Add 8088flex TMV video decoder.
[ffmpeg.git] / libavcodec / jfdctfst.c
1 /*
2  * jfdctfst.c
3  *
4  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
5  *
6  * The authors make NO WARRANTY or representation, either express or implied,
7  * with respect to this software, its quality, accuracy, merchantability, or
8  * fitness for a particular purpose.  This software is provided "AS IS", and
9  * you, its user, assume the entire risk as to its quality and accuracy.
10  *
11  * This software is copyright (C) 1994-1996, Thomas G. Lane.
12  * All Rights Reserved except as specified below.
13  *
14  * Permission is hereby granted to use, copy, modify, and distribute this
15  * software (or portions thereof) for any purpose, without fee, subject to
16  * these conditions:
17  * (1) If any part of the source code for this software is distributed, then
18  * this README file must be included, with this copyright and no-warranty
19  * notice unaltered; and any additions, deletions, or changes to the original
20  * files must be clearly indicated in accompanying documentation.
21  * (2) If only executable code is distributed, then the accompanying
22  * documentation must state that "this software is based in part on the work
23  * of the Independent JPEG Group".
24  * (3) Permission for use of this software is granted only if the user accepts
25  * full responsibility for any undesirable consequences; the authors accept
26  * NO LIABILITY for damages of any kind.
27  *
28  * These conditions apply to any software derived from or based on the IJG
29  * code, not just to the unmodified library.  If you use our work, you ought
30  * to acknowledge us.
31  *
32  * Permission is NOT granted for the use of any IJG author's name or company
33  * name in advertising or publicity relating to this software or products
34  * derived from it.  This software may be referred to only as "the Independent
35  * JPEG Group's software".
36  *
37  * We specifically permit and encourage the use of this software as the basis
38  * of commercial products, provided that all warranty or liability claims are
39  * assumed by the product vendor.
40  *
41  * This file contains a fast, not so accurate integer implementation of the
42  * forward DCT (Discrete Cosine Transform).
43  *
44  * A 2-D DCT can be done by 1-D DCT on each row followed by 1-D DCT
45  * on each column.  Direct algorithms are also available, but they are
46  * much more complex and seem not to be any faster when reduced to code.
47  *
48  * This implementation is based on Arai, Agui, and Nakajima's algorithm for
49  * scaled DCT.  Their original paper (Trans. IEICE E-71(11):1095) is in
50  * Japanese, but the algorithm is described in the Pennebaker & Mitchell
51  * JPEG textbook (see REFERENCES section in file README).  The following code
52  * is based directly on figure 4-8 in P&M.
53  * While an 8-point DCT cannot be done in less than 11 multiplies, it is
54  * possible to arrange the computation so that many of the multiplies are
55  * simple scalings of the final outputs.  These multiplies can then be
56  * folded into the multiplications or divisions by the JPEG quantization
57  * table entries.  The AA&N method leaves only 5 multiplies and 29 adds
58  * to be done in the DCT itself.
59  * The primary disadvantage of this method is that with fixed-point math,
60  * accuracy is lost due to imprecise representation of the scaled
61  * quantization values.  The smaller the quantization table entry, the less
62  * precise the scaled value, so this implementation does worse with high-
63  * quality-setting files than with low-quality ones.
64  */
65
66 /**
67  * @file libavcodec/jfdctfst.c
68  * Independent JPEG Group's fast AAN dct.
69  */
70
71 #include <stdlib.h>
72 #include <stdio.h>
73 #include "libavutil/common.h"
74 #include "dsputil.h"
75
76 #define DCTSIZE 8
77 #define GLOBAL(x) x
78 #define RIGHT_SHIFT(x, n) ((x) >> (n))
79 #define SHIFT_TEMPS
80
81 /*
82  * This module is specialized to the case DCTSIZE = 8.
83  */
84
85 #if DCTSIZE != 8
86   Sorry, this code only copes with 8x8 DCTs. /* deliberate syntax err */
87 #endif
88
89
90 /* Scaling decisions are generally the same as in the LL&M algorithm;
91  * see jfdctint.c for more details.  However, we choose to descale
92  * (right shift) multiplication products as soon as they are formed,
93  * rather than carrying additional fractional bits into subsequent additions.
94  * This compromises accuracy slightly, but it lets us save a few shifts.
95  * More importantly, 16-bit arithmetic is then adequate (for 8-bit samples)
96  * everywhere except in the multiplications proper; this saves a good deal
97  * of work on 16-bit-int machines.
98  *
99  * Again to save a few shifts, the intermediate results between pass 1 and
100  * pass 2 are not upscaled, but are represented only to integral precision.
101  *
102  * A final compromise is to represent the multiplicative constants to only
103  * 8 fractional bits, rather than 13.  This saves some shifting work on some
104  * machines, and may also reduce the cost of multiplication (since there
105  * are fewer one-bits in the constants).
106  */
107
108 #define CONST_BITS  8
109
110
111 /* Some C compilers fail to reduce "FIX(constant)" at compile time, thus
112  * causing a lot of useless floating-point operations at run time.
