c913504a657f228be18600605fbdc7a3e767334b
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpegvideo_motion.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2000,2001 Fabrice Bellard
3  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * 4MV & hq & B-frame encoding stuff by Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
6  *
7  * This file is part of FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include <string.h>
25
26 #include "libavutil/avassert.h"
27 #include "libavutil/internal.h"
28 #include "avcodec.h"
29 #include "h261.h"
30 #include "mpegutils.h"
31 #include "mpegvideo.h"
32 #include "mjpegenc.h"
33 #include "msmpeg4.h"
34 #include "qpeldsp.h"
35 #include "wmv2.h"
36 #include <limits.h>
37
38 static void gmc1_motion(MpegEncContext *s,
39                         uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
40                         uint8_t **ref_picture)
41 {
42     uint8_t *ptr;
43     int src_x, src_y, motion_x, motion_y;
44     ptrdiff_t offset, linesize, uvlinesize;
45     int emu = 0;
46
47     motion_x   = s->sprite_offset[0][0];
48     motion_y   = s->sprite_offset[0][1];
49     src_x      = s->mb_x * 16 + (motion_x >> (s->sprite_warping_accuracy + 1));
50     src_y      = s->mb_y * 16 + (motion_y >> (s->sprite_warping_accuracy + 1));
51     motion_x *= 1 << (3 - s->sprite_warping_accuracy);
52     motion_y *= 1 << (3 - s->sprite_warping_accuracy);
53     src_x      = av_clip(src_x, -16, s->width);
54     if (src_x == s->width)
55         motion_x = 0;
56     src_y = av_clip(src_y, -16, s->height);
57     if (src_y == s->height)
58         motion_y = 0;
59
60     linesize   = s->linesize;
61     uvlinesize = s->uvlinesize;
62
63     ptr = ref_picture[0] + src_y * linesize + src_x;
64
65     if ((unsigned)src_x >= FFMAX(s->h_edge_pos - 17, 0) ||
66         (unsigned)src_y >= FFMAX(s->v_edge_pos - 17, 0)) {
67         s->vdsp.emulated_edge_mc(s->sc.edge_emu_buffer, ptr,
68                                  linesize, linesize,
69                                  17, 17,
70                                  src_x, src_y,
71                                  s->h_edge_pos, s->v_edge_pos);
72         ptr = s->sc.edge_emu_buffer;
73     }
74
75     if ((motion_x | motion_y) & 7) {
76         s->mdsp.gmc1(dest_y, ptr, linesize, 16,
77                      motion_x & 15, motion_y & 15, 128 - s->no_rounding);
78         s->mdsp.gmc1(dest_y + 8, ptr + 8, linesize, 16,
79                      motion_x & 15, motion_y & 15, 128 - s->no_rounding);
80     } else {
81         int dxy;
82
83         dxy = ((motion_x >> 3) & 1) | ((motion_y >> 2) & 2);
84         if (s->no_rounding) {
85             s->hdsp.put_no_rnd_pixels_tab[0][dxy](dest_y, ptr, linesize, 16);
86         } else {
87             s->hdsp.put_pixels_tab[0][dxy](dest_y, ptr, linesize, 16);
88         }
89     }
90
91     if (CONFIG_GRAY && s->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)
92         return;
93
94     motion_x   = s->sprite_offset[1][0];
95     motion_y   = s->sprite_offset[1][1];
96     src_x      = s->mb_x * 8 + (motion_x >> (s->sprite_warping_accuracy + 1));
97     src_y      = s->mb_y * 8 + (motion_y >> (s->sprite_warping_accuracy + 1));
98     motion_x  *= 1 << (3 - s->sprite_warping_accuracy);
99     motion_y  *= 1 << (3 - s->sprite_warping_accuracy);
100     src_x      = av_clip(src_x, -8, s->width >> 1);
101     if (src_x == s->width >> 1)
102         motion_x = 0;
103     src_y = av_clip(src_y, -8, s->height >> 1);
104     if (src_y == s->height >> 1)
105         motion_y = 0;
106
107     offset = (src_y * uvlinesize) + src_x;
108     ptr    = ref_picture[1] + offset;
109     if ((unsigned)src_x >= FFMAX((s->h_edge_pos >> 1) - 9, 0) ||
110         (unsigned)src_y >= FFMAX((s->v_edge_pos >> 1) - 9, 0)) {
111         s->vdsp.emulated_edge_mc(s->sc.edge_emu_buffer, ptr,
112                                  uvlinesize, uvlinesize,
113                                  9, 9,
114                                  src_x, src_y,
115                                  s->h_edge_pos >> 1, s->v_edge_pos >> 1);
116         ptr = s->sc.edge_emu_buffer;
117         emu = 1;
118     }
119     s->mdsp.gmc1(dest_cb, ptr, uvlinesize, 8,
120                  motion_x & 15, motion_y & 15, 128 - s->no_rounding);
121
122     ptr = ref_picture[2] + offset;
123     if (emu) {
124         s->vdsp.emulated_edge_mc(s->sc.edge_emu_buffer, ptr,
125                                  uvlinesize, uvlinesize,
126                                  9, 9,
127                                  src_x, src_y,
128                                  s->h_edge_pos >> 1, s->v_edge_pos >> 1);
129         ptr = s->sc.edge_emu_buffer;
130     }
131     s->mdsp.gmc1(dest_cr, ptr, uvlinesize, 8,
132                  motion_x & 15, motion_y & 15, 128 - s->no_rounding);
133 }
134
135 static void gmc_motion(MpegEncContext *s,
