VP8: clear DCT blocks in iDCT instead of using clear_blocks.
[ffmpeg.git] / libavcodec / vp8dsp.c
1 /**
2  * VP8 compatible video decoder
3  *
4  * Copyright (C) 2010 David Conrad
5  * Copyright (C) 2010 Ronald S. Bultje
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 "dsputil.h"
25 #include "vp8dsp.h"
26
27 // TODO: Maybe add dequant
28 static void vp8_luma_dc_wht_c(DCTELEM block[4][4][16], DCTELEM dc[16])
29 {
30     int i, t0, t1, t2, t3;
31
32     for (i = 0; i < 4; i++) {
33         t0 = dc[0*4+i] + dc[3*4+i];
34         t1 = dc[1*4+i] + dc[2*4+i];
35         t2 = dc[1*4+i] - dc[2*4+i];
36         t3 = dc[0*4+i] - dc[3*4+i];
37
38         dc[0*4+i] = t0 + t1;
39         dc[1*4+i] = t3 + t2;
40         dc[2*4+i] = t0 - t1;
41         dc[3*4+i] = t3 - t2;
42     }
43
44     for (i = 0; i < 4; i++) {
45         t0 = dc[i*4+0] + dc[i*4+3] + 3; // rounding
46         t1 = dc[i*4+1] + dc[i*4+2];
47         t2 = dc[i*4+1] - dc[i*4+2];
48         t3 = dc[i*4+0] - dc[i*4+3] + 3; // rounding
49
50         *block[i][0] = (t0 + t1) >> 3;
51         *block[i][1] = (t3 + t2) >> 3;
52         *block[i][2] = (t0 - t1) >> 3;
53         *block[i][3] = (t3 - t2) >> 3;
54     }
55 }
56
57
58 #define MUL_20091(a) ((((a)*20091) >> 16) + (a))
59 #define MUL_35468(a)  (((a)*35468) >> 16)
60
61 static void vp8_idct_add_c(uint8_t *dst, DCTELEM block[16], int stride)
62 {
63     int i, t0, t1, t2, t3;
64     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP;
65     DCTELEM tmp[16];
66
67     for (i = 0; i < 4; i++) {
68         t0 = block[0*4+i] + block[2*4+i];
69         t1 = block[0*4+i] - block[2*4+i];
70         t2 = MUL_35468(block[1*4+i]) - MUL_20091(block[3*4+i]);
71         t3 = MUL_20091(block[1*4+i]) + MUL_35468(block[3*4+i]);
72         block[0*4+i] = 0;
73         block[1*4+i] = 0;
74         block[2*4+i] = 0;
75         block[3*4+i] = 0;
76
77         tmp[i*4+0] = t0 + t3;
78         tmp[i*4+1] = t1 + t2;
79         tmp[i*4+2] = t1 - t2;
80         tmp[i*4+3] = t0 - t3;
81     }
82
83     for (i = 0; i < 4; i++) {
84         t0 = tmp[0*4+i] + tmp[2*4+i];
85         t1 = tmp[0*4+i] - tmp[2*4+i];
86         t2 = MUL_35468(tmp[1*4+i]) - MUL_20091(tmp[3*4+i]);
87         t3 = MUL_20091(tmp[1*4+i]) + MUL_35468(tmp[3*4+i]);
88
89         dst[0] = cm[dst[0] + ((t0 + t3 + 4) >> 3)];
90         dst[1] = cm[dst[1] + ((t1 + t2 + 4) >> 3)];
91         dst[2] = cm[dst[2] + ((t1 - t2 + 4) >> 3)];
92         dst[3] = cm[dst[3] + ((t0 - t3 + 4) >> 3)];
93         dst += stride;
94     }
95 }
96
97 static void vp8_idct_dc_add_c(uint8_t *dst, DCTELEM block[16], int stride)
98 {
99     int i, dc = (block[0] + 4) >> 3;
100     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP + dc;
101     block[0] = 0;
102
103     for (i = 0; i < 4; i++) {
104         dst[0] = cm[dst[0]];
105         dst[1] = cm[dst[1]];
106         dst[2] = cm[dst[2]];
107         dst[3] = cm[dst[3]];
108         dst += stride;
109     }
110 }
111
112
113 // because I like only having two parameters to pass functions...