113  * To get around this we use the following pre-calculated constants.
114  * If you change CONST_BITS you may want to add appropriate values.
115  * (With a reasonable C compiler, you can just rely on the FIX() macro...)
116  */
117
118 #if CONST_BITS == 8
119 #define FIX_0_382683433  ((int32_t)   98)       /* FIX(0.382683433) */
120 #define FIX_0_541196100  ((int32_t)  139)       /* FIX(0.541196100) */
121 #define FIX_0_707106781  ((int32_t)  181)       /* FIX(0.707106781) */
122 #define FIX_1_306562965  ((int32_t)  334)       /* FIX(1.306562965) */
123 #else
124 #define FIX_0_382683433  FIX(0.382683433)
125 #define FIX_0_541196100  FIX(0.541196100)
126 #define FIX_0_707106781  FIX(0.707106781)
127 #define FIX_1_306562965  FIX(1.306562965)
128 #endif
129
130
131 /* We can gain a little more speed, with a further compromise in accuracy,
132  * by omitting the addition in a descaling shift.  This yields an incorrectly
133  * rounded result half the time...
134  */
135
136 #ifndef USE_ACCURATE_ROUNDING
137 #undef DESCALE
138 #define DESCALE(x,n)  RIGHT_SHIFT(x, n)
139 #endif
140
141
142 /* Multiply a DCTELEM variable by an int32_t constant, and immediately
143  * descale to yield a DCTELEM result.
144  */
145
146 #define MULTIPLY(var,const)  ((DCTELEM) DESCALE((var) * (const), CONST_BITS))
147
148 static av_always_inline void row_fdct(DCTELEM * data){
149   int_fast16_t tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
150   int_fast16_t tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
151   int_fast16_t z1, z2, z3, z4, z5, z11, z13;
152   DCTELEM *dataptr;
153   int ctr;
154   SHIFT_TEMPS
155
156   /* Pass 1: process rows. */
157
158   dataptr = data;
159   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
160     tmp0 = dataptr[0] + dataptr[7];
161     tmp7 = dataptr[0] - dataptr[7];
162     tmp1 = dataptr[1] + dataptr[6];
163     tmp6 = dataptr[1] - dataptr[6];
164     tmp2 = dataptr[2] + dataptr[5];
165     tmp5 = dataptr[2] - dataptr[5];
166     tmp3 = dataptr[3] + dataptr[4];
167     tmp4 = dataptr[3] - dataptr[4];
168
169     /* Even part */
170
171     tmp10 = tmp0 + tmp3;        /* phase 2 */
172     tmp13 = tmp0 - tmp3;
173     tmp11 = tmp1 + tmp2;
174     tmp12 = tmp1 - tmp2;
175
176     dataptr[0] = tmp10 + tmp11; /* phase 3 */
177     dataptr[4] = tmp10 - tmp11;
178
179     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_707106781); /* c4 */
180     dataptr[2] = tmp13 + z1;    /* phase 5 */
181     dataptr[6] = tmp13 - z1;
182
183     /* Odd part */
184
185     tmp10 = tmp4 + tmp5;        /* phase 2 */
186     tmp11 = tmp5 + tmp6;
187     tmp12 = tmp6 + tmp7;
188
189     /* The rotator is modified from fig 4-8 to avoid extra negations. */
190     z5 = MULTIPLY(tmp10 - tmp12, FIX_0_382683433); /* c6 */
191     z2 = MULTIPLY(tmp10, FIX_0_541196100) + z5;    /* c2-c6 */
192     z4 = MULTIPLY(tmp12, FIX_1_306562965) + z5;    /* c2+c6 */
193     z3 = MULTIPLY(tmp11, FIX_0_707106781);         /* c4 */
194
195     z11 = tmp7 + z3;            /* phase 5 */
196     z13 = tmp7 - z3;
197
198     dataptr[5] = z13 + z2;      /* phase 6 */
199     dataptr[3] = z13 - z2;
200     dataptr[1] = z11 + z4;
201     dataptr[7] = z11 - z4;
202
203     dataptr += DCTSIZE;         /* advance pointer to next row */
204   }
205 }
206
207 /*
208  * Perform the forward DCT on one block of samples.
