99be2a4f27272418f8b0861dd9d9bc67758f91ab
[ffmpeg.git] / libswscale / rgb2rgb.c
1 /*
2  * software RGB to RGB converter
3  * pluralize by software PAL8 to RGB converter
4  *              software YUV to YUV converter
5  *              software YUV to RGB converter
6  * Written by Nick Kurshev.
7  * palette & YUV & runtime CPU stuff by Michael (michaelni@gmx.at)
8  *
9  * This file is part of FFmpeg.
10  *
11  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or modify
12  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
13  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
14  * (at your option) any later version.
15  *
16  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
17  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
19  * GNU General Public License for more details.
20  *
21  * You should have received a copy of the GNU General Public License
22  * along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
23  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
24  *
25  * The C code (not assembly, MMX, ...) of this file can be used
26  * under the LGPL license.
27  */
28 #include <inttypes.h>
29 #include "config.h"
30 #include "libavutil/x86_cpu.h"
31 #include "libavutil/bswap.h"
32 #include "rgb2rgb.h"
33 #include "swscale.h"
34 #include "swscale_internal.h"
35
36 #define FAST_BGR2YV12 // use 7-bit instead of 15-bit coefficients
37
38 void (*rgb24tobgr32)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
39 void (*rgb24tobgr16)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
40 void (*rgb24tobgr15)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
41 void (*rgb32tobgr24)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
42 void (*rgb32to16)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
43 void (*rgb32to15)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
44 void (*rgb15to16)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
45 void (*rgb15tobgr24)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
46 void (*rgb15to32)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
47 void (*rgb16to15)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
48 void (*rgb16tobgr24)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
49 void (*rgb16to32)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
50 void (*rgb24tobgr24)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
51 void (*rgb24to16)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
52 void (*rgb24to15)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
53 void (*rgb32tobgr32)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
54 void (*rgb32tobgr16)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
55 void (*rgb32tobgr15)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size);
56
57 void (*yv12toyuy2)(const uint8_t *ysrc, const uint8_t *usrc, const uint8_t *vsrc, uint8_t *dst,
58                    long width, long height,
59                    long lumStride, long chromStride, long dstStride);
60 void (*yv12touyvy)(const uint8_t *ysrc, const uint8_t *usrc, const uint8_t *vsrc, uint8_t *dst,
61                    long width, long height,
62                    long lumStride, long chromStride, long dstStride);
63 void (*yuv422ptoyuy2)(const uint8_t *ysrc, const uint8_t *usrc, const uint8_t *vsrc, uint8_t *dst,
64                       long width, long height,
65                       long lumStride, long chromStride, long dstStride);
66 void (*yuv422ptouyvy)(const uint8_t *ysrc, const uint8_t *usrc, const uint8_t *vsrc, uint8_t *dst,
67                       long width, long height,
68                       long lumStride, long chromStride, long dstStride);
69 void (*yuy2toyv12)(const uint8_t *src, uint8_t *ydst, uint8_t *udst, uint8_t *vdst,
70                    long width, long height,
71                    long lumStride, long chromStride, long srcStride);
72 void (*rgb24toyv12)(const uint8_t *src, uint8_t *ydst, uint8_t *udst, uint8_t *vdst,
73                     long width, long height,
74                     long lumStride, long chromStride, long srcStride);
75 void (*planar2x)(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long width, long height,
76                  long srcStride, long dstStride);
77 void (*interleaveBytes)(uint8_t *src1, uint8_t *src2, uint8_t *dst,
78                         long width, long height, long src1Stride,
79                         long src2Stride, long dstStride);
