avcodec/pthread_frame: fix setting hwaccel with threads and get_format()
[ffmpeg.git] / libavcodec / jfdctint_template.c
1 /*
2  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
3  *
4  * The authors make NO WARRANTY or representation, either express or implied,
5  * with respect to this software, its quality, accuracy, merchantability, or
6  * fitness for a particular purpose.  This software is provided "AS IS", and
7  * you, its user, assume the entire risk as to its quality and accuracy.
8  *
9  * This software is copyright (C) 1991-1996, Thomas G. Lane.
10  * All Rights Reserved except as specified below.
11  *
12  * Permission is hereby granted to use, copy, modify, and distribute this
13  * software (or portions thereof) for any purpose, without fee, subject to
14  * these conditions:
15  * (1) If any part of the source code for this software is distributed, then
16  * this README file must be included, with this copyright and no-warranty
17  * notice unaltered; and any additions, deletions, or changes to the original
18  * files must be clearly indicated in accompanying documentation.
19  * (2) If only executable code is distributed, then the accompanying
20  * documentation must state that "this software is based in part on the work
21  * of the Independent JPEG Group".
22  * (3) Permission for use of this software is granted only if the user accepts
23  * full responsibility for any undesirable consequences; the authors accept
24  * NO LIABILITY for damages of any kind.
25  *
26  * These conditions apply to any software derived from or based on the IJG
27  * code, not just to the unmodified library.  If you use our work, you ought
28  * to acknowledge us.
29  *
30  * Permission is NOT granted for the use of any IJG author's name or company
31  * name in advertising or publicity relating to this software or products
32  * derived from it.  This software may be referred to only as "the Independent
33  * JPEG Group's software".
34  *
35  * We specifically permit and encourage the use of this software as the basis
36  * of commercial products, provided that all warranty or liability claims are
37  * assumed by the product vendor.
38  *
39  * This file contains a slow-but-accurate integer implementation of the
40  * forward DCT (Discrete Cosine Transform).
41  *
42  * A 2-D DCT can be done by 1-D DCT on each row followed by 1-D DCT
43  * on each column.  Direct algorithms are also available, but they are
44  * much more complex and seem not to be any faster when reduced to code.
45  *
46  * This implementation is based on an algorithm described in
47  *   C. Loeffler, A. Ligtenberg and G. Moschytz, "Practical Fast 1-D DCT
48  *   Algorithms with 11 Multiplications", Proc. Int'l. Conf. on Acoustics,
49  *   Speech, and Signal Processing 1989 (ICASSP '89), pp. 988-991.
50  * The primary algorithm described there uses 11 multiplies and 29 adds.
51  * We use their alternate method with 12 multiplies and 32 adds.
52  * The advantage of this method is that no data path contains more than one
53  * multiplication; this allows a very simple and accurate implementation in
54  * scaled fixed-point arithmetic, with a minimal number of shifts.
55  */
56
57 /**
58  * @file
59  * Independent JPEG Group's slow & accurate dct.
60  */
61
62 #include "libavutil/common.h"
63 #include "dct.h"
64
65 #include "bit_depth_template.c"
66
67 #define DCTSIZE 8
68 #define BITS_IN_JSAMPLE BIT_DEPTH
69 #define GLOBAL(x) x
70 #define RIGHT_SHIFT(x, n) ((x) >> (n))
71 #define MULTIPLY16C16(var,const) ((var)*(const))
72
73 #if 1 //def USE_ACCURATE_ROUNDING
74 #define DESCALE(x,n)  RIGHT_SHIFT((x) + (1 << ((n) - 1)), n)
75 #else
76 #define DESCALE(x,n)  RIGHT_SHIFT(x, n)
77 #endif
78
79
80 /*
81  * This module is specialized to the case DCTSIZE = 8.
82  */
83
84 #if DCTSIZE != 8
85 #error  "Sorry, this code only copes with 8x8 DCTs."
86 #endif
87
88
89 /*
90  * The poop on this scaling stuff is as follows:
91  *
92  * Each 1-D DCT step produces outputs which are a factor of sqrt(N)
93  * larger than the true DCT outputs.  The final outputs are therefore
94  * a factor of N larger than desired; since N=8 this can be cured by
95  * a simple right shift at the end of the algorithm.  The advantage of
96  * this arrangement is that we save two multiplications per 1-D DCT,
97  * because the y0 and y4 outputs need not be divided by sqrt(N).
