New functions in DSPContext for VC-1 decoding
[ffmpeg.git] / libavcodec / vc1dsp.c
1 /*
2  * VC-1 and WMV3 decoder - DSP functions
3  * Copyright (c) 2006 Konstantin Shishkov
4  *
5  * This library is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
7  * License as published by the Free Software Foundation; either
8  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
9  *
10  * This library is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13  * Lesser General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
16  * License along with this library; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
18  *
19  */
20
21 /**
22 * @file vc1dsp.c
23  * VC-1 and WMV3 decoder
24  *
25  */
26
27 #include "dsputil.h"
28
29
30 /** Apply overlap transform to vertical edge
31 */
32 static void vc1_v_overlap_c(uint8_t* src, int stride, int rnd)
33 {
34     int i;
35     int a, b, c, d;
36     for(i = 0; i < 8; i++) {
37         a = src[-2*stride];
38         b = src[-stride];
39         c = src[0];
40         d = src[stride];
41
42         src[-2*stride] = clip_uint8((7*a + d + 4 - rnd) >> 3);
43         src[-stride] = clip_uint8((-a + 7*b + c + d + 3 + rnd) >> 3);
44         src[0] = clip_uint8((a + b + 7*c - d + 4 - rnd) >> 3);
45         src[stride] = clip_uint8((a + 7*d + 3 + rnd) >> 3);
46         src++;
47     }
48 }
49
50 /** Apply overlap transform to horizontal edge
51 */
52 static void vc1_h_overlap_c(uint8_t* src, int stride, int rnd)
53 {
54     int i;
55     int a, b, c, d;
56     for(i = 0; i < 8; i++) {
57         a = src[-2];
58         b = src[-1];
59         c = src[0];
60         d = src[1];
61
62         src[-2] = clip_uint8((7*a + d + 4 - rnd) >> 3);
63         src[-1] = clip_uint8((-a + 7*b + c + d + 3 + rnd) >> 3);
64         src[0] = clip_uint8((a + b + 7*c - d + 4 - rnd) >> 3);
65         src[1] = clip_uint8((a + 7*d + 3 + rnd) >> 3);
66         src += stride;
67     }
68 }
69
70
71 /** Do inverse transform on 8x8 block
72 */
73 static void vc1_inv_trans_8x8_c(DCTELEM block[64])
74 {
75     int i;
76     register int t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8;
77     DCTELEM *src, *dst;
78
79     src = block;
80     dst = block;
81     for(i = 0; i < 8; i++){
82         t1 = 12 * (src[0] + src[4]);
83         t2 = 12 * (src[0] - src[4]);
84         t3 = 16 * src[2] +  6 * src[6];
85         t4 =  6 * src[2] - 16 * src[6];
86
87         t5 = t1 + t3;
88         t6 = t2 + t4;
89         t7 = t2 - t4;
90         t8 = t1 - t3;
91
92         t1 = 16 * src[1] + 15 * src[3] +  9 * src[5] +  4 * src[7];
93         t2 = 15 * src[1] -  4 * src[3] - 16 * src[5] -  9 * src[7];
94         t3 =  9 * src[1] - 16 * src[3] +  4 * src[5] + 15 * src[7];
95         t4 =  4 * src[1] -  9 * src[3] + 15 * src[5] - 16 * src[7];
96
97         dst[0] = (t5 + t1 + 4) >> 3;
98         dst[1] = (t6 + t2 + 4) >> 3;
99         dst[2] = (t7 + t3 + 4) >> 3;
100         dst[3] = (t8 + t4 + 4) >> 3;
101         dst[4] = (t8 - t4 + 4) >> 3;
102         dst[5] = (t7 - t3 + 4) >> 3;
103         dst[6] = (t6 - t2 + 4) >> 3;
104         dst[7] = (t5 - t1 + 4) >> 3;
105
106         src += 8;
107         dst += 8;
108     }
109
110     src = block;
111     dst = block;
112     for(i = 0; i < 8; i++){
113         t1 = 12 * (src[ 0] + src[32]);
114         t2 = 12 * (src[ 0] - src[32]);
115         t3 = 16 * src[16] +  6 * src[48];
116         t4 =  6 * src[16] - 16 * src[48];
117
118         t5 = t1 + t3;
119         t6 = t2 + t4;
120         t7 = t2 - t4;
121         t8 = t1 - t3;
122
123         t1 = 16 * src[ 8] + 15 * src[24] +  9 * src[40] +  4 * src[56];
124         t2 = 15 * src[ 8] -  4 * src[24] - 16 * src[40] -  9 * src[56];
125         t3 =  9 * src[ 8] - 16 * src[24] +  4 * src[40] + 15 * src[56];
126         t4 =  4 * src[ 8] -  9 * src[24] + 15 * src[40] - 16 * src[56];
127
128         dst[ 0] = (t5 + t1 + 64) >> 7;