136                        uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
137                        uint8_t **ref_picture)
138 {
139     uint8_t *ptr;
140     int linesize, uvlinesize;
141     const int a = s->sprite_warping_accuracy;
142     int ox, oy;
143
144     linesize   = s->linesize;
145     uvlinesize = s->uvlinesize;
146
147     ptr = ref_picture[0];
148
149     ox = s->sprite_offset[0][0] + s->sprite_delta[0][0] * s->mb_x * 16 +
150          s->sprite_delta[0][1] * s->mb_y * 16;
151     oy = s->sprite_offset[0][1] + s->sprite_delta[1][0] * s->mb_x * 16 +
152          s->sprite_delta[1][1] * s->mb_y * 16;
153
154     s->mdsp.gmc(dest_y, ptr, linesize, 16,
155                 ox, oy,
156                 s->sprite_delta[0][0], s->sprite_delta[0][1],
157                 s->sprite_delta[1][0], s->sprite_delta[1][1],
158                 a + 1, (1 << (2 * a + 1)) - s->no_rounding,
159                 s->h_edge_pos, s->v_edge_pos);
160     s->mdsp.gmc(dest_y + 8, ptr, linesize, 16,
161                 ox + s->sprite_delta[0][0] * 8,
162                 oy + s->sprite_delta[1][0] * 8,
163                 s->sprite_delta[0][0], s->sprite_delta[0][1],
164                 s->sprite_delta[1][0], s->sprite_delta[1][1],
165                 a + 1, (1 << (2 * a + 1)) - s->no_rounding,
166                 s->h_edge_pos, s->v_edge_pos);
167
168     if (CONFIG_GRAY && s->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)
169         return;
170
171     ox = s->sprite_offset[1][0] + s->sprite_delta[0][0] * s->mb_x * 8 +
172          s->sprite_delta[0][1] * s->mb_y * 8;
173     oy = s->sprite_offset[1][1] + s->sprite_delta[1][0] * s->mb_x * 8 +
174          s->sprite_delta[1][1] * s->mb_y * 8;
175
176     ptr = ref_picture[1];
177     s->mdsp.gmc(dest_cb, ptr, uvlinesize, 8,
178                 ox, oy,
179                 s->sprite_delta[0][0], s->sprite_delta[0][1],
180                 s->sprite_delta[1][0], s->sprite_delta[1][1],
181                 a + 1, (1 << (2 * a + 1)) - s->no_rounding,
182                 (s->h_edge_pos + 1) >> 1, (s->v_edge_pos + 1) >> 1);
183
184     ptr = ref_picture[2];
185     s->mdsp.gmc(dest_cr, ptr, uvlinesize, 8,
186                 ox, oy,
187                 s->sprite_delta[0][0], s->sprite_delta[0][1],
188                 s->sprite_delta[1][0], s->sprite_delta[1][1],
189                 a + 1, (1 << (2 * a + 1)) - s->no_rounding,
190                 (s->h_edge_pos + 1) >> 1, (s->v_edge_pos + 1) >> 1);
191 }
192
193 static inline int hpel_motion(MpegEncContext *s,
194                               uint8_t *dest, uint8_t *src,
195                               int src_x, int src_y,
196                               op_pixels_func *pix_op,
197                               int motion_x, int motion_y)
198 {
199     int dxy = 0;
200     int emu = 0;
201
202     src_x += motion_x >> 1;
203     src_y += motion_y >> 1;
204
205     /* WARNING: do no forget half pels */
206     src_x = av_clip(src_x, -16, s->width); // FIXME unneeded for emu?
207     if (src_x != s->width)
208         dxy |= motion_x & 1;
209     src_y = av_clip(src_y, -16, s->height);
210     if (src_y != s->height)
211         dxy |= (motion_y & 1) << 1;
212     src += src_y * s->linesize + src_x;
213
214         if ((unsigned)src_x >= FFMAX(s->h_edge_pos - (motion_x & 1) - 7, 0) ||
215             (unsigned)src_y >= FFMAX(s->v_edge_pos - (motion_y & 1) - 7, 0)) {
216             s->vdsp.emulated_edge_mc(s->sc.edge_emu_buffer, src,
217                                      s->linesize, s->linesize,
218                                      9, 9,
219                                      src_x, src_y,
220                                      s->h_edge_pos, s->v_edge_pos);
221             src = s->sc.edge_emu_buffer;
222             emu = 1;
223         }
224     pix_op[dxy](dest, src, s->linesize, 8);
225     return emu;
226 }
227
228 static av_always_inline
229 void mpeg_motion_internal(MpegEncContext *s,
230                           uint8_t *dest_y,
231                           uint8_t *dest_cb,
232                           uint8_t *dest_cr,
233                           int field_based,
234                           int bottom_field,
235                           int field_select,
236                           uint8_t **ref_picture,
237                           op_pixels_func (*pix_op)[4],
238                           int motion_x,
239                           int motion_y,
240                           int h,
241                           int is_mpeg12,
242                           int mb_y)
243 {
244     uint8_t *ptr_y, *ptr_cb, *ptr_cr;
245     int dxy, uvdxy, mx, my, src_x, src_y,
246         uvsrc_x, uvsrc_y, v_edge_pos;
247     ptrdiff_t uvlinesize, linesize;
248
249     v_edge_pos = s->v_edge_pos >> field_based;
250     linesize   = s->current_picture.f->linesize[0] << field_based;
251     uvlinesize = s->current_picture.f->linesize[1] << field_based;