98  * In the IJG code, this factor of 8 is removed by the quantization step
99  * (in jcdctmgr.c), NOT in this module.
100  *
101  * We have to do addition and subtraction of the integer inputs, which
102  * is no problem, and multiplication by fractional constants, which is
103  * a problem to do in integer arithmetic.  We multiply all the constants
104  * by CONST_SCALE and convert them to integer constants (thus retaining
105  * CONST_BITS bits of precision in the constants).  After doing a
106  * multiplication we have to divide the product by CONST_SCALE, with proper
107  * rounding, to produce the correct output.  This division can be done
108  * cheaply as a right shift of CONST_BITS bits.  We postpone shifting
109  * as long as possible so that partial sums can be added together with
110  * full fractional precision.
111  *
112  * The outputs of the first pass are scaled up by PASS1_BITS bits so that
113  * they are represented to better-than-integral precision.  These outputs
114  * require BITS_IN_JSAMPLE + PASS1_BITS + 3 bits; this fits in a 16-bit word
115  * with the recommended scaling.  (For 12-bit sample data, the intermediate
116  * array is int32_t anyway.)
117  *
118  * To avoid overflow of the 32-bit intermediate results in pass 2, we must
119  * have BITS_IN_JSAMPLE + CONST_BITS + PASS1_BITS <= 26.  Error analysis
120  * shows that the values given below are the most effective.
121  */
122
123 #undef CONST_BITS
124 #undef PASS1_BITS
125 #undef OUT_SHIFT
126
127 #if BITS_IN_JSAMPLE == 8
128 #define CONST_BITS  13
129 #define PASS1_BITS  4   /* set this to 2 if 16x16 multiplies are faster */
130 #define OUT_SHIFT   PASS1_BITS
131 #else
132 #define CONST_BITS  13
133 #define PASS1_BITS  1   /* lose a little precision to avoid overflow */
134 #define OUT_SHIFT   (PASS1_BITS + 1)
135 #endif
136
137 /* Some C compilers fail to reduce "FIX(constant)" at compile time, thus
138  * causing a lot of useless floating-point operations at run time.
139  * To get around this we use the following pre-calculated constants.
140  * If you change CONST_BITS you may want to add appropriate values.
141  * (With a reasonable C compiler, you can just rely on the FIX() macro...)
142  */
143
144 #if CONST_BITS == 13
145 #define FIX_0_298631336  ((int32_t)  2446)      /* FIX(0.298631336) */
146 #define FIX_0_390180644  ((int32_t)  3196)      /* FIX(0.390180644) */
147 #define FIX_0_541196100  ((int32_t)  4433)      /* FIX(0.541196100) */
148 #define FIX_0_765366865  ((int32_t)  6270)      /* FIX(0.765366865) */
149 #define FIX_0_899976223  ((int32_t)  7373)      /* FIX(0.899976223) */
150 #define FIX_1_175875602  ((int32_t)  9633)      /* FIX(1.175875602) */
151 #define FIX_1_501321110  ((int32_t)  12299)     /* FIX(1.501321110) */
152 #define FIX_1_847759065  ((int32_t)  15137)     /* FIX(1.847759065) */
153 #define FIX_1_961570560  ((int32_t)  16069)     /* FIX(1.961570560) */
154 #define FIX_2_053119869  ((int32_t)  16819)     /* FIX(2.053119869) */
155 #define FIX_2_562915447  ((int32_t)  20995)     /* FIX(2.562915447) */
156 #define FIX_3_072711026  ((int32_t)  25172)     /* FIX(3.072711026) */
157 #else
158 #define FIX_0_298631336  FIX(0.298631336)
159 #define FIX_0_390180644  FIX(0.390180644)
160 #define FIX_0_541196100  FIX(0.541196100)
161 #define FIX_0_765366865  FIX(0.765366865)
162 #define FIX_0_899976223  FIX(0.899976223)
163 #define FIX_1_175875602  FIX(1.175875602)
164 #define FIX_1_501321110  FIX(1.501321110)
165 #define FIX_1_847759065  FIX(1.847759065)
166 #define FIX_1_961570560  FIX(1.961570560)
167 #define FIX_2_053119869  FIX(2.053119869)
168 #define FIX_2_562915447  FIX(2.562915447)
169 #define FIX_3_072711026  FIX(3.072711026)
170 #endif
171
172
173 /* Multiply an int32_t variable by an int32_t constant to yield an int32_t result.
