avoid name clash with libjpeg - added missing externs
[ffmpeg.git] / libavcodec / jfdctfst.c
1 /*
2  * jfdctfst.c
3  *
4  * Copyright (C) 1994-1996, Thomas G. Lane.
5  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
6  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
7  *
8  * This file contains a fast, not so accurate integer implementation of the
9  * forward DCT (Discrete Cosine Transform).
10  *
11  * A 2-D DCT can be done by 1-D DCT on each row followed by 1-D DCT
12  * on each column.  Direct algorithms are also available, but they are
13  * much more complex and seem not to be any faster when reduced to code.
14  *
15  * This implementation is based on Arai, Agui, and Nakajima's algorithm for
16  * scaled DCT.  Their original paper (Trans. IEICE E-71(11):1095) is in
17  * Japanese, but the algorithm is described in the Pennebaker & Mitchell
18  * JPEG textbook (see REFERENCES section in file README).  The following code
19  * is based directly on figure 4-8 in P&M.
20  * While an 8-point DCT cannot be done in less than 11 multiplies, it is
21  * possible to arrange the computation so that many of the multiplies are
22  * simple scalings of the final outputs.  These multiplies can then be
23  * folded into the multiplications or divisions by the JPEG quantization
24  * table entries.  The AA&N method leaves only 5 multiplies and 29 adds
25  * to be done in the DCT itself.
26  * The primary disadvantage of this method is that with fixed-point math,
27  * accuracy is lost due to imprecise representation of the scaled
28  * quantization values.  The smaller the quantization table entry, the less
29  * precise the scaled value, so this implementation does worse with high-
30  * quality-setting files than with low-quality ones.
31  */
32
33 #include <stdlib.h>
34 #include <stdio.h>
35 #include "common.h"
36 #include "dsputil.h"
37
38 #define DCTSIZE 8
39 #define GLOBAL(x) x
40 #define RIGHT_SHIFT(x, n) ((x) >> (n))
41 #define SHIFT_TEMPS
42
43 /*
44  * This module is specialized to the case DCTSIZE = 8.
45  */
46
47 #if DCTSIZE != 8
48   Sorry, this code only copes with 8x8 DCTs. /* deliberate syntax err */
49 #endif
50
51
52 /* Scaling decisions are generally the same as in the LL&M algorithm;
53  * see jfdctint.c for more details.  However, we choose to descale
54  * (right shift) multiplication products as soon as they are formed,
55  * rather than carrying additional fractional bits into subsequent additions.
56  * This compromises accuracy slightly, but it lets us save a few shifts.
57  * More importantly, 16-bit arithmetic is then adequate (for 8-bit samples)
58  * everywhere except in the multiplications proper; this saves a good deal
59  * of work on 16-bit-int machines.
60  *
61  * Again to save a few shifts, the intermediate results between pass 1 and
62  * pass 2 are not upscaled, but are represented only to integral precision.
63  *
64  * A final compromise is to represent the multiplicative constants to only
65  * 8 fractional bits, rather than 13.  This saves some shifting work on some
66  * machines, and may also reduce the cost of multiplication (since there
67  * are fewer one-bits in the constants).
68  */
69
70 #define CONST_BITS  8
71
72
73 /* Some C compilers fail to reduce "FIX(constant)" at compile time, thus
74  * causing a lot of useless floating-point operations at run time.
75  * To get around this we use the following pre-calculated constants.
76  * If you change CONST_BITS you may want to add appropriate values.
77  * (With a reasonable C compiler, you can just rely on the FIX() macro...)
78  */
79
80 #if CONST_BITS == 8
81 #define FIX_0_382683433  ((INT32)   98)         /* FIX(0.382683433) */
82 #define FIX_0_541196100  ((INT32)  139)         /* FIX(0.541196100) */
83 #define FIX_0_707106781  ((INT32)  181)         /* FIX(0.707106781) */
84 #define FIX_1_306562965  ((INT32)  334)         /* FIX(1.306562965) */
85 #else
86 #define FIX_0_382683433  FIX(0.382683433)
87 #define FIX_0_541196100  FIX(0.541196100)
88 #define FIX_0_707106781  FIX(0.707106781)
89 #define FIX_1_306562965  FIX(1.306562965)
90 #endif
91
92
93 /* We can gain a little more speed, with a further compromise in accuracy,
94  * by omitting the addition in a descaling shift.  This yields an incorrectly
95  * rounded result half the time...
96  */
97
98 #ifndef USE_ACCURATE_ROUNDING
99 #undef DESCALE
100 #define DESCALE(x,n)  RIGHT_SHIFT(x, n)
101 #endif
102
103
104 /* Multiply a DCTELEM variable by an INT32 constant, and immediately
105  * descale to yield a DCTELEM result.
106  */
107
108 #define MULTIPLY(var,const)  ((DCTELEM) DESCALE((var) * (const), CONST_BITS))
109
110
111 /*
112  * Perform the forward DCT on one block of samples.