252
253     dxy   = ((motion_y & 1) << 1) | (motion_x & 1);
254     src_x = s->mb_x * 16 + (motion_x >> 1);
255     src_y = (mb_y << (4 - field_based)) + (motion_y >> 1);
256
257     if (!is_mpeg12 && s->out_format == FMT_H263) {
258         if ((s->workaround_bugs & FF_BUG_HPEL_CHROMA) && field_based) {
259             mx      = (motion_x >> 1) | (motion_x & 1);
260             my      = motion_y >> 1;
261             uvdxy   = ((my & 1) << 1) | (mx & 1);
262             uvsrc_x = s->mb_x * 8 + (mx >> 1);
263             uvsrc_y = (mb_y << (3 - field_based)) + (my >> 1);
264         } else {
265             uvdxy   = dxy | (motion_y & 2) | ((motion_x & 2) >> 1);
266             uvsrc_x = src_x >> 1;
267             uvsrc_y = src_y >> 1;
268         }
269     // Even chroma mv's are full pel in H261
270     } else if (!is_mpeg12 && s->out_format == FMT_H261) {
271         mx      = motion_x / 4;
272         my      = motion_y / 4;
273         uvdxy   = 0;
274         uvsrc_x = s->mb_x * 8 + mx;
275         uvsrc_y = mb_y * 8 + my;
276     } else {
277         if (s->chroma_y_shift) {
278             mx      = motion_x / 2;
279             my      = motion_y / 2;
280             uvdxy   = ((my & 1) << 1) | (mx & 1);
281             uvsrc_x = s->mb_x * 8 + (mx >> 1);
282             uvsrc_y = (mb_y << (3 - field_based)) + (my >> 1);
283         } else {
284             if (s->chroma_x_shift) {
285                 // Chroma422
286                 mx      = motion_x / 2;
287                 uvdxy   = ((motion_y & 1) << 1) | (mx & 1);
288                 uvsrc_x = s->mb_x * 8 + (mx >> 1);
289                 uvsrc_y = src_y;
290             } else {
291                 // Chroma444
292                 uvdxy   = dxy;
293                 uvsrc_x = src_x;
294                 uvsrc_y = src_y;
295             }
296         }
297     }
298
299     ptr_y  = ref_picture[0] + src_y * linesize + src_x;
300     ptr_cb = ref_picture[1] + uvsrc_y * uvlinesize + uvsrc_x;
301     ptr_cr = ref_picture[2] + uvsrc_y * uvlinesize + uvsrc_x;
302
303     if ((unsigned)src_x >= FFMAX(s->h_edge_pos - (motion_x & 1) - 15   , 0) ||
304         (unsigned)src_y >= FFMAX(   v_edge_pos - (motion_y & 1) - h + 1, 0)) {
305         if (is_mpeg12 ||
306             s->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG2VIDEO ||
307             s->codec_id == AV_CODEC_ID_MPEG1VIDEO) {
308             av_log(s->avctx, AV_LOG_DEBUG,
309                    "MPEG motion vector out of boundary (%d %d)\n", src_x,
310                    src_y);
311             return;
312         }
313         src_y = (unsigned)src_y << field_based;
314         s->vdsp.emulated_edge_mc(s->sc.edge_emu_buffer, ptr_y,
315                                  s->linesize, s->linesize,
316                                  17, 17 + field_based,
317                                  src_x, src_y,
318                                  s->h_edge_pos, s->v_edge_pos);
319         ptr_y = s->sc.edge_emu_buffer;
320         if (!CONFIG_GRAY || !(s->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)) {
321             uint8_t *ubuf = s->sc.edge_emu_buffer + 18 * s->linesize;
322             uint8_t *vbuf = ubuf + 10 * s->uvlinesize;
323             if (s->workaround_bugs & FF_BUG_IEDGE)
324                 vbuf -= s->uvlinesize;
325             uvsrc_y = (unsigned)uvsrc_y << field_based;
326             s->vdsp.emulated_edge_mc(ubuf, ptr_cb,
327                                      s->uvlinesize, s->uvlinesize,
328                                      9, 9 + field_based,
329                                      uvsrc_x, uvsrc_y,
330                                      s->h_edge_pos >> 1, s->v_edge_pos >> 1);
331             s->vdsp.emulated_edge_mc(vbuf, ptr_cr,
332                                      s->uvlinesize, s->uvlinesize,
333                                      9, 9 + field_based,
334                                      uvsrc_x, uvsrc_y,
335                                      s->h_edge_pos >> 1, s->v_edge_pos >> 1);
336             ptr_cb = ubuf;
337             ptr_cr = vbuf;
338         }
339     }
340
341     /* FIXME use this for field pix too instead of the obnoxious hack which
342      * changes picture.data */
343     if (bottom_field) {
344         dest_y  += s->linesize;
345         dest_cb += s->uvlinesize;
346         dest_cr += s->uvlinesize;
347     }
348
349     if (field_select) {
350         ptr_y  += s->linesize;
351         ptr_cb += s->uvlinesize;
352         ptr_cr += s->uvlinesize;
353     }
354
355     pix_op[0][dxy](dest_y, ptr_y, linesize, h);
356
357     if (!CONFIG_GRAY || !(s->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)) {
358         pix_op[s->chroma_x_shift][uvdxy]
359             (dest_cb, ptr_cb, uvlinesize, h >> s->chroma_y_shift);
360         pix_op[s->chroma_x_shift][uvdxy]
361             (dest_cr, ptr_cr, uvlinesize, h >> s->chroma_y_shift);