114 #define LOAD_PIXELS\
115     int av_unused p3 = p[-4*stride];\
116     int av_unused p2 = p[-3*stride];\
117     int av_unused p1 = p[-2*stride];\
118     int av_unused p0 = p[-1*stride];\
119     int av_unused q0 = p[ 0*stride];\
120     int av_unused q1 = p[ 1*stride];\
121     int av_unused q2 = p[ 2*stride];\
122     int av_unused q3 = p[ 3*stride];
123
124 #define clip_int8(n) (cm[n+0x80]-0x80)
125
126 static av_always_inline void filter_common(uint8_t *p, int stride, int is4tap)
127 {
128     LOAD_PIXELS
129     int a, f1, f2;
130     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP;
131
132     a = 3*(q0 - p0);
133
134     if (is4tap)
135         a += clip_int8(p1 - q1);
136
137     a = clip_int8(a);
138
139     // We deviate from the spec here with c(a+3) >> 3
140     // since that's what libvpx does.
141     f1 = FFMIN(a+4, 127) >> 3;
142     f2 = FFMIN(a+3, 127) >> 3;
143
144     // Despite what the spec says, we do need to clamp here to
145     // be bitexact with libvpx.
146     p[-1*stride] = cm[p0 + f2];
147     p[ 0*stride] = cm[q0 - f1];
148
149     // only used for _inner on blocks without high edge variance
150     if (!is4tap) {
151         a = (f1+1)>>1;
152         p[-2*stride] = cm[p1 + a];
153         p[ 1*stride] = cm[q1 - a];
154     }
155 }
156
157 static av_always_inline int simple_limit(uint8_t *p, int stride, int flim)
158 {
159     LOAD_PIXELS
160     return 2*FFABS(p0-q0) + (FFABS(p1-q1) >> 1) <= flim;
161 }
162
163 /**
164  * E - limit at the macroblock edge
165  * I - limit for interior difference
166  */
167 static av_always_inline int normal_limit(uint8_t *p, int stride, int E, int I)
168 {
169     LOAD_PIXELS
170     return simple_limit(p, stride, E)
171         && FFABS(p3-p2) <= I && FFABS(p2-p1) <= I && FFABS(p1-p0) <= I
172         && FFABS(q3-q2) <= I && FFABS(q2-q1) <= I && FFABS(q1-q0) <= I;
173 }
174
175 // high edge variance
176 static av_always_inline int hev(uint8_t *p, int stride, int thresh)
177 {
178     LOAD_PIXELS
179     return FFABS(p1-p0) > thresh || FFABS(q1-q0) > thresh;
180 }
181
182 static av_always_inline void filter_mbedge(uint8_t *p, int stride)
183 {
184     int a0, a1, a2, w;
185     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP;
186
187     LOAD_PIXELS
188
189     w = clip_int8(p1-q1);
190     w = clip_int8(w + 3*(q0-p0));
191
192     a0 = (27*w + 63) >> 7;
193     a1 = (18*w + 63) >> 7;
194     a2 = ( 9*w + 63) >> 7;
195
196     p[-3*stride] = cm[p2 + a2];
197     p[-2*stride] = cm[p1 + a1];
198     p[-1*stride] = cm[p0 + a0];
199     p[ 0*stride] = cm[q0 - a0];
200     p[ 1*stride] = cm[q1 - a1];
201     p[ 2*stride] = cm[q2 - a2];
202 }
203
204 #define LOOP_FILTER(dir, size, stridea, strideb, maybe_inline) \
205 static maybe_inline void vp8_ ## dir ## _loop_filter ## size ## _c(uint8_t *dst, int stride,\