80 void (*vu9_to_vu12)(const uint8_t *src1, const uint8_t *src2,
81                     uint8_t *dst1, uint8_t *dst2,
82                     long width, long height,
83                     long srcStride1, long srcStride2,
84                     long dstStride1, long dstStride2);
85 void (*yvu9_to_yuy2)(const uint8_t *src1, const uint8_t *src2, const uint8_t *src3,
86                      uint8_t *dst,
87                      long width, long height,
88                      long srcStride1, long srcStride2,
89                      long srcStride3, long dstStride);
90
91 #if ARCH_X86 && CONFIG_GPL
92 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mmx_null)     = 0x0000000000000000ULL;
93 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mmx_one)      = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFULL;
94 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask32b)      = 0x000000FF000000FFULL;
95 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask32g)      = 0x0000FF000000FF00ULL;
96 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask32r)      = 0x00FF000000FF0000ULL;
97 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask32)       = 0x00FFFFFF00FFFFFFULL;
98 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask3216br)   = 0x00F800F800F800F8ULL;
99 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask3216g)    = 0x0000FC000000FC00ULL;
100 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask3215g)    = 0x0000F8000000F800ULL;
101 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mul3216)      = 0x2000000420000004ULL;
102 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mul3215)      = 0x2000000820000008ULL;
103 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask24b)      = 0x00FF0000FF0000FFULL;
104 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask24g)      = 0xFF0000FF0000FF00ULL;
105 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask24r)      = 0x0000FF0000FF0000ULL;
106 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask24l)      = 0x0000000000FFFFFFULL;
107 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask24h)      = 0x0000FFFFFF000000ULL;
108 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask24hh)     = 0xffff000000000000ULL;
109 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask24hhh)    = 0xffffffff00000000ULL;
110 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask24hhhh)   = 0xffffffffffff0000ULL;
111 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask15b)      = 0x001F001F001F001FULL; /* 00000000 00011111  xxB */
112 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask15rg)     = 0x7FE07FE07FE07FE0ULL; /* 01111111 11100000  RGx */
113 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask15s)      = 0xFFE0FFE0FFE0FFE0ULL;
114 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask15g)      = 0x03E003E003E003E0ULL;
115 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask15r)      = 0x7C007C007C007C00ULL;
116 #define mask16b mask15b
117 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask16g)      = 0x07E007E007E007E0ULL;
118 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, mask16r)      = 0xF800F800F800F800ULL;
119 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, red_16mask)   = 0x0000f8000000f800ULL;
120 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, green_16mask) = 0x000007e0000007e0ULL;
121 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, blue_16mask)  = 0x0000001f0000001fULL;
122 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, red_15mask)   = 0x00007c0000007c00ULL;
123 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, green_15mask) = 0x000003e0000003e0ULL;
124 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, blue_15mask)  = 0x0000001f0000001fULL;
125 #endif /* ARCH_X86 */
126
127 #define RGB2YUV_SHIFT 8
128 #define BY ((int)( 0.098*(1<<RGB2YUV_SHIFT)+0.5))
129 #define BV ((int)(-0.071*(1<<RGB2YUV_SHIFT)+0.5))
130 #define BU ((int)( 0.439*(1<<RGB2YUV_SHIFT)+0.5))
131 #define GY ((int)( 0.504*(1<<RGB2YUV_SHIFT)+0.5))
132 #define GV ((int)(-0.368*(1<<RGB2YUV_SHIFT)+0.5))
133 #define GU ((int)(-0.291*(1<<RGB2YUV_SHIFT)+0.5))
134 #define RY ((int)( 0.257*(1<<RGB2YUV_SHIFT)+0.5))
135 #define RV ((int)( 0.439*(1<<RGB2YUV_SHIFT)+0.5))
136 #define RU ((int)(-0.148*(1<<RGB2YUV_SHIFT)+0.5))
137
138 //Note: We have C, MMX, MMX2, 3DNOW versions, there is no 3DNOW + MMX2 one.
139 //plain C versions
140 #undef HAVE_MMX