362     }
363     if (!is_mpeg12 && (CONFIG_H261_ENCODER || CONFIG_H261_DECODER) &&
364         s->out_format == FMT_H261) {
365         ff_h261_loop_filter(s);
366     }
367 }
368 /* apply one mpeg motion vector to the three components */
369 static void mpeg_motion(MpegEncContext *s,
370                         uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
371                         int field_select, uint8_t **ref_picture,
372                         op_pixels_func (*pix_op)[4],
373                         int motion_x, int motion_y, int h, int mb_y)
374 {
375 #if !CONFIG_SMALL
376     if (s->out_format == FMT_MPEG1)
377         mpeg_motion_internal(s, dest_y, dest_cb, dest_cr, 0, 0,
378                              field_select, ref_picture, pix_op,
379                              motion_x, motion_y, h, 1, mb_y);
380     else
381 #endif
382         mpeg_motion_internal(s, dest_y, dest_cb, dest_cr, 0, 0,
383                              field_select, ref_picture, pix_op,
384                              motion_x, motion_y, h, 0, mb_y);
385 }
386
387 static void mpeg_motion_field(MpegEncContext *s, uint8_t *dest_y,
388                               uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
389                               int bottom_field, int field_select,
390                               uint8_t **ref_picture,
391                               op_pixels_func (*pix_op)[4],
392                               int motion_x, int motion_y, int h, int mb_y)
393 {
394 #if !CONFIG_SMALL
395     if (s->out_format == FMT_MPEG1)
396         mpeg_motion_internal(s, dest_y, dest_cb, dest_cr, 1,
397                              bottom_field, field_select, ref_picture, pix_op,
398                              motion_x, motion_y, h, 1, mb_y);
399     else
400 #endif
401         mpeg_motion_internal(s, dest_y, dest_cb, dest_cr, 1,
402                              bottom_field, field_select, ref_picture, pix_op,
403                              motion_x, motion_y, h, 0, mb_y);
404 }
405
406 // FIXME: SIMDify, avg variant, 16x16 version
407 static inline void put_obmc(uint8_t *dst, uint8_t *src[5], int stride)
408 {
409     int x;
410     uint8_t *const top    = src[1];
411     uint8_t *const left   = src[2];
412     uint8_t *const mid    = src[0];
413     uint8_t *const right  = src[3];
414     uint8_t *const bottom = src[4];
415 #define OBMC_FILTER(x, t, l, m, r, b)\
416     dst[x]= (t*top[x] + l*left[x] + m*mid[x] + r*right[x] + b*bottom[x] + 4)>>3
417 #define OBMC_FILTER4(x, t, l, m, r, b)\
418     OBMC_FILTER(x         , t, l, m, r, b);\
419     OBMC_FILTER(x+1       , t, l, m, r, b);\
420     OBMC_FILTER(x  +stride, t, l, m, r, b);\
421     OBMC_FILTER(x+1+stride, t, l, m, r, b);
422
423     x = 0;
424     OBMC_FILTER (x    , 2, 2, 4, 0, 0);
425     OBMC_FILTER (x + 1, 2, 1, 5, 0, 0);
426     OBMC_FILTER4(x + 2, 2, 1, 5, 0, 0);
427     OBMC_FILTER4(x + 4, 2, 0, 5, 1, 0);
428     OBMC_FILTER (x + 6, 2, 0, 5, 1, 0);
429     OBMC_FILTER (x + 7, 2, 0, 4, 2, 0);
430     x += stride;
431     OBMC_FILTER (x    , 1, 2, 5, 0, 0);
432     OBMC_FILTER (x + 1, 1, 2, 5, 0, 0);
433     OBMC_FILTER (x + 6, 1, 0, 5, 2, 0);
434     OBMC_FILTER (x + 7, 1, 0, 5, 2, 0);
435     x += stride;
436     OBMC_FILTER4(x    , 1, 2, 5, 0, 0);
437     OBMC_FILTER4(x + 2, 1, 1, 6, 0, 0);
438     OBMC_FILTER4(x + 4, 1, 0, 6, 1, 0);
439     OBMC_FILTER4(x + 6, 1, 0, 5, 2, 0);
440     x += 2 * stride;
441     OBMC_FILTER4(x    , 0, 2, 5, 0, 1);
442     OBMC_FILTER4(x + 2, 0, 1, 6, 0, 1);
443     OBMC_FILTER4(x + 4, 0, 0, 6, 1, 1);
444     OBMC_FILTER4(x + 6, 0, 0, 5, 2, 1);
445     x += 2*stride;
446     OBMC_FILTER (x    , 0, 2, 5, 0, 1);
447     OBMC_FILTER (x + 1, 0, 2, 5, 0, 1);
448     OBMC_FILTER4(x + 2, 0, 1, 5, 0, 2);
449     OBMC_FILTER4(x + 4, 0, 0, 5, 1, 2);
450     OBMC_FILTER (x + 6, 0, 0, 5, 2, 1);
451     OBMC_FILTER (x + 7, 0, 0, 5, 2, 1);
452     x += stride;
453     OBMC_FILTER (x    , 0, 2, 4, 0, 2);
454     OBMC_FILTER (x + 1, 0, 1, 5, 0, 2);
455     OBMC_FILTER (x + 6, 0, 0, 5, 1, 2);
456     OBMC_FILTER (x + 7, 0, 0, 4, 2, 2);
457 }
458
459 /* obmc for 1 8x8 luma block */
460 static inline void obmc_motion(MpegEncContext *s,
461                                uint8_t *dest, uint8_t *src,
462                                int src_x, int src_y,
463                                op_pixels_func *pix_op,
464                                int16_t mv[5][2] /* mid top left right bottom */)
465 #define MID    0
466 {
467     int i;
468     uint8_t *ptr[5];
469
470     av_assert2(s->quarter_sample == 0);
471
472     for (i = 0; i < 5; i++) {
473         if (i && mv[i][0] == mv[MID][0] && mv[i][1] == mv[MID][1]) {
474             ptr[i] = ptr[MID];
475         } else {
476             ptr[i] = s->sc.obmc_scratchpad + 8 * (i & 1) +
477                      s->linesize * 8 * (i >> 1);
478             hpel_motion(s, ptr[i], src, src_x, src_y, pix_op,