129         dst[ 8] = (t6 + t2 + 64) >> 7;
130         dst[16] = (t7 + t3 + 64) >> 7;
131         dst[24] = (t8 + t4 + 64) >> 7;
132         dst[32] = (t8 - t4 + 64 + 1) >> 7;
133         dst[40] = (t7 - t3 + 64 + 1) >> 7;
134         dst[48] = (t6 - t2 + 64 + 1) >> 7;
135         dst[56] = (t5 - t1 + 64 + 1) >> 7;
136
137         src++;
138         dst++;
139     }
140 }
141
142 /** Do inverse transform on 8x4 part of block
143 */
144 static void vc1_inv_trans_8x4_c(DCTELEM block[64], int n)
145 {
146     int i;
147     register int t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8;
148     DCTELEM *src, *dst;
149     int off;
150
151     off = n * 32;
152     src = block + off;
153     dst = block + off;
154     for(i = 0; i < 4; i++){
155         t1 = 12 * (src[0] + src[4]);
156         t2 = 12 * (src[0] - src[4]);
157         t3 = 16 * src[2] +  6 * src[6];
158         t4 =  6 * src[2] - 16 * src[6];
159
160         t5 = t1 + t3;
161         t6 = t2 + t4;
162         t7 = t2 - t4;
163         t8 = t1 - t3;
164
165         t1 = 16 * src[1] + 15 * src[3] +  9 * src[5] +  4 * src[7];
166         t2 = 15 * src[1] -  4 * src[3] - 16 * src[5] -  9 * src[7];
167         t3 =  9 * src[1] - 16 * src[3] +  4 * src[5] + 15 * src[7];
168         t4 =  4 * src[1] -  9 * src[3] + 15 * src[5] - 16 * src[7];
169
170         dst[0] = (t5 + t1 + 4) >> 3;
171         dst[1] = (t6 + t2 + 4) >> 3;
172         dst[2] = (t7 + t3 + 4) >> 3;
173         dst[3] = (t8 + t4 + 4) >> 3;
174         dst[4] = (t8 - t4 + 4) >> 3;
175         dst[5] = (t7 - t3 + 4) >> 3;
176         dst[6] = (t6 - t2 + 4) >> 3;
177         dst[7] = (t5 - t1 + 4) >> 3;
178
179         src += 8;
180         dst += 8;
181     }
182
183     src = block + off;
184     dst = block + off;
185     for(i = 0; i < 8; i++){
186         t1 = 17 * (src[ 0] + src[16]);
187         t2 = 17 * (src[ 0] - src[16]);
188         t3 = 22 * src[ 8];
189         t4 = 22 * src[24];
190         t5 = 10 * src[ 8];
191         t6 = 10 * src[24];
192
193         dst[ 0] = (t1 + t3 + t6 + 64) >> 7;
194         dst[ 8] = (t2 - t4 + t5 + 64) >> 7;
195         dst[16] = (t2 + t4 - t5 + 64) >> 7;
196         dst[24] = (t1 - t3 - t6 + 64) >> 7;
197
198         src ++;
199         dst ++;
200     }
201 }
202
203 /** Do inverse transform on 4x8 parts of block
204 */
205 static void vc1_inv_trans_4x8_c(DCTELEM block[64], int n)
206 {
207     int i;
208     register int t1,t2,t3,t4,t5,t6,t7,t8;
209     DCTELEM *src, *dst;
210     int off;
211
212     off = n * 4;
213     src = block + off;
214     dst = block + off;
215     for(i = 0; i < 8; i++){
216         t1 = 17 * (src[0] + src[2]);
217         t2 = 17 * (src[0] - src[2]);
218         t3 = 22 * src[1];
219         t4 = 22 * src[3];
220         t5 = 10 * src[1];
221         t6 = 10 * src[3];
222
223         dst[0] = (t1 + t3 + t6 + 4) >> 3;
224         dst[1] = (t2 - t4 + t5 + 4) >> 3;
225         dst[2] = (t2 + t4 - t5 + 4) >> 3;
226         dst[3] = (t1 - t3 - t6 + 4) >> 3;
227
228         src += 8;
229         dst += 8;
230     }
231
232     src = block + off;
233     dst = block + off;
234     for(i = 0; i < 4; i++){
235         t1 = 12 * (src[ 0] + src[32]);
236         t2 = 12 * (src[ 0] - src[32]);
237         t3 = 16 * src[16] +  6 * src[48];
238         t4 =  6 * src[16] - 16 * src[48];
239
240         t5 = t1 + t3;
241         t6 = t2 + t4;
242         t7 = t2 - t4;
243         t8 = t1 - t3;
244
245         t1 = 16 * src[ 8] + 15 * src[24] +  9 * src[40] +  4 * src[56];
246         t2 = 15 * src[ 8] -  4 * src[24] - 16 * src[40] -  9 * src[56];
247         t3 =  9 * src[ 8] - 16 * src[24] +  4 * src[40] + 15 * src[56];
248         t4 =  4 * src[ 8] -  9 * src[24] + 15 * src[40] - 16 * src[56];
249
250         dst[ 0] = (t5 + t1 + 64) >> 7;
251         dst[ 8] = (t6 + t2 + 64) >> 7;
252         dst[16] = (t7 + t3 + 64) >> 7;
253         dst[24] = (t8 + t4 + 64) >> 7;