174  * For 8-bit samples with the recommended scaling, all the variable
175  * and constant values involved are no more than 16 bits wide, so a
176  * 16x16->32 bit multiply can be used instead of a full 32x32 multiply.
177  * For 12-bit samples, a full 32-bit multiplication will be needed.
178  */
179
180 #if BITS_IN_JSAMPLE == 8 && CONST_BITS<=13 && PASS1_BITS<=2
181 #define MULTIPLY(var,const)  MULTIPLY16C16(var,const)
182 #else
183 #define MULTIPLY(var,const)  ((var) * (const))
184 #endif
185
186
187 static av_always_inline void FUNC(row_fdct)(int16_t *data)
188 {
189   int tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
190   int tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
191   int z1, z2, z3, z4, z5;
192   int16_t *dataptr;
193   int ctr;
194
195   /* Pass 1: process rows. */
196   /* Note results are scaled up by sqrt(8) compared to a true DCT; */
197   /* furthermore, we scale the results by 2**PASS1_BITS. */
198
199   dataptr = data;
200   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
201     tmp0 = dataptr[0] + dataptr[7];
202     tmp7 = dataptr[0] - dataptr[7];
203     tmp1 = dataptr[1] + dataptr[6];
204     tmp6 = dataptr[1] - dataptr[6];
205     tmp2 = dataptr[2] + dataptr[5];
206     tmp5 = dataptr[2] - dataptr[5];
207     tmp3 = dataptr[3] + dataptr[4];
208     tmp4 = dataptr[3] - dataptr[4];
209
210     /* Even part per LL&M figure 1 --- note that published figure is faulty;
211      * rotator "sqrt(2)*c1" should be "sqrt(2)*c6".
212      */
213
214     tmp10 = tmp0 + tmp3;
215     tmp13 = tmp0 - tmp3;
216     tmp11 = tmp1 + tmp2;
217     tmp12 = tmp1 - tmp2;
218
219     dataptr[0] = (int16_t) ((tmp10 + tmp11) * (1 << PASS1_BITS));
220     dataptr[4] = (int16_t) ((tmp10 - tmp11) * (1 << PASS1_BITS));
221
222     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_541196100);
223     dataptr[2] = (int16_t) DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp13, FIX_0_765366865),
224                                    CONST_BITS-PASS1_BITS);
225     dataptr[6] = (int16_t) DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp12, - FIX_1_847759065),
226                                    CONST_BITS-PASS1_BITS);
227
228     /* Odd part per figure 8 --- note paper omits factor of sqrt(2).
229      * cK represents cos(K*pi/16).
230      * i0..i3 in the paper are tmp4..tmp7 here.
231      */
232
233     z1 = tmp4 + tmp7;
234     z2 = tmp5 + tmp6;
235     z3 = tmp4 + tmp6;
236     z4 = tmp5 + tmp7;
237     z5 = MULTIPLY(z3 + z4, FIX_1_175875602); /* sqrt(2) * c3 */
238
239     tmp4 = MULTIPLY(tmp4, FIX_0_298631336); /* sqrt(2) * (-c1+c3+c5-c7) */
240     tmp5 = MULTIPLY(tmp5, FIX_2_053119869); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5+c7) */
241     tmp6 = MULTIPLY(tmp6, FIX_3_072711026); /* sqrt(2) * ( c1+c3+c5-c7) */
242     tmp7 = MULTIPLY(tmp7, FIX_1_501321110); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5-c7) */
243     z1 = MULTIPLY(z1, - FIX_0_899976223); /* sqrt(2) * (c7-c3) */
244     z2 = MULTIPLY(z2, - FIX_2_562915447); /* sqrt(2) * (-c1-c3) */
245     z3 = MULTIPLY(z3, - FIX_1_961570560); /* sqrt(2) * (-c3-c5) */
246     z4 = MULTIPLY(z4, - FIX_0_390180644); /* sqrt(2) * (c5-c3) */
247
248     z3 += z5;
249     z4 += z5;
250
251     dataptr[7] = (int16_t) DESCALE(tmp4 + z1 + z3, CONST_BITS-PASS1_BITS);
252     dataptr[5] = (int16_t) DESCALE(tmp5 + z2 + z4, CONST_BITS-PASS1_BITS);
253     dataptr[3] = (int16_t) DESCALE(tmp6 + z2 + z3, CONST_BITS-PASS1_BITS);
254     dataptr[1] = (int16_t) DESCALE(tmp7 + z1 + z4, CONST_BITS-PASS1_BITS);
255
256     dataptr += DCTSIZE;         /* advance pointer to next row */
257   }
258 }
259
260 /*
261  * Perform the forward DCT on one block of samples.