479                         mv[i][0], mv[i][1]);
480         }
481     }
482
483     put_obmc(dest, ptr, s->linesize);
484 }
485
486 static inline void qpel_motion(MpegEncContext *s,
487                                uint8_t *dest_y,
488                                uint8_t *dest_cb,
489                                uint8_t *dest_cr,
490                                int field_based, int bottom_field,
491                                int field_select, uint8_t **ref_picture,
492                                op_pixels_func (*pix_op)[4],
493                                qpel_mc_func (*qpix_op)[16],
494                                int motion_x, int motion_y, int h)
495 {
496     uint8_t *ptr_y, *ptr_cb, *ptr_cr;
497     int dxy, uvdxy, mx, my, src_x, src_y, uvsrc_x, uvsrc_y, v_edge_pos;
498     ptrdiff_t linesize, uvlinesize;
499
500     dxy   = ((motion_y & 3) << 2) | (motion_x & 3);
501
502     src_x = s->mb_x *  16                 + (motion_x >> 2);
503     src_y = s->mb_y * (16 >> field_based) + (motion_y >> 2);
504
505     v_edge_pos = s->v_edge_pos >> field_based;
506     linesize   = s->linesize   << field_based;
507     uvlinesize = s->uvlinesize << field_based;
508
509     if (field_based) {
510         mx = motion_x / 2;
511         my = motion_y >> 1;
512     } else if (s->workaround_bugs & FF_BUG_QPEL_CHROMA2) {
513         static const int rtab[8] = { 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 1 };
514         mx = (motion_x >> 1) + rtab[motion_x & 7];
515         my = (motion_y >> 1) + rtab[motion_y & 7];
516     } else if (s->workaround_bugs & FF_BUG_QPEL_CHROMA) {
517         mx = (motion_x >> 1) | (motion_x & 1);
518         my = (motion_y >> 1) | (motion_y & 1);
519     } else {
520         mx = motion_x / 2;
521         my = motion_y / 2;
522     }
523     mx = (mx >> 1) | (mx & 1);
524     my = (my >> 1) | (my & 1);
525
526     uvdxy = (mx & 1) | ((my & 1) << 1);
527     mx  >>= 1;
528     my  >>= 1;
529
530     uvsrc_x = s->mb_x *  8                 + mx;
531     uvsrc_y = s->mb_y * (8 >> field_based) + my;
532
533     ptr_y  = ref_picture[0] + src_y   * linesize   + src_x;
534     ptr_cb = ref_picture[1] + uvsrc_y * uvlinesize + uvsrc_x;
535     ptr_cr = ref_picture[2] + uvsrc_y * uvlinesize + uvsrc_x;
536
537     if ((unsigned)src_x >= FFMAX(s->h_edge_pos - (motion_x & 3) - 15   , 0) ||
538         (unsigned)src_y >= FFMAX(   v_edge_pos - (motion_y & 3) - h + 1, 0)) {
539         s->vdsp.emulated_edge_mc(s->sc.edge_emu_buffer, ptr_y,
540                                  s->linesize, s->linesize,
541                                  17, 17 + field_based,
542                                  src_x, src_y * (1 << field_based),
543                                  s->h_edge_pos, s->v_edge_pos);
544         ptr_y = s->sc.edge_emu_buffer;
545         if (!CONFIG_GRAY || !(s->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)) {
546             uint8_t *ubuf = s->sc.edge_emu_buffer + 18 * s->linesize;
547             uint8_t *vbuf = ubuf + 10 * s->uvlinesize;
548             if (s->workaround_bugs & FF_BUG_IEDGE)
549                 vbuf -= s->uvlinesize;
550             s->vdsp.emulated_edge_mc(ubuf, ptr_cb,
551                                      s->uvlinesize, s->uvlinesize,
552                                      9, 9 + field_based,
553                                      uvsrc_x, uvsrc_y * (1 << field_based),
554                                      s->h_edge_pos >> 1, s->v_edge_pos >> 1);
555             s->vdsp.emulated_edge_mc(vbuf, ptr_cr,
556                                      s->uvlinesize, s->uvlinesize,
557                                      9, 9 + field_based,
558                                      uvsrc_x, uvsrc_y * (1 << field_based),
559                                      s->h_edge_pos >> 1, s->v_edge_pos >> 1);
560             ptr_cb = ubuf;
561             ptr_cr = vbuf;
562         }
563     }
564
565     if (!field_based)
566         qpix_op[0][dxy](dest_y, ptr_y, linesize);
567     else {
568         if (bottom_field) {
569             dest_y  += s->linesize;
570             dest_cb += s->uvlinesize;
571             dest_cr += s->uvlinesize;
572         }
573
574         if (field_select) {
575             ptr_y  += s->linesize;
576             ptr_cb += s->uvlinesize;
577             ptr_cr += s->uvlinesize;
578         }
579         // damn interlaced mode
580         // FIXME boundary mirroring is not exactly correct here
581         qpix_op[1][dxy](dest_y, ptr_y, linesize);
582         qpix_op[1][dxy](dest_y + 8, ptr_y + 8, linesize);
583     }
584     if (!CONFIG_GRAY || !(s->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY)) {
585         pix_op[1][uvdxy](dest_cr, ptr_cr, uvlinesize, h >> 1);
586         pix_op[1][uvdxy](dest_cb, ptr_cb, uvlinesize, h >> 1);
587     }
588 }
589
590 /**
591  * H.263 chroma 4mv motion compensation.