254         dst[32] = (t8 - t4 + 64 + 1) >> 7;
255         dst[40] = (t7 - t3 + 64 + 1) >> 7;
256         dst[48] = (t6 - t2 + 64 + 1) >> 7;
257         dst[56] = (t5 - t1 + 64 + 1) >> 7;
258
259         src++;
260         dst++;
261     }
262 }
263
264 /** Do inverse transform on 4x4 part of block
265 */
266 static void vc1_inv_trans_4x4_c(DCTELEM block[64], int n)
267 {
268     int i;
269     register int t1,t2,t3,t4,t5,t6;
270     DCTELEM *src, *dst;
271     int off;
272
273     off = (n&1) * 4 + (n&2) * 16;
274     src = block + off;
275     dst = block + off;
276     for(i = 0; i < 4; i++){
277         t1 = 17 * (src[0] + src[2]);
278         t2 = 17 * (src[0] - src[2]);
279         t3 = 22 * src[1];
280         t4 = 22 * src[3];
281         t5 = 10 * src[1];
282         t6 = 10 * src[3];
283
284         dst[0] = (t1 + t3 + t6 + 4) >> 3;
285         dst[1] = (t2 - t4 + t5 + 4) >> 3;
286         dst[2] = (t2 + t4 - t5 + 4) >> 3;
287         dst[3] = (t1 - t3 - t6 + 4) >> 3;
288
289         src += 8;
290         dst += 8;
291     }
292
293     src = block + off;
294     dst = block + off;
295     for(i = 0; i < 4; i++){
296         t1 = 17 * (src[ 0] + src[16]);
297         t2 = 17 * (src[ 0] - src[16]);
298         t3 = 22 * src[ 8];
299         t4 = 22 * src[24];
300         t5 = 10 * src[ 8];
301         t6 = 10 * src[24];
302
303         dst[ 0] = (t1 + t3 + t6 + 64) >> 7;
304         dst[ 8] = (t2 - t4 + t5 + 64) >> 7;
305         dst[16] = (t2 + t4 - t5 + 64) >> 7;
306         dst[24] = (t1 - t3 - t6 + 64) >> 7;
307
308         src ++;
309         dst ++;
310     }
311 }
312
313 /* motion compensation functions */
314
315 /** Filter used to interpolate fractional pel values
316  */
317 static always_inline uint8_t vc1_mspel_filter(const uint8_t *src, int stride, int mode, int r)
318 {
319     switch(mode){
320     case 0: //no shift
321         return src[0];
322     case 1: // 1/4 shift
323         return (-4*src[-stride] + 53*src[0] + 18*src[stride] - 3*src[stride*2] + 32 - r) >> 6;
324     case 2: // 1/2 shift
325         return (-src[-stride] + 9*src[0] + 9*src[stride] - src[stride*2] + 8 - r) >> 4;
326     case 3: // 3/4 shift
327         return (-3*src[-stride] + 18*src[0] + 53*src[stride] - 4*src[stride*2] + 32 - r) >> 6;
328     }
329     return 0; //should not occur
330 }
331
332 /** Function used to do motion compensation with bicubic interpolation
333  */
334 static void vc1_mspel_mc(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int mode, int rnd)
335 {
336     int i, j;
337     uint8_t tmp[8*11], *tptr;
338     int m, r;
339
340     m = (mode & 3);
341     r = rnd;
342     src -= stride;
343     tptr = tmp;
344     for(j = 0; j < 11; j++) {
345         for(i = 0; i < 8; i++)
346             tptr[i] = vc1_mspel_filter(src + i, 1, m, r);
347         src += stride;
348         tptr += 8;
349     }
350     r = 1 - rnd;
351     m = (mode >> 2) & 3;
352
353     tptr = tmp + 8;
354     for(j = 0; j < 8; j++) {
355         for(i = 0; i < 8; i++)
356             dst[i] = vc1_mspel_filter(tptr + i, 8, m, r);
357         dst += stride;
358         tptr += 8;
359     }
360 }
361
362 /* pixel functions - really are entry points to vc1_mspel_mc */
363
364 /* this one is defined in dsputil.c */
365 void ff_put_vc1_mspel_mc00_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd);
366
367 static void ff_put_vc1_mspel_mc10_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
368     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0x1, rnd);
369 }
370
371 static void ff_put_vc1_mspel_mc20_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
372     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0x2, rnd);
373 }
374
375 static void ff_put_vc1_mspel_mc30_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
376     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0x3, rnd);
377 }
378