209  */
210
211 GLOBAL(void)
212 fdct_ifast (DCTELEM * data)
213 {
214   int_fast16_t tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
215   int_fast16_t tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
216   int_fast16_t z1, z2, z3, z4, z5, z11, z13;
217   DCTELEM *dataptr;
218   int ctr;
219   SHIFT_TEMPS
220
221   row_fdct(data);
222
223   /* Pass 2: process columns. */
224
225   dataptr = data;
226   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
227     tmp0 = dataptr[DCTSIZE*0] + dataptr[DCTSIZE*7];
228     tmp7 = dataptr[DCTSIZE*0] - dataptr[DCTSIZE*7];
229     tmp1 = dataptr[DCTSIZE*1] + dataptr[DCTSIZE*6];
230     tmp6 = dataptr[DCTSIZE*1] - dataptr[DCTSIZE*6];
231     tmp2 = dataptr[DCTSIZE*2] + dataptr[DCTSIZE*5];
232     tmp5 = dataptr[DCTSIZE*2] - dataptr[DCTSIZE*5];
233     tmp3 = dataptr[DCTSIZE*3] + dataptr[DCTSIZE*4];
234     tmp4 = dataptr[DCTSIZE*3] - dataptr[DCTSIZE*4];
235
236     /* Even part */
237
238     tmp10 = tmp0 + tmp3;        /* phase 2 */
239     tmp13 = tmp0 - tmp3;
240     tmp11 = tmp1 + tmp2;
241     tmp12 = tmp1 - tmp2;
242
243     dataptr[DCTSIZE*0] = tmp10 + tmp11; /* phase 3 */
244     dataptr[DCTSIZE*4] = tmp10 - tmp11;
245
246     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_707106781); /* c4 */
247     dataptr[DCTSIZE*2] = tmp13 + z1; /* phase 5 */
248     dataptr[DCTSIZE*6] = tmp13 - z1;
249
250     /* Odd part */
251
252     tmp10 = tmp4 + tmp5;        /* phase 2 */
253     tmp11 = tmp5 + tmp6;
254     tmp12 = tmp6 + tmp7;
255
256     /* The rotator is modified from fig 4-8 to avoid extra negations. */
257     z5 = MULTIPLY(tmp10 - tmp12, FIX_0_382683433); /* c6 */
258     z2 = MULTIPLY(tmp10, FIX_0_541196100) + z5; /* c2-c6 */
259     z4 = MULTIPLY(tmp12, FIX_1_306562965) + z5; /* c2+c6 */
260     z3 = MULTIPLY(tmp11, FIX_0_707106781); /* c4 */
261
262     z11 = tmp7 + z3;            /* phase 5 */
263     z13 = tmp7 - z3;
264
265     dataptr[DCTSIZE*5] = z13 + z2; /* phase 6 */
266     dataptr[DCTSIZE*3] = z13 - z2;
267     dataptr[DCTSIZE*1] = z11 + z4;
268     dataptr[DCTSIZE*7] = z11 - z4;
269
270     dataptr++;                  /* advance pointer to next column */
271   }
272 }
273
274 /*
275  * Perform the forward 2-4-8 DCT on one block of samples.
276  */
277
278 GLOBAL(void)
279 fdct_ifast248 (DCTELEM * data)
280 {
281   int_fast16_t tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
282   int_fast16_t tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
283   int_fast16_t z1;
284   DCTELEM *dataptr;
285   int ctr;
286   SHIFT_TEMPS
287
288   row_fdct(data);
289
290   /* Pass 2: process columns. */
291
292   dataptr = data;
293   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
294     tmp0 = dataptr[DCTSIZE*0] + dataptr[DCTSIZE*1];
295     tmp1 = dataptr[DCTSIZE*2] + dataptr[DCTSIZE*3];
296     tmp2 = dataptr[DCTSIZE*4] + dataptr[DCTSIZE*5];
297     tmp3 = dataptr[DCTSIZE*6] + dataptr[DCTSIZE*7];
298     tmp4 = dataptr[DCTSIZE*0] - dataptr[DCTSIZE*1];
299     tmp5 = dataptr[DCTSIZE*2] - dataptr[DCTSIZE*3];
300     tmp6 = dataptr[DCTSIZE*4] - dataptr[DCTSIZE*5];
301     tmp7 = dataptr[DCTSIZE*6] - dataptr[DCTSIZE*7];
302
303     /* Even part */
304
305     tmp10 = tmp0 + tmp3;
306     tmp11 = tmp1 + tmp2;
307     tmp12 = tmp1 - tmp2;
308     tmp13 = tmp0 - tmp3;
309
310     dataptr[DCTSIZE*0] = tmp10 + tmp11;
311     dataptr[DCTSIZE*4] = tmp10 - tmp11;
312
313     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_707106781);
314     dataptr[DCTSIZE*2] = tmp13 + z1;
315     dataptr[DCTSIZE*6] = tmp13 - z1;
316
317     tmp10 = tmp4 + tmp7;
318     tmp11 = tmp5 + tmp6;
319     tmp12 = tmp5 - tmp6;
320     tmp13 = tmp4 - tmp7;
321
322     dataptr[DCTSIZE*1] = tmp10 + tmp11;
323     dataptr[DCTSIZE*5] = tmp10 - tmp11;
324
325     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_707106781);
326     dataptr[DCTSIZE*3] = tmp13 + z1;
327     dataptr[DCTSIZE*7] = tmp13 - z1;
328
329     dataptr++;                        /* advance pointer to next column */
330   }
331 }
332
333
334 #undef GLOBAL
335 #undef CONST_BITS
336 #undef DESCALE
337 #undef FIX_0_541196100
338 #undef FIX_1_306562965