592  */
593 static void chroma_4mv_motion(MpegEncContext *s,
594                               uint8_t *dest_cb, uint8_t *dest_cr,
595                               uint8_t **ref_picture,
596                               op_pixels_func *pix_op,
597                               int mx, int my)
598 {
599     uint8_t *ptr;
600     int src_x, src_y, dxy, emu = 0;
601     ptrdiff_t offset;
602
603     /* In case of 8X8, we construct a single chroma motion vector
604      * with a special rounding */
605     mx = ff_h263_round_chroma(mx);
606     my = ff_h263_round_chroma(my);
607
608     dxy  = ((my & 1) << 1) | (mx & 1);
609     mx >>= 1;
610     my >>= 1;
611
612     src_x = s->mb_x * 8 + mx;
613     src_y = s->mb_y * 8 + my;
614     src_x = av_clip(src_x, -8, (s->width >> 1));
615     if (src_x == (s->width >> 1))
616         dxy &= ~1;
617     src_y = av_clip(src_y, -8, (s->height >> 1));
618     if (src_y == (s->height >> 1))
619         dxy &= ~2;
620
621     offset = src_y * s->uvlinesize + src_x;
622     ptr    = ref_picture[1] + offset;
623     if ((unsigned)src_x >= FFMAX((s->h_edge_pos >> 1) - (dxy  & 1) - 7, 0) ||
624         (unsigned)src_y >= FFMAX((s->v_edge_pos >> 1) - (dxy >> 1) - 7, 0)) {
625         s->vdsp.emulated_edge_mc(s->sc.edge_emu_buffer, ptr,
626                                  s->uvlinesize, s->uvlinesize,
627                                  9, 9, src_x, src_y,
628                                  s->h_edge_pos >> 1, s->v_edge_pos >> 1);
629         ptr = s->sc.edge_emu_buffer;
630         emu = 1;
631     }
632     pix_op[dxy](dest_cb, ptr, s->uvlinesize, 8);
633
634     ptr = ref_picture[2] + offset;
635     if (emu) {
636         s->vdsp.emulated_edge_mc(s->sc.edge_emu_buffer, ptr,
637                                  s->uvlinesize, s->uvlinesize,
638                                  9, 9, src_x, src_y,
639                                  s->h_edge_pos >> 1, s->v_edge_pos >> 1);
640         ptr = s->sc.edge_emu_buffer;
641     }
642     pix_op[dxy](dest_cr, ptr, s->uvlinesize, 8);
643 }
644
645 static inline void prefetch_motion(MpegEncContext *s, uint8_t **pix, int dir)
646 {
647     /* fetch pixels for estimated mv 4 macroblocks ahead
648      * optimized for 64byte cache lines */
649     const int shift = s->quarter_sample ? 2 : 1;
650     const int mx    = (s->mv[dir][0][0] >> shift) + 16 * s->mb_x + 8;
651     const int my    = (s->mv[dir][0][1] >> shift) + 16 * s->mb_y;
652     int off         = mx + (my + (s->mb_x & 3) * 4) * s->linesize + 64;
653
654     s->vdsp.prefetch(pix[0] + off, s->linesize, 4);
655     off = (mx >> 1) + ((my >> 1) + (s->mb_x & 7)) * s->uvlinesize + 64;
656     s->vdsp.prefetch(pix[1] + off, pix[2] - pix[1], 2);
657 }
658
659 static inline void apply_obmc(MpegEncContext *s,
660                               uint8_t *dest_y,
661                               uint8_t *dest_cb,
662                               uint8_t *dest_cr,
663                               uint8_t **ref_picture,
664                               op_pixels_func (*pix_op)[4])
665 {
666     LOCAL_ALIGNED_8(int16_t, mv_cache, [4], [4][2]);
667     Picture *cur_frame   = &s->current_picture;
668     int mb_x = s->mb_x;
669     int mb_y = s->mb_y;
670     const int xy         = mb_x + mb_y * s->mb_stride;
671     const int mot_stride = s->b8_stride;
672     const int mot_xy     = mb_x * 2 + mb_y * 2 * mot_stride;
673     int mx, my, i;
674
675     av_assert2(!s->mb_skipped);
676
677     AV_COPY32(mv_cache[1][1], cur_frame->motion_val[0][mot_xy]);
678     AV_COPY32(mv_cache[1][2], cur_frame->motion_val[0][mot_xy + 1]);
679
680     AV_COPY32(mv_cache[2][1],
681               cur_frame->motion_val[0][mot_xy + mot_stride]);
682     AV_COPY32(mv_cache[2][2],
683               cur_frame->motion_val[0][mot_xy + mot_stride + 1]);
684
685     AV_COPY32(mv_cache[3][1],
686               cur_frame->motion_val[0][mot_xy + mot_stride]);
687     AV_COPY32(mv_cache[3][2],
688               cur_frame->motion_val[0][mot_xy + mot_stride + 1]);
689
690     if (mb_y == 0 || IS_INTRA(cur_frame->mb_type[xy - s->mb_stride])) {
691         AV_COPY32(mv_cache[0][1], mv_cache[1][1]);
692         AV_COPY32(mv_cache[0][2], mv_cache[1][2]);
693     } else {
694         AV_COPY32(mv_cache[0][1],
695                   cur_frame->motion_val[0][mot_xy - mot_stride]);
696         AV_COPY32(mv_cache[0][2],
697                   cur_frame->motion_val[0][mot_xy - mot_stride + 1]);
698     }
699
700     if (mb_x == 0 || IS_INTRA(cur_frame->mb_type[xy - 1])) {
701         AV_COPY32(mv_cache[1][0], mv_cache[1][1]);
702         AV_COPY32(mv_cache[2][0], mv_cache[2][1]);
703     } else {
704         AV_COPY32(mv_cache[1][0], cur_frame->motion_val[0][mot_xy - 1]);
705         AV_COPY32(mv_cache[2][0],
706                   cur_frame->motion_val[0][mot_xy - 1 + mot_stride]);
707     }
708
709     if (mb_x + 1 >= s->mb_width || IS_INTRA(cur_frame->mb_type[xy + 1])) {
710         AV_COPY32(mv_cache[1][3], mv_cache[1][2]);
711         AV_COPY32(mv_cache[2][3], mv_cache[2][2]);
712     } else {
713         AV_COPY32(mv_cache[1][3], cur_frame->motion_val[0][mot_xy + 2]);
714         AV_COPY32(mv_cache[2][3],
715                   cur_frame->motion_val[0][mot_xy + 2 + mot_stride]);
716     }
717
718     mx = 0;
719     my = 0;
720     for (i = 0; i < 4; i++) {
721         const int x      = (i & 1) + 1;
722         const int y      = (i >> 1) + 1;
723         int16_t mv[5][2] = {
724             { mv_cache[y][x][0],     mv_cache[y][x][1]         },
725             { mv_cache[y - 1][x][0], mv_cache[y - 1][x][1]     },
726             { mv_cache[y][x - 1][0], mv_cache[y][x - 1][1]     },
727             { mv_cache[y][x + 1][0], mv_cache[y][x + 1][1]     },
728             { mv_cache[y + 1][x][0], mv_cache[y + 1][x][1]     }
729         };