113  */
114
115 GLOBAL(void)
116 fdct_ifast (DCTELEM * data)
117 {
118   DCTELEM tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
119   DCTELEM tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
120   DCTELEM z1, z2, z3, z4, z5, z11, z13;
121   DCTELEM *dataptr;
122   int ctr;
123   SHIFT_TEMPS
124
125   /* Pass 1: process rows. */
126
127   dataptr = data;
128   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
129     tmp0 = dataptr[0] + dataptr[7];
130     tmp7 = dataptr[0] - dataptr[7];
131     tmp1 = dataptr[1] + dataptr[6];
132     tmp6 = dataptr[1] - dataptr[6];
133     tmp2 = dataptr[2] + dataptr[5];
134     tmp5 = dataptr[2] - dataptr[5];
135     tmp3 = dataptr[3] + dataptr[4];
136     tmp4 = dataptr[3] - dataptr[4];
137     
138     /* Even part */
139     
140     tmp10 = tmp0 + tmp3;        /* phase 2 */
141     tmp13 = tmp0 - tmp3;
142     tmp11 = tmp1 + tmp2;
143     tmp12 = tmp1 - tmp2;
144     
145     dataptr[0] = tmp10 + tmp11; /* phase 3 */
146     dataptr[4] = tmp10 - tmp11;
147     
148     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_707106781); /* c4 */
149     dataptr[2] = tmp13 + z1;    /* phase 5 */
150     dataptr[6] = tmp13 - z1;
151     
152     /* Odd part */
153
154     tmp10 = tmp4 + tmp5;        /* phase 2 */
155     tmp11 = tmp5 + tmp6;
156     tmp12 = tmp6 + tmp7;
157
158     /* The rotator is modified from fig 4-8 to avoid extra negations. */
159     z5 = MULTIPLY(tmp10 - tmp12, FIX_0_382683433); /* c6 */
160     z2 = MULTIPLY(tmp10, FIX_0_541196100) + z5; /* c2-c6 */
161     z4 = MULTIPLY(tmp12, FIX_1_306562965) + z5; /* c2+c6 */
162     z3 = MULTIPLY(tmp11, FIX_0_707106781); /* c4 */
163
164     z11 = tmp7 + z3;            /* phase 5 */
165     z13 = tmp7 - z3;
166
167     dataptr[5] = z13 + z2;      /* phase 6 */
168     dataptr[3] = z13 - z2;
169     dataptr[1] = z11 + z4;
170     dataptr[7] = z11 - z4;
171
172     dataptr += DCTSIZE;         /* advance pointer to next row */
173   }
174
175   /* Pass 2: process columns. */
176
177   dataptr = data;
178   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
179     tmp0 = dataptr[DCTSIZE*0] + dataptr[DCTSIZE*7];
180     tmp7 = dataptr[DCTSIZE*0] - dataptr[DCTSIZE*7];
181     tmp1 = dataptr[DCTSIZE*1] + dataptr[DCTSIZE*6];
182     tmp6 = dataptr[DCTSIZE*1] - dataptr[DCTSIZE*6];
183     tmp2 = dataptr[DCTSIZE*2] + dataptr[DCTSIZE*5];
184     tmp5 = dataptr[DCTSIZE*2] - dataptr[DCTSIZE*5];
185     tmp3 = dataptr[DCTSIZE*3] + dataptr[DCTSIZE*4];
186     tmp4 = dataptr[DCTSIZE*3] - dataptr[DCTSIZE*4];
187     
188     /* Even part */
189     
190     tmp10 = tmp0 + tmp3;        /* phase 2 */
191     tmp13 = tmp0 - tmp3;
192     tmp11 = tmp1 + tmp2;
193     tmp12 = tmp1 - tmp2;
194     
195     dataptr[DCTSIZE*0] = tmp10 + tmp11; /* phase 3 */
196     dataptr[DCTSIZE*4] = tmp10 - tmp11;
197     
198     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_707106781); /* c4 */
199     dataptr[DCTSIZE*2] = tmp13 + z1; /* phase 5 */
200     dataptr[DCTSIZE*6] = tmp13 - z1;
201     
202     /* Odd part */
203
204     tmp10 = tmp4 + tmp5;        /* phase 2 */
205     tmp11 = tmp5 + tmp6;
206     tmp12 = tmp6 + tmp7;
207
208     /* The rotator is modified from fig 4-8 to avoid extra negations. */
209     z5 = MULTIPLY(tmp10 - tmp12, FIX_0_382683433); /* c6 */
210     z2 = MULTIPLY(tmp10, FIX_0_541196100) + z5; /* c2-c6 */
211     z4 = MULTIPLY(tmp12, FIX_1_306562965) + z5; /* c2+c6 */
212     z3 = MULTIPLY(tmp11, FIX_0_707106781); /* c4 */
213
214     z11 = tmp7 + z3;            /* phase 5 */
215     z13 = tmp7 - z3;
216
217     dataptr[DCTSIZE*5] = z13 + z2; /* phase 6 */
218     dataptr[DCTSIZE*3] = z13 - z2;
219     dataptr[DCTSIZE*1] = z11 + z4;
220     dataptr[DCTSIZE*7] = z11 - z4;
221
222     dataptr++;                  /* advance pointer to next column */
223   }
224 }
225
226
227 #undef GLOBAL
228 #undef CONST_BITS
229 #undef DESCALE
230 #undef FIX_0_541196100
231 #undef FIX_1_306562965