262  */
263
264 GLOBAL(void)
265 FUNC(ff_jpeg_fdct_islow)(int16_t *data)
266 {
267   int tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
268   int tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
269   int z1, z2, z3, z4, z5;
270   int16_t *dataptr;
271   int ctr;
272
273   FUNC(row_fdct)(data);
274
275   /* Pass 2: process columns.
276    * We remove the PASS1_BITS scaling, but leave the results scaled up
277    * by an overall factor of 8.
278    */
279
280   dataptr = data;
281   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
282     tmp0 = dataptr[DCTSIZE*0] + dataptr[DCTSIZE*7];
283     tmp7 = dataptr[DCTSIZE*0] - dataptr[DCTSIZE*7];
284     tmp1 = dataptr[DCTSIZE*1] + dataptr[DCTSIZE*6];
285     tmp6 = dataptr[DCTSIZE*1] - dataptr[DCTSIZE*6];
286     tmp2 = dataptr[DCTSIZE*2] + dataptr[DCTSIZE*5];
287     tmp5 = dataptr[DCTSIZE*2] - dataptr[DCTSIZE*5];
288     tmp3 = dataptr[DCTSIZE*3] + dataptr[DCTSIZE*4];
289     tmp4 = dataptr[DCTSIZE*3] - dataptr[DCTSIZE*4];
290
291     /* Even part per LL&M figure 1 --- note that published figure is faulty;
292      * rotator "sqrt(2)*c1" should be "sqrt(2)*c6".
293      */
294
295     tmp10 = tmp0 + tmp3;
296     tmp13 = tmp0 - tmp3;
297     tmp11 = tmp1 + tmp2;
298     tmp12 = tmp1 - tmp2;
299
300     dataptr[DCTSIZE*0] = DESCALE(tmp10 + tmp11, OUT_SHIFT);
301     dataptr[DCTSIZE*4] = DESCALE(tmp10 - tmp11, OUT_SHIFT);
302
303     z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_541196100);
304     dataptr[DCTSIZE*2] = DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp13, FIX_0_765366865),
305                                  CONST_BITS + OUT_SHIFT);
306     dataptr[DCTSIZE*6] = DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp12, - FIX_1_847759065),
307                                  CONST_BITS + OUT_SHIFT);
308
309     /* Odd part per figure 8 --- note paper omits factor of sqrt(2).
310      * cK represents cos(K*pi/16).
311      * i0..i3 in the paper are tmp4..tmp7 here.
312      */
313
314     z1 = tmp4 + tmp7;
315     z2 = tmp5 + tmp6;
316     z3 = tmp4 + tmp6;
317     z4 = tmp5 + tmp7;
318     z5 = MULTIPLY(z3 + z4, FIX_1_175875602); /* sqrt(2) * c3 */
319
320     tmp4 = MULTIPLY(tmp4, FIX_0_298631336); /* sqrt(2) * (-c1+c3+c5-c7) */
321     tmp5 = MULTIPLY(tmp5, FIX_2_053119869); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5+c7) */
322     tmp6 = MULTIPLY(tmp6, FIX_3_072711026); /* sqrt(2) * ( c1+c3+c5-c7) */
323     tmp7 = MULTIPLY(tmp7, FIX_1_501321110); /* sqrt(2) * ( c1+c3-c5-c7) */
324     z1 = MULTIPLY(z1, - FIX_0_899976223); /* sqrt(2) * (c7-c3) */
325     z2 = MULTIPLY(z2, - FIX_2_562915447); /* sqrt(2) * (-c1-c3) */
326     z3 = MULTIPLY(z3, - FIX_1_961570560); /* sqrt(2) * (-c3-c5) */
327     z4 = MULTIPLY(z4, - FIX_0_390180644); /* sqrt(2) * (c5-c3) */
328
329     z3 += z5;
330     z4 += z5;
331
332     dataptr[DCTSIZE*7] = DESCALE(tmp4 + z1 + z3, CONST_BITS + OUT_SHIFT);
333     dataptr[DCTSIZE*5] = DESCALE(tmp5 + z2 + z4, CONST_BITS + OUT_SHIFT);
334     dataptr[DCTSIZE*3] = DESCALE(tmp6 + z2 + z3, CONST_BITS + OUT_SHIFT);
335     dataptr[DCTSIZE*1] = DESCALE(tmp7 + z1 + z4, CONST_BITS + OUT_SHIFT);
336
337     dataptr++;                  /* advance pointer to next column */
338   }
339 }
340
341 /*
342  * The secret of DCT2-4-8 is really simple -- you do the usual 1-DCT
343  * on the rows and then, instead of doing even and odd, part on the columns
344  * you do even part two times.