206                                      int flim_E, int flim_I, int hev_thresh)\
207 {\
208     int i;\
209 \
210     for (i = 0; i < size; i++)\
211         if (normal_limit(dst+i*stridea, strideb, flim_E, flim_I)) {\
212             if (hev(dst+i*stridea, strideb, hev_thresh))\
213                 filter_common(dst+i*stridea, strideb, 1);\
214             else\
215                 filter_mbedge(dst+i*stridea, strideb);\
216         }\
217 }\
218 \
219 static maybe_inline void vp8_ ## dir ## _loop_filter ## size ## _inner_c(uint8_t *dst, int stride,\
220                                       int flim_E, int flim_I, int hev_thresh)\
221 {\
222     int i;\
223 \
224     for (i = 0; i < size; i++)\
225         if (normal_limit(dst+i*stridea, strideb, flim_E, flim_I)) {\
226             int hv = hev(dst+i*stridea, strideb, hev_thresh);\
227             if (hv) \
228                 filter_common(dst+i*stridea, strideb, 1);\
229             else \
230                 filter_common(dst+i*stridea, strideb, 0);\
231         }\
232 }
233
234 LOOP_FILTER(v, 16, 1, stride,)
235 LOOP_FILTER(h, 16, stride, 1,)
236
237 #define UV_LOOP_FILTER(dir, stridea, strideb) \
238 LOOP_FILTER(dir, 8, stridea, strideb, av_always_inline) \
239 static void vp8_ ## dir ## _loop_filter8uv_c(uint8_t *dstU, uint8_t *dstV, int stride,\
240                                       int fE, int fI, int hev_thresh)\
241 {\
242   vp8_ ## dir ## _loop_filter8_c(dstU, stride, fE, fI, hev_thresh);\
243   vp8_ ## dir ## _loop_filter8_c(dstV, stride, fE, fI, hev_thresh);\
244 }\
245 static void vp8_ ## dir ## _loop_filter8uv_inner_c(uint8_t *dstU, uint8_t *dstV, int stride,\
246                                       int fE, int fI, int hev_thresh)\
247 {\
248   vp8_ ## dir ## _loop_filter8_inner_c(dstU, stride, fE, fI, hev_thresh);\
249   vp8_ ## dir ## _loop_filter8_inner_c(dstV, stride, fE, fI, hev_thresh);\
250 }
251
252 UV_LOOP_FILTER(v, 1, stride)
253 UV_LOOP_FILTER(h, stride, 1)
254
255 static void vp8_v_loop_filter_simple_c(uint8_t *dst, int stride, int flim)
256 {
257     int i;
258
259     for (i = 0; i < 16; i++)
260         if (simple_limit(dst+i, stride, flim))
261             filter_common(dst+i, stride, 1);
262 }
263
264 static void vp8_h_loop_filter_simple_c(uint8_t *dst, int stride, int flim)
265 {
266     int i;
267
268     for (i = 0; i < 16; i++)
269         if (simple_limit(dst+i*stride, 1, flim))
270             filter_common(dst+i*stride, 1, 1);
271 }
272
273 static const uint8_t subpel_filters[7][6] = {
274     { 0,   6, 123,  12,   1,   0 },
275     { 2,  11, 108,  36,   8,   1 },
276     { 0,   9,  93,  50,   6,   0 },
277     { 3,  16,  77,  77,  16,   3 },
278     { 0,   6,  50,  93,   9,   0 },
279     { 1,   8,  36, 108,  11,   2 },
280     { 0,   1,  12, 123,   6,   0 },