379 static void ff_put_vc1_mspel_mc01_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
380     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0x4, rnd);
381 }
382
383 static void ff_put_vc1_mspel_mc11_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
384     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0x5, rnd);
385 }
386
387 static void ff_put_vc1_mspel_mc21_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
388     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0x6, rnd);
389 }
390
391 static void ff_put_vc1_mspel_mc31_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
392     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0x7, rnd);
393 }
394
395 static void ff_put_vc1_mspel_mc02_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
396     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0x8, rnd);
397 }
398
399 static void ff_put_vc1_mspel_mc12_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
400     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0x9, rnd);
401 }
402
403 static void ff_put_vc1_mspel_mc22_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
404     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0xA, rnd);
405 }
406
407 static void ff_put_vc1_mspel_mc32_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
408     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0xB, rnd);
409 }
410
411 static void ff_put_vc1_mspel_mc03_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
412     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0xC, rnd);
413 }
414
415 static void ff_put_vc1_mspel_mc13_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
416     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0xD, rnd);
417 }
418
419 static void ff_put_vc1_mspel_mc23_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
420     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0xE, rnd);
421 }
422
423 static void ff_put_vc1_mspel_mc33_c(uint8_t *dst, const uint8_t *src, int stride, int rnd) {
424     vc1_mspel_mc(dst, src, stride, 0xF, rnd);
425 }
426
427 void ff_vc1dsp_init(DSPContext* dsp, AVCodecContext *avctx) {
428     dsp->vc1_inv_trans_8x8 = vc1_inv_trans_8x8_c;
429     dsp->vc1_inv_trans_4x8 = vc1_inv_trans_4x8_c;
430     dsp->vc1_inv_trans_8x4 = vc1_inv_trans_8x4_c;
431     dsp->vc1_inv_trans_4x4 = vc1_inv_trans_4x4_c;
432     dsp->vc1_h_overlap = vc1_h_overlap_c;
433     dsp->vc1_v_overlap = vc1_v_overlap_c;
434
435     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 0] = ff_put_vc1_mspel_mc00_c;
436     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 1] = ff_put_vc1_mspel_mc10_c;
437     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 2] = ff_put_vc1_mspel_mc20_c;
438     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 3] = ff_put_vc1_mspel_mc30_c;
439     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 4] = ff_put_vc1_mspel_mc01_c;
440     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 5] = ff_put_vc1_mspel_mc11_c;
441     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 6] = ff_put_vc1_mspel_mc21_c;
442     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 7] = ff_put_vc1_mspel_mc31_c;
443     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 8] = ff_put_vc1_mspel_mc02_c;
444     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[ 9] = ff_put_vc1_mspel_mc12_c;
445     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[10] = ff_put_vc1_mspel_mc22_c;
446     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[11] = ff_put_vc1_mspel_mc32_c;
447     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[12] = ff_put_vc1_mspel_mc03_c;
448     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[13] = ff_put_vc1_mspel_mc13_c;
449     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[14] = ff_put_vc1_mspel_mc23_c;
450     dsp->put_vc1_mspel_pixels_tab[15] = ff_put_vc1_mspel_mc33_c;
451 }