141 #undef HAVE_MMX2
142 #undef HAVE_AMD3DNOW
143 #undef HAVE_SSE2
144 #define HAVE_MMX 0
145 #define HAVE_MMX2 0
146 #define HAVE_AMD3DNOW 0
147 #define HAVE_SSE2 0
148 #define RENAME(a) a ## _C
149 #include "rgb2rgb_template.c"
150
151 #if ARCH_X86 && CONFIG_GPL
152
153 //MMX versions
154 #undef RENAME
155 #undef HAVE_MMX
156 #define HAVE_MMX 1
157 #define RENAME(a) a ## _MMX
158 #include "rgb2rgb_template.c"
159
160 //MMX2 versions
161 #undef RENAME
162 #undef HAVE_MMX2
163 #define HAVE_MMX2 1
164 #define RENAME(a) a ## _MMX2
165 #include "rgb2rgb_template.c"
166
167 //3DNOW versions
168 #undef RENAME
169 #undef HAVE_MMX2
170 #undef HAVE_AMD3DNOW
171 #define HAVE_MMX2 0
172 #define HAVE_AMD3DNOW 1
173 #define RENAME(a) a ## _3DNOW
174 #include "rgb2rgb_template.c"
175
176 #endif //ARCH_X86 || ARCH_X86_64
177
178 /*
179  RGB15->RGB16 original by Strepto/Astral
180  ported to gcc & bugfixed : A'rpi
181  MMX2, 3DNOW optimization by Nick Kurshev
182  32-bit C version, and and&add trick by Michael Niedermayer
183 */
184
185 void sws_rgb2rgb_init(int flags){
186 #if (HAVE_MMX2 || HAVE_AMD3DNOW || HAVE_MMX)  && CONFIG_GPL
187     if (flags & SWS_CPU_CAPS_MMX2)
188         rgb2rgb_init_MMX2();
189     else if (flags & SWS_CPU_CAPS_3DNOW)
190         rgb2rgb_init_3DNOW();
191     else if (flags & SWS_CPU_CAPS_MMX)
192         rgb2rgb_init_MMX();
193     else
194 #endif /* HAVE_MMX2 || HAVE_AMD3DNOW || HAVE_MMX */
195         rgb2rgb_init_C();
196 }
197
198 /**
199  * Convert the palette to the same packet 32-bit format as the palette
200  */
201 void palette8topacked32(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long num_pixels, const uint8_t *palette)
202 {
203     long i;
204
205     for (i=0; i<num_pixels; i++)
206         ((uint32_t *) dst)[i] = ((const uint32_t *) palette)[src[i]];
207 }
208
209 /**
210  * Palette format: ABCD -> dst format: ABC
211  */
212 void palette8topacked24(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long num_pixels, const uint8_t *palette)
213 {
214     long i;
215
216     for (i=0; i<num_pixels; i++)
217     {
218         //FIXME slow?
219         dst[0]= palette[src[i]*4+0];
220         dst[1]= palette[src[i]*4+1];
221         dst[2]= palette[src[i]*4+2];
222         dst+= 3;
223     }
224 }
225
226 /**
227  * Palette is assumed to contain BGR16, see rgb32to16 to convert the palette.
228  */
229 void palette8torgb16(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long num_pixels, const uint8_t *palette)
230 {
231     long i;
232     for (i=0; i<num_pixels; i++)
233         ((uint16_t *)dst)[i] = ((const uint16_t *)palette)[src[i]];
234 }
235 void palette8tobgr16(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long num_pixels, const uint8_t *palette)
236 {
237     long i;
238     for (i=0; i<num_pixels; i++)
239         ((uint16_t *)dst)[i] = bswap_16(((const uint16_t *)palette)[src[i]]);
240 }
241
242 /**
243  * Palette is assumed to contain BGR15, see rgb32to15 to convert the palette.
244  */
245 void palette8torgb15(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long num_pixels, const uint8_t *palette)
246 {
247     long i;
248     for (i=0; i<num_pixels; i++)
249         ((uint16_t *)dst)[i] = ((const uint16_t *)palette)[src[i]];
250 }
251 void palette8tobgr15(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long num_pixels, const uint8_t *palette)
252 {
253     long i;
254     for (i=0; i<num_pixels; i++)
255         ((uint16_t *)dst)[i] = bswap_16(((const uint16_t *)palette)[src[i]]);
256 }
257
258 void rgb32to24(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
259 {
260     long i;
261     long num_pixels = src_size >> 2;
262     for (i=0; i<num_pixels; i++)
263     {
264         #ifdef WORDS_BIGENDIAN
265             /* RGB32 (= A,B,G,R) -> BGR24 (= B,G,R) */
266             dst[3*i + 0] = src[4*i + 1];
267             dst[3*i + 1] = src[4*i + 2];
268             dst[3*i + 2] = src[4*i + 3];
269         #else
270             dst[3*i + 0] = src[4*i + 2];
271             dst[3*i + 1] = src[4*i + 1];
272             dst[3*i + 2] = src[4*i + 0];
273         #endif
274     }
275 }
276
277 void rgb24to32(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
278 {
279     long i;
280     for (i=0; 3*i<src_size; i++)
281     {
282         #ifdef WORDS_BIGENDIAN
283             /* RGB24 (= R,G,B) -> BGR32 (= A,R,G,B) */
284             dst[4*i + 0] = 0;
285             dst[4*i + 1] = src[3*i + 0];