281 };
282
283 #define PUT_PIXELS(WIDTH) \
284 static void put_vp8_pixels ## WIDTH ##_c(uint8_t *dst, int dststride, uint8_t *src, int srcstride, int h, int x, int y) { \
285     int i; \
286     for (i = 0; i < h; i++, dst+= dststride, src+= srcstride) { \
287         memcpy(dst, src, WIDTH); \
288     } \
289 }
290
291 PUT_PIXELS(16)
292 PUT_PIXELS(8)
293 PUT_PIXELS(4)
294
295 #define FILTER_6TAP(src, F, stride) \
296     cm[(F[2]*src[x+0*stride] - F[1]*src[x-1*stride] + F[0]*src[x-2*stride] + \
297         F[3]*src[x+1*stride] - F[4]*src[x+2*stride] + F[5]*src[x+3*stride] + 64) >> 7]
298
299 #define FILTER_4TAP(src, F, stride) \
300     cm[(F[2]*src[x+0*stride] - F[1]*src[x-1*stride] + \
301         F[3]*src[x+1*stride] - F[4]*src[x+2*stride] + 64) >> 7]
302
303 #define VP8_EPEL_H(SIZE, FILTER, FILTERNAME) \
304 static void put_vp8_epel ## SIZE ## _ ## FILTERNAME ## _c(uint8_t *dst, int dststride, uint8_t *src, int srcstride, int h, int mx, int my) \
305 { \
306     const uint8_t *filter = subpel_filters[mx-1]; \
307     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP; \
308     int x, y; \
309 \
310     for (y = 0; y < h; y++) { \
311         for (x = 0; x < SIZE; x++) \
312             dst[x] = FILTER(src, filter, 1); \
313         dst += dststride; \
314         src += srcstride; \
315     } \
316 }
317 #define VP8_EPEL_V(SIZE, FILTER, FILTERNAME) \
318 static void put_vp8_epel ## SIZE ## _ ## FILTERNAME ## _c(uint8_t *dst, int dststride, uint8_t *src, int srcstride, int h, int mx, int my) \
319 { \
320     const uint8_t *filter = subpel_filters[my-1]; \
321     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP; \
322     int x, y; \
323 \
324     for (y = 0; y < h; y++) { \
325         for (x = 0; x < SIZE; x++) \
326             dst[x] = FILTER(src, filter, srcstride); \
327         dst += dststride; \
328         src += srcstride; \
329     } \
330 }
331 #define VP8_EPEL_HV(SIZE, FILTERX, FILTERY, FILTERNAME) \
332 static void put_vp8_epel ## SIZE ## _ ## FILTERNAME ## _c(uint8_t *dst, int dststride, uint8_t *src, int srcstride, int h, int mx, int my) \
333 { \
334     const uint8_t *filter = subpel_filters[mx-1]; \
335     uint8_t *cm = ff_cropTbl + MAX_NEG_CROP; \
336     int x, y; \
337     uint8_t tmp_array[(2*SIZE+5)*SIZE]; \
338     uint8_t *tmp = tmp_array; \
339     src -= 2*srcstride; \
340 \
341     for (y = 0; y < h+5; y++) { \
342         for (x = 0; x < SIZE; x++) \
343             tmp[x] = FILTERX(src, filter, 1); \
344         tmp += SIZE; \
345         src += srcstride; \
346     } \
347 \
348     tmp = tmp_array + 2*SIZE; \
349     filter = subpel_filters[my-1]; \
350 \
351     for (y = 0; y < h; y++) { \
352         for (x = 0; x < SIZE; x++) \
353             dst[x] = FILTERY(tmp, filter, SIZE); \
354         dst += dststride; \