730         // FIXME cleanup
731         obmc_motion(s, dest_y + ((i & 1) * 8) + (i >> 1) * 8 * s->linesize,
732                     ref_picture[0],
733                     mb_x * 16 + (i & 1) * 8, mb_y * 16 + (i >> 1) * 8,
734                     pix_op[1],
735                     mv);
736
737         mx += mv[0][0];
738         my += mv[0][1];
739     }
740     if (!CONFIG_GRAY || !(s->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY))
741         chroma_4mv_motion(s, dest_cb, dest_cr,
742                           ref_picture, pix_op[1],
743                           mx, my);
744 }
745
746 static inline void apply_8x8(MpegEncContext *s,
747                              uint8_t *dest_y,
748                              uint8_t *dest_cb,
749                              uint8_t *dest_cr,
750                              int dir,
751                              uint8_t **ref_picture,
752                              qpel_mc_func (*qpix_op)[16],
753                              op_pixels_func (*pix_op)[4])
754 {
755     int dxy, mx, my, src_x, src_y;
756     int i;
757     int mb_x = s->mb_x;
758     int mb_y = s->mb_y;
759     uint8_t *ptr, *dest;
760
761     mx = 0;
762     my = 0;
763     if (s->quarter_sample) {
764         for (i = 0; i < 4; i++) {
765             int motion_x = s->mv[dir][i][0];
766             int motion_y = s->mv[dir][i][1];
767
768             dxy   = ((motion_y & 3) << 2) | (motion_x & 3);
769             src_x = mb_x * 16 + (motion_x >> 2) + (i & 1) * 8;
770             src_y = mb_y * 16 + (motion_y >> 2) + (i >> 1) * 8;
771
772             /* WARNING: do no forget half pels */
773             src_x = av_clip(src_x, -16, s->width);
774             if (src_x == s->width)
775                 dxy &= ~3;
776             src_y = av_clip(src_y, -16, s->height);
777             if (src_y == s->height)
778                 dxy &= ~12;
779
780             ptr = ref_picture[0] + (src_y * s->linesize) + (src_x);
781             if ((unsigned)src_x >= FFMAX(s->h_edge_pos - (motion_x & 3) - 7, 0) ||
782                 (unsigned)src_y >= FFMAX(s->v_edge_pos - (motion_y & 3) - 7, 0)) {
783                 s->vdsp.emulated_edge_mc(s->sc.edge_emu_buffer, ptr,
784                                          s->linesize, s->linesize,
785                                          9, 9,
786                                          src_x, src_y,
787                                          s->h_edge_pos,
788                                          s->v_edge_pos);
789                 ptr = s->sc.edge_emu_buffer;
790             }
791             dest = dest_y + ((i & 1) * 8) + (i >> 1) * 8 * s->linesize;
792             qpix_op[1][dxy](dest, ptr, s->linesize);
793
794             mx += s->mv[dir][i][0] / 2;
795             my += s->mv[dir][i][1] / 2;
796         }
797     } else {
798         for (i = 0; i < 4; i++) {
799             hpel_motion(s,
800                         dest_y + ((i & 1) * 8) + (i >> 1) * 8 * s->linesize,
801                         ref_picture[0],
802                         mb_x * 16 + (i & 1) * 8,
803                         mb_y * 16 + (i >> 1) * 8,
804                         pix_op[1],
805                         s->mv[dir][i][0],
806                         s->mv[dir][i][1]);
807
808             mx += s->mv[dir][i][0];
809             my += s->mv[dir][i][1];
810         }
811     }
812
813     if (!CONFIG_GRAY || !(s->avctx->flags & AV_CODEC_FLAG_GRAY))
814         chroma_4mv_motion(s, dest_cb, dest_cr,
815                           ref_picture, pix_op[1], mx, my);
816 }
817
818 /**
819  * motion compensation of a single macroblock
820  * @param s context
821  * @param dest_y luma destination pointer
822  * @param dest_cb chroma cb/u destination pointer
823  * @param dest_cr chroma cr/v destination pointer
824  * @param dir direction (0->forward, 1->backward)
825  * @param ref_picture array[3] of pointers to the 3 planes of the reference picture
826  * @param pix_op halfpel motion compensation function (average or put normally)
827  * @param qpix_op qpel motion compensation function (average or put normally)
828  * the motion vectors are taken from s->mv and the MV type from s->mv_type
829  */
830 static av_always_inline void mpv_motion_internal(MpegEncContext *s,
831                                                  uint8_t *dest_y,
832                                                  uint8_t *dest_cb,
833                                                  uint8_t *dest_cr,
834                                                  int dir,
835                                                  uint8_t **ref_picture,
836                                                  op_pixels_func (*pix_op)[4],
837                                                  qpel_mc_func (*qpix_op)[16],
838                                                  int is_mpeg12)
839 {
840     int i;
841     int mb_y = s->mb_y;
842
843     prefetch_motion(s, ref_picture, dir);
844
845     if (!is_mpeg12 && s->obmc && s->pict_type != AV_PICTURE_TYPE_B) {
846         apply_obmc(s, dest_y, dest_cb, dest_cr, ref_picture, pix_op);
847         return;
848     }
849
850     switch (s->mv_type) {
851     case MV_TYPE_16X16:
852         if (s->mcsel) {
853             if (s->real_sprite_warping_points == 1) {
854                 gmc1_motion(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
855                             ref_picture);
856             } else {
857                 gmc_motion(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
858                            ref_picture);
859             }
860         } else if (!is_mpeg12 && s->quarter_sample) {
861             qpel_motion(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
862                         0, 0, 0,
863                         ref_picture, pix_op, qpix_op,
