785  * Sets up a complex FFT.
786  * @param nbits           log2 of the length of the input array
787  * @param inverse         if 0 perform the forward transform, if 1 perform the inverse
788  */
789 int ff_fft_init(FFTContext *s, int nbits, int inverse);
790 void ff_fft_permute_c(FFTContext *s, FFTComplex *z);
791 void ff_fft_calc_c(FFTContext *s, FFTComplex *z);
792
793 void ff_fft_init_altivec(FFTContext *s);
794 void ff_fft_init_mmx(FFTContext *s);
795 void ff_fft_init_arm(FFTContext *s);
796
797 /**
798  * Do the permutation needed BEFORE calling ff_fft_calc().
799  */
800 static inline void ff_fft_permute(FFTContext *s, FFTComplex *z)
801 {
802     s->fft_permute(s, z);
803 }
804 /**
805  * Do a complex FFT with the parameters defined in ff_fft_init(). The
806  * input data must be permuted before. No 1.0/sqrt(n) normalization is done.
807  */
808 static inline void ff_fft_calc(FFTContext *s, FFTComplex *z)
809 {
810     s->fft_calc(s, z);
811 }
812 void ff_fft_end(FFTContext *s);
813
814 /* MDCT computation */
815
816 static inline void ff_imdct_calc(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
817 {
818     s->imdct_calc(s, output, input);
819 }
820 static inline void ff_imdct_half(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
821 {
822     s->imdct_half(s, output, input);
823 }
824
825 static inline void ff_mdct_calc(FFTContext *s, FFTSample *output,
826                                 const FFTSample *input)
827 {
828     s->mdct_calc(s, output, input);
829 }
830
831 /**
832  * Generate a Kaiser-Bessel Derived Window.
833  * @param   window  pointer to half window
834  * @param   alpha   determines window shape
835  * @param   n       size of half window
836  */
837 void ff_kbd_window_init(float *window, float alpha, int n);
838
839 /**
840  * Generate a sine window.
841  * @param   window  pointer to half window
842  * @param   n       size of half window
843  */
844 void ff_sine_window_init(float *window, int n);
845 extern float ff_sine_32  [  32];
846 extern float ff_sine_64  [  64];
847 extern float ff_sine_128 [ 128];
848 extern float ff_sine_256 [ 256];
849 extern float ff_sine_512 [ 512];
850 extern float ff_sine_1024[1024];
851 extern float ff_sine_2048[2048];
852 extern float ff_sine_4096[4096];
853 extern float * const ff_sine_windows[13];
854
855 int ff_mdct_init(FFTContext *s, int nbits, int inverse, double scale);
856 void ff_imdct_calc_c(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input);
857 void ff_imdct_half_c(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input);
858 void ff_mdct_calc_c(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input);
859 void ff_mdct_end(FFTContext *s);
860
861 /* Real Discrete Fourier Transform */
862
863 enum RDFTransformType {
864     RDFT,
865     IRDFT,
866     RIDFT,
867     IRIDFT,
868 };
869
870 typedef struct {
871     int nbits;
872     int inverse;
873     int sign_convention;
874
875     /* pre/post rotation tables */
876     const FFTSample *tcos;
877     FFTSample *tsin;
878     FFTContext fft;
879 } RDFTContext;
880
881 /**
882  * Sets up a real FFT.
883  * @param nbits           log2 of the length of the input array
884  * @param trans           the type of transform
885  */
886 int ff_rdft_init(RDFTContext *s, int nbits, enum RDFTransformType trans);
887 void ff_rdft_calc(RDFTContext *s, FFTSample *data);
888 void ff_rdft_end(RDFTContext *s);
889
890 #define WRAPPER8_16(name8, name16)\
891 static int name16(void /*MpegEncContext*/ *s, uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int h){\
892     return name8(s, dst           , src           , stride, h)\
893           +name8(s, dst+8         , src+8         , stride, h);\
894 }
895
896 #define WRAPPER8_16_SQ(name8, name16)\
897 static int name16(void /*MpegEncContext*/ *s, uint8_t *dst, uint8_t *src, int stride, int h){\
898     int score=0;\
899     score +=name8(s, dst           , src           , stride, 8);\
900     score +=name8(s, dst+8         , src+8         , stride, 8);\
901     if(h==16){\
902         dst += 8*stride;\
903         src += 8*stride;\
904         score +=name8(s, dst           , src           , stride, 8);\
905         score +=name8(s, dst+8         , src+8         , stride, 8);\
906     }\
907     return score;\
908 }
909
910
911 static inline void copy_block2(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int dstStride, int srcStride, int h)
912 {
913     int i;
914     for(i=0; i<h; i++)
915     {
916         AV_WN16(dst   , AV_RN16(src   ));
917         dst+=dstStride;
918         src+=srcStride;
919     }
920 }
921
922 static inline void copy_block4(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int dstStride, int srcStride, int h)
923 {
924     int i;
925     for(i=0; i<h; i++)
926     {
927         AV_WN32(dst   , AV_RN32(src   ));
928         dst+=dstStride;
929         src+=srcStride;
930     }
931 }
932
933 static inline void copy_block8(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int dstStride, int srcStride, int h)
934 {
935     int i;
936     for(i=0; i<h; i++)
937     {
938         AV_WN32(dst   , AV_RN32(src   ));
939         AV_WN32(dst+4 , AV_RN32(src+4 ));
940         dst+=dstStride;
941         src+=srcStride;
942     }
943 }
944
945 static inline void copy_block9(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int dstStride, int srcStride, int h)
946 {
947     int i;
948     for(i=0; i<h; i++)
949     {
950         AV_WN32(dst   , AV_RN32(src   ));
951         AV_WN32(dst+4 , AV_RN32(src+4 ));
952         dst[8]= src[8];
953         dst+=dstStride;
954         src+=srcStride;
955     }
956 }
957
958 static inline void copy_block16(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int dstStride, int srcStride, int h)
959 {
960     int i;
961     for(i=0; i<h; i++)
962     {
963         AV_WN32(dst   , AV_RN32(src   ));
964         AV_WN32(dst+4 , AV_RN32(src+4 ));
965         AV_WN32(dst+8 , AV_RN32(src+8 ));
966         AV_WN32(dst+12, AV_RN32(src+12));
967         dst+=dstStride;
968         src+=srcStride;
969     }
970 }
971
972 static inline void copy_block17(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int dstStride, int srcStride, int h)
973 {
974     int i;
975     for(i=0; i<h; i++)
976     {
977         AV_WN32(dst   , AV_RN32(src   ));
978         AV_WN32(dst+4 , AV_RN32(src+4 ));
979         AV_WN32(dst+8 , AV_RN32(src+8 ));
980         AV_WN32(dst+12, AV_RN32(src+12));
981         dst[16]= src[16];
982         dst+=dstStride;
983         src+=srcStride;
984     }
985 }
986
987 #endif /* AVCODEC_DSPUTIL_H */