345  */
346 GLOBAL(void)
347 FUNC(ff_fdct248_islow)(int16_t *data)
348 {
349   int tmp0, tmp1, tmp2, tmp3, tmp4, tmp5, tmp6, tmp7;
350   int tmp10, tmp11, tmp12, tmp13;
351   int z1;
352   int16_t *dataptr;
353   int ctr;
354
355   FUNC(row_fdct)(data);
356
357   /* Pass 2: process columns.
358    * We remove the PASS1_BITS scaling, but leave the results scaled up
359    * by an overall factor of 8.
360    */
361
362   dataptr = data;
363   for (ctr = DCTSIZE-1; ctr >= 0; ctr--) {
364      tmp0 = dataptr[DCTSIZE*0] + dataptr[DCTSIZE*1];
365      tmp1 = dataptr[DCTSIZE*2] + dataptr[DCTSIZE*3];
366      tmp2 = dataptr[DCTSIZE*4] + dataptr[DCTSIZE*5];
367      tmp3 = dataptr[DCTSIZE*6] + dataptr[DCTSIZE*7];
368      tmp4 = dataptr[DCTSIZE*0] - dataptr[DCTSIZE*1];
369      tmp5 = dataptr[DCTSIZE*2] - dataptr[DCTSIZE*3];
370      tmp6 = dataptr[DCTSIZE*4] - dataptr[DCTSIZE*5];
371      tmp7 = dataptr[DCTSIZE*6] - dataptr[DCTSIZE*7];
372
373      tmp10 = tmp0 + tmp3;
374      tmp11 = tmp1 + tmp2;
375      tmp12 = tmp1 - tmp2;
376      tmp13 = tmp0 - tmp3;
377
378      dataptr[DCTSIZE*0] = DESCALE(tmp10 + tmp11, OUT_SHIFT);
379      dataptr[DCTSIZE*4] = DESCALE(tmp10 - tmp11, OUT_SHIFT);
380
381      z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_541196100);
382      dataptr[DCTSIZE*2] = DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp13, FIX_0_765366865),
383                                   CONST_BITS+OUT_SHIFT);
384      dataptr[DCTSIZE*6] = DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp12, - FIX_1_847759065),
385                                   CONST_BITS+OUT_SHIFT);
386
387      tmp10 = tmp4 + tmp7;
388      tmp11 = tmp5 + tmp6;
389      tmp12 = tmp5 - tmp6;
390      tmp13 = tmp4 - tmp7;
391
392      dataptr[DCTSIZE*1] = DESCALE(tmp10 + tmp11, OUT_SHIFT);
393      dataptr[DCTSIZE*5] = DESCALE(tmp10 - tmp11, OUT_SHIFT);
394
395      z1 = MULTIPLY(tmp12 + tmp13, FIX_0_541196100);
396      dataptr[DCTSIZE*3] = DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp13, FIX_0_765366865),
397                                   CONST_BITS + OUT_SHIFT);
398      dataptr[DCTSIZE*7] = DESCALE(z1 + MULTIPLY(tmp12, - FIX_1_847759065),
399                                   CONST_BITS + OUT_SHIFT);
400
401      dataptr++;                 /* advance pointer to next column */
402   }
403 }