355         tmp += SIZE; \
356     } \
357 }
358
359 VP8_EPEL_H(16, FILTER_4TAP, h4)
360 VP8_EPEL_H(8,  FILTER_4TAP, h4)
361 VP8_EPEL_H(4,  FILTER_4TAP, h4)
362 VP8_EPEL_H(16, FILTER_6TAP, h6)
363 VP8_EPEL_H(8,  FILTER_6TAP, h6)
364 VP8_EPEL_H(4,  FILTER_6TAP, h6)
365 VP8_EPEL_V(16, FILTER_4TAP, v4)
366 VP8_EPEL_V(8,  FILTER_4TAP, v4)
367 VP8_EPEL_V(4,  FILTER_4TAP, v4)
368 VP8_EPEL_V(16, FILTER_6TAP, v6)
369 VP8_EPEL_V(8,  FILTER_6TAP, v6)
370 VP8_EPEL_V(4,  FILTER_6TAP, v6)
371 VP8_EPEL_HV(16, FILTER_4TAP, FILTER_4TAP, h4v4)
372 VP8_EPEL_HV(8,  FILTER_4TAP, FILTER_4TAP, h4v4)
373 VP8_EPEL_HV(4,  FILTER_4TAP, FILTER_4TAP, h4v4)
374 VP8_EPEL_HV(16, FILTER_4TAP, FILTER_6TAP, h4v6)
375 VP8_EPEL_HV(8,  FILTER_4TAP, FILTER_6TAP, h4v6)
376 VP8_EPEL_HV(4,  FILTER_4TAP, FILTER_6TAP, h4v6)
377 VP8_EPEL_HV(16, FILTER_6TAP, FILTER_4TAP, h6v4)
378 VP8_EPEL_HV(8,  FILTER_6TAP, FILTER_4TAP, h6v4)
379 VP8_EPEL_HV(4,  FILTER_6TAP, FILTER_4TAP, h6v4)
380 VP8_EPEL_HV(16, FILTER_6TAP, FILTER_6TAP, h6v6)
381 VP8_EPEL_HV(8,  FILTER_6TAP, FILTER_6TAP, h6v6)
382 VP8_EPEL_HV(4,  FILTER_6TAP, FILTER_6TAP, h6v6)
383
384 #define VP8_BILINEAR(SIZE) \
385 static void put_vp8_bilinear ## SIZE ## _h_c(uint8_t *dst, int stride, uint8_t *src, int s2, int h, int mx, int my) \
386 { \
387     int a = 8-mx, b = mx; \
388     int x, y; \
389 \
390     for (y = 0; y < h; y++) { \
391         for (x = 0; x < SIZE; x++) \
392             dst[x] = (a*src[x] + b*src[x+1] + 4) >> 3; \
393         dst += stride; \
394         src += stride; \
395     } \
396 } \
397 static void put_vp8_bilinear ## SIZE ## _v_c(uint8_t *dst, int stride, uint8_t *src, int s2, int h, int mx, int my) \
398 { \
399     int c = 8-my, d = my; \
400     int x, y; \
401 \
402     for (y = 0; y < h; y++) { \
403         for (x = 0; x < SIZE; x++) \
404             dst[x] = (c*src[x] + d*src[x+stride] + 4) >> 3; \
405         dst += stride; \
406         src += stride; \
407     } \
408 } \
409 \
410 static void put_vp8_bilinear ## SIZE ## _hv_c(uint8_t *dst, int stride, uint8_t *src, int s2, int h, int mx, int my) \
411 { \
412     int a = 8-mx, b = mx; \
413     int c = 8-my, d = my; \
414     int x, y; \
415     uint8_t tmp_array[(2*SIZE+1)*SIZE]; \
416     uint8_t *tmp = tmp_array; \
417 \
418     for (y = 0; y < h+1; y++) { \
419         for (x = 0; x < SIZE; x++) \
420             tmp[x] = (a*src[x] + b*src[x+1] + 4) >> 3; \
421         tmp += SIZE; \
422         src += stride; \
423     } \
424 \
425     tmp = tmp_array; \
426 \
427     for (y = 0; y < h; y++) { \
428         for (x = 0; x < SIZE; x++) \
429             dst[x] = (c*tmp[x] + d*tmp[x+SIZE] + 4) >> 3; \
430         dst += stride; \
431         tmp += SIZE; \
432     } \
433 }
434
435 VP8_BILINEAR(16)
436 VP8_BILINEAR(8)
437 VP8_BILINEAR(4)
438
439 #define VP8_MC_FUNC(IDX, SIZE) \