864                         s->mv[dir][0][0], s->mv[dir][0][1], 16);
865         } else if (!is_mpeg12 && (CONFIG_WMV2_DECODER || CONFIG_WMV2_ENCODER) &&
866                    s->mspel && s->codec_id == AV_CODEC_ID_WMV2) {
867             ff_mspel_motion(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
868                             ref_picture, pix_op,
869                             s->mv[dir][0][0], s->mv[dir][0][1], 16);
870         } else {
871             mpeg_motion(s, dest_y, dest_cb, dest_cr, 0,
872                         ref_picture, pix_op,
873                         s->mv[dir][0][0], s->mv[dir][0][1], 16, mb_y);
874         }
875         break;
876     case MV_TYPE_8X8:
877         if (!is_mpeg12)
878             apply_8x8(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
879                       dir, ref_picture, qpix_op, pix_op);
880         break;
881     case MV_TYPE_FIELD:
882         if (s->picture_structure == PICT_FRAME) {
883             if (!is_mpeg12 && s->quarter_sample) {
884                 for (i = 0; i < 2; i++)
885                     qpel_motion(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
886                                 1, i, s->field_select[dir][i],
887                                 ref_picture, pix_op, qpix_op,
888                                 s->mv[dir][i][0], s->mv[dir][i][1], 8);
889             } else {
890                 /* top field */
891                 mpeg_motion_field(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
892                                   0, s->field_select[dir][0],
893                                   ref_picture, pix_op,
894                                   s->mv[dir][0][0], s->mv[dir][0][1], 8, mb_y);
895                 /* bottom field */
896                 mpeg_motion_field(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
897                                   1, s->field_select[dir][1],
898                                   ref_picture, pix_op,
899                                   s->mv[dir][1][0], s->mv[dir][1][1], 8, mb_y);
900             }
901         } else {
902             if (   s->picture_structure != s->field_select[dir][0] + 1 && s->pict_type != AV_PICTURE_TYPE_B && !s->first_field
903                 || !ref_picture[0]) {
904                 ref_picture = s->current_picture_ptr->f->data;
905             }
906
907             mpeg_motion(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
908                         s->field_select[dir][0],
909                         ref_picture, pix_op,
910                         s->mv[dir][0][0], s->mv[dir][0][1], 16, mb_y >> 1);
911         }
912         break;
913     case MV_TYPE_16X8:
914         for (i = 0; i < 2; i++) {
915             uint8_t **ref2picture;
916
917             if ((s->picture_structure == s->field_select[dir][i] + 1
918                 || s->pict_type == AV_PICTURE_TYPE_B || s->first_field) && ref_picture[0]) {
919                 ref2picture = ref_picture;
920             } else {
921                 ref2picture = s->current_picture_ptr->f->data;
922             }
923
924             mpeg_motion(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
925                         s->field_select[dir][i],
926                         ref2picture, pix_op,
927                         s->mv[dir][i][0], s->mv[dir][i][1] + 16 * i,
928                         8, mb_y >> 1);
929
930             dest_y  += 16 * s->linesize;
931             dest_cb += (16 >> s->chroma_y_shift) * s->uvlinesize;
932             dest_cr += (16 >> s->chroma_y_shift) * s->uvlinesize;
933         }
934         break;
935     case MV_TYPE_DMV:
936         if (s->picture_structure == PICT_FRAME) {
937             for (i = 0; i < 2; i++) {
938                 int j;
939                 for (j = 0; j < 2; j++)
940                     mpeg_motion_field(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
941                                       j, j ^ i, ref_picture, pix_op,
942                                       s->mv[dir][2 * i + j][0],
943                                       s->mv[dir][2 * i + j][1], 8, mb_y);
944                 pix_op = s->hdsp.avg_pixels_tab;
945             }
946         } else {
947             if (!ref_picture[0]) {
948                 ref_picture = s->current_picture_ptr->f->data;
949             }
950             for (i = 0; i < 2; i++) {
951                 mpeg_motion(s, dest_y, dest_cb, dest_cr,
952                             s->picture_structure != i + 1,
953                             ref_picture, pix_op,
954                             s->mv[dir][2 * i][0], s->mv[dir][2 * i][1],
955                             16, mb_y >> 1);
956
957                 // after put we make avg of the same block
958                 pix_op = s->hdsp.avg_pixels_tab;
959
960                 /* opposite parity is always in the same frame if this is
961                  * second field */
962                 if (!s->first_field) {
963                     ref_picture = s->current_picture_ptr->f->data;
964                 }
965             }
966         }
967         break;
968     default: av_assert2(0);
969     }
970 }
971
972 void ff_mpv_motion(MpegEncContext *s,
973                    uint8_t *dest_y, uint8_t *dest_cb,
974                    uint8_t *dest_cr, int dir,
975                    uint8_t **ref_picture,
976                    op_pixels_func (*pix_op)[4],
977                    qpel_mc_func (*qpix_op)[16])
978 {
979 #if !CONFIG_SMALL
980     if (s->out_format == FMT_MPEG1)
981         mpv_motion_internal(s, dest_y, dest_cb, dest_cr, dir,
982                             ref_picture, pix_op, qpix_op, 1);
983     else
984 #endif
985         mpv_motion_internal(s, dest_y, dest_cb, dest_cr, dir,
986                             ref_picture, pix_op, qpix_op, 0);
987 }