286             dst[4*i + 2] = src[3*i + 1];
287             dst[4*i + 3] = src[3*i + 2];
288         #else
289             dst[4*i + 0] = src[3*i + 2];
290             dst[4*i + 1] = src[3*i + 1];
291             dst[4*i + 2] = src[3*i + 0];
292             dst[4*i + 3] = 0;
293         #endif
294     }
295 }
296
297 void rgb16tobgr32(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
298 {
299     const uint16_t *end;
300     uint8_t *d = dst;
301     const uint16_t *s = (const uint16_t *)src;
302     end = s + src_size/2;
303     while (s < end)
304     {
305         register uint16_t bgr;
306         bgr = *s++;
307         #ifdef WORDS_BIGENDIAN
308             *d++ = 0;
309             *d++ = (bgr&0x1F)<<3;
310             *d++ = (bgr&0x7E0)>>3;
311             *d++ = (bgr&0xF800)>>8;
312         #else
313             *d++ = (bgr&0xF800)>>8;
314             *d++ = (bgr&0x7E0)>>3;
315             *d++ = (bgr&0x1F)<<3;
316             *d++ = 0;
317         #endif
318     }
319 }
320
321 void rgb16to24(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
322 {
323     const uint16_t *end;
324     uint8_t *d = dst;
325     const uint16_t *s = (const uint16_t *)src;
326     end = s + src_size/2;
327     while (s < end)
328     {
329         register uint16_t bgr;
330         bgr = *s++;
331         *d++ = (bgr&0xF800)>>8;
332         *d++ = (bgr&0x7E0)>>3;
333         *d++ = (bgr&0x1F)<<3;
334     }
335 }
336
337 void rgb16tobgr16(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
338 {
339     long i;
340     long num_pixels = src_size >> 1;
341
342     for (i=0; i<num_pixels; i++)
343     {
344         unsigned rgb = ((const uint16_t*)src)[i];
345         ((uint16_t*)dst)[i] = (rgb>>11) | (rgb&0x7E0) | (rgb<<11);
346     }
347 }
348
349 void rgb16tobgr15(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
350 {
351     long i;
352     long num_pixels = src_size >> 1;
353
354     for (i=0; i<num_pixels; i++)
355     {
356         unsigned rgb = ((const uint16_t*)src)[i];
357         ((uint16_t*)dst)[i] = (rgb>>11) | ((rgb&0x7C0)>>1) | ((rgb&0x1F)<<10);
358     }
359 }
360
361 void rgb15tobgr32(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
362 {
363     const uint16_t *end;
364     uint8_t *d = dst;
365     const uint16_t *s = (const uint16_t *)src;
366     end = s + src_size/2;
367     while (s < end)
368     {
369         register uint16_t bgr;
370         bgr = *s++;
371         #ifdef WORDS_BIGENDIAN
372             *d++ = 0;
373             *d++ = (bgr&0x1F)<<3;
374             *d++ = (bgr&0x3E0)>>2;
375             *d++ = (bgr&0x7C00)>>7;
376         #else
377             *d++ = (bgr&0x7C00)>>7;
378             *d++ = (bgr&0x3E0)>>2;
379             *d++ = (bgr&0x1F)<<3;
380             *d++ = 0;
381         #endif
382     }
383 }
384
385 void rgb15to24(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
386 {
387     const uint16_t *end;
388     uint8_t *d = dst;
389     const uint16_t *s = (const uint16_t *)src;
390     end = s + src_size/2;
391     while (s < end)
392     {
393         register uint16_t bgr;
394         bgr = *s++;
395         *d++ = (bgr&0x7C00)>>7;
396         *d++ = (bgr&0x3E0)>>2;
397         *d++ = (bgr&0x1F)<<3;
398     }
399 }
400
401 void rgb15tobgr16(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
402 {
403     long i;
404     long num_pixels = src_size >> 1;
405
406     for (i=0; i<num_pixels; i++)
407     {
408         unsigned rgb = ((const uint16_t*)src)[i];
409         ((uint16_t*)dst)[i] = ((rgb&0x7C00)>>10) | ((rgb&0x3E0)<<1) | (rgb<<11);
410     }
411 }
412
413 void rgb15tobgr15(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
414 {
415     long i;
416     long num_pixels = src_size >> 1;
417
418     for (i=0; i<num_pixels; i++)
419     {
420         unsigned br;
421         unsigned rgb = ((const uint16_t*)src)[i];
422         br = rgb&0x7c1F;
423         ((uint16_t*)dst)[i] = (br>>10) | (rgb&0x3E0) | (br<<10);
424     }
425 }
426
427 void bgr8torgb8(const uint8_t *src, uint8_t *dst, long src_size)
428 {
429     long i;
430     long num_pixels = src_size;
431     for (i=0; i<num_pixels; i++)
432     {
433         unsigned b,g,r;
434         register uint8_t rgb;
435         rgb = src[i];
436         r = (rgb&0x07);
437         g = (rgb&0x38)>>3;
438         b = (rgb&0xC0)>>6;
439         dst[i] = ((b<<1)&0x07) | ((g&0x07)<<3) | ((r&0x03)<<6);
440     }
441 }