440     dsp->put_vp8_epel_pixels_tab[IDX][0][0] = put_vp8_pixels ## SIZE ## _c; \
441     dsp->put_vp8_epel_pixels_tab[IDX][0][1] = put_vp8_epel ## SIZE ## _h4_c; \
442     dsp->put_vp8_epel_pixels_tab[IDX][0][2] = put_vp8_epel ## SIZE ## _h6_c; \
443     dsp->put_vp8_epel_pixels_tab[IDX][1][0] = put_vp8_epel ## SIZE ## _v4_c; \
444     dsp->put_vp8_epel_pixels_tab[IDX][1][1] = put_vp8_epel ## SIZE ## _h4v4_c; \
445     dsp->put_vp8_epel_pixels_tab[IDX][1][2] = put_vp8_epel ## SIZE ## _h6v4_c; \
446     dsp->put_vp8_epel_pixels_tab[IDX][2][0] = put_vp8_epel ## SIZE ## _v6_c; \
447     dsp->put_vp8_epel_pixels_tab[IDX][2][1] = put_vp8_epel ## SIZE ## _h4v6_c; \
448     dsp->put_vp8_epel_pixels_tab[IDX][2][2] = put_vp8_epel ## SIZE ## _h6v6_c
449
450 #define VP8_BILINEAR_MC_FUNC(IDX, SIZE) \
451     dsp->put_vp8_bilinear_pixels_tab[IDX][0][0] = put_vp8_pixels ## SIZE ## _c; \
452     dsp->put_vp8_bilinear_pixels_tab[IDX][0][1] = put_vp8_bilinear ## SIZE ## _h_c; \
453     dsp->put_vp8_bilinear_pixels_tab[IDX][0][2] = put_vp8_bilinear ## SIZE ## _h_c; \
454     dsp->put_vp8_bilinear_pixels_tab[IDX][1][0] = put_vp8_bilinear ## SIZE ## _v_c; \
455     dsp->put_vp8_bilinear_pixels_tab[IDX][1][1] = put_vp8_bilinear ## SIZE ## _hv_c; \
456     dsp->put_vp8_bilinear_pixels_tab[IDX][1][2] = put_vp8_bilinear ## SIZE ## _hv_c; \
457     dsp->put_vp8_bilinear_pixels_tab[IDX][2][0] = put_vp8_bilinear ## SIZE ## _v_c; \
458     dsp->put_vp8_bilinear_pixels_tab[IDX][2][1] = put_vp8_bilinear ## SIZE ## _hv_c; \
459     dsp->put_vp8_bilinear_pixels_tab[IDX][2][2] = put_vp8_bilinear ## SIZE ## _hv_c
460
461 av_cold void ff_vp8dsp_init(VP8DSPContext *dsp)
462 {
463     dsp->vp8_luma_dc_wht = vp8_luma_dc_wht_c;
464     dsp->vp8_idct_add    = vp8_idct_add_c;
465     dsp->vp8_idct_dc_add = vp8_idct_dc_add_c;
466
467     dsp->vp8_v_loop_filter16y = vp8_v_loop_filter16_c;
468     dsp->vp8_h_loop_filter16y = vp8_h_loop_filter16_c;
469     dsp->vp8_v_loop_filter8uv = vp8_v_loop_filter8uv_c;
470     dsp->vp8_h_loop_filter8uv = vp8_h_loop_filter8uv_c;
471
472     dsp->vp8_v_loop_filter16y_inner = vp8_v_loop_filter16_inner_c;
473     dsp->vp8_h_loop_filter16y_inner = vp8_h_loop_filter16_inner_c;
474     dsp->vp8_v_loop_filter8uv_inner = vp8_v_loop_filter8uv_inner_c;
475     dsp->vp8_h_loop_filter8uv_inner = vp8_h_loop_filter8uv_inner_c;
476
477     dsp->vp8_v_loop_filter_simple = vp8_v_loop_filter_simple_c;
478     dsp->vp8_h_loop_filter_simple = vp8_h_loop_filter_simple_c;
479
480     VP8_MC_FUNC(0, 16);
481     VP8_MC_FUNC(1, 8);
482     VP8_MC_FUNC(2, 4);
483
484     VP8_BILINEAR_MC_FUNC(0, 16);
485     VP8_BILINEAR_MC_FUNC(1, 8);
486     VP8_BILINEAR_MC_FUNC(2, 4);
487
488     if (HAVE_MMX)
489         ff_vp8dsp_init_x86(dsp);
490     if (HAVE_ALTIVEC)
491         ff_vp8dsp_init_altivec(dsp);
492 }