h264: reduce number of arguments for mc_blocks()
[nihav.git] / nihav-itu / src / codecs / h264 / dsp / mod.rs
index ef706be01af2cb59aa66cc8ab7dcbae70728e5bc..b07ffe82883ee97583fc630de292c17e611e2c42 100644 (file)
@@ -1,15 +1,7 @@
-use nihav_core::frame::*;
-use nihav_codec_support::codecs::blockdsp::*;
-use nihav_codec_support::codecs::MV;
-
-#[cfg(not(debug_assertions))]
-mod release;
-#[cfg(not(debug_assertions))]
-use release::*;
-#[cfg(debug_assertions)]
-mod debug;
-#[cfg(debug_assertions)]
-use debug::*;
+mod mc;
+pub use mc::{H264MC, McBlock};
+#[cfg(target_arch="x86_64")]
+use std::arch::asm;
 
 pub const CHROMA_QUANTS: [u8; 52] = [
      0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 13, 14, 15,
@@ -266,15 +258,6 @@ pub fn add_coeffs8(dst: &mut [u8], offset: usize, stride: usize, coeffs: &[i16;
     }
 }
 
-pub fn avg(dst: &mut [u8], dstride: usize,
-           src: &[u8], sstride: usize, bw: usize, bh: usize) {
-   for (dline, sline) in dst.chunks_mut(dstride).zip(src.chunks(sstride)).take(bh) {
-        for (dst, src) in dline.iter_mut().zip(sline.iter()).take(bw) {
-            *dst = ((u16::from(*dst) + u16::from(*src) + 1) >> 1) as u8;
-        }
-    }
-}
-
 fn clip8(val: i16) -> u8 { val.max(0).min(255) as u8 }
 
 fn ipred_dc128(buf: &mut [u8], stride: usize, bsize: usize) {
@@ -368,7 +351,7 @@ fn ipred_4x4_diag_down_left(buf: &mut [u8], stride: usize, top: &[u8], _left: &[
 fn ipred_4x4_diag_down_right(buf: &mut [u8], stride: usize, top: &[u8], left: &[u8], _tr: &[u8]) {
     let mut t: [u16; 5] = [0; 5];
     t[0] = u16::from(left[0]);
-    load(&mut t[1..], &top);
+    load(&mut t[1..], top);
     let mut l: [u16; 5] = [0; 5];
     load(&mut l, left);
     let dst = buf;
@@ -386,7 +369,7 @@ fn ipred_4x4_diag_down_right(buf: &mut [u8], stride: usize, top: &[u8], left: &[
 fn ipred_4x4_ver_right(buf: &mut [u8], stride: usize, top: &[u8], left: &[u8], _tr: &[u8]) {
     let mut t: [u16; 5] = [0; 5];
     t[0] = u16::from(left[0]);
-    load(&mut t[1..], &top);
+    load(&mut t[1..], top);
     let mut l: [u16; 5] = [0; 5];
     load(&mut l, left);
     let dst = buf;
@@ -414,7 +397,7 @@ fn ipred_4x4_ver_right(buf: &mut [u8], stride: usize, top: &[u8], left: &[u8], _
 }
 fn ipred_4x4_ver_left(buf: &mut [u8], stride: usize, top: &[u8], _left: &[u8], tr: &[u8]) {
     let mut t: [u16; 8] = [0; 8];
-    load(&mut t[..4], &top);
+    load(&mut t[..4], top);
     load(&mut t[4..], tr);
     let dst = buf;
 
@@ -444,7 +427,7 @@ fn ipred_4x4_ver_left(buf: &mut [u8], stride: usize, top: &[u8], _left: &[u8], t
 fn ipred_4x4_hor_down(buf: &mut [u8], stride: usize, top: &[u8], left: &[u8], _tr: &[u8]) {
     let mut t: [u16; 5] = [0; 5];
     t[0] = u16::from(left[0]);
-    load(&mut t[1..], &top);
+    load(&mut t[1..], top);
     let mut l: [u16; 5] = [0; 5];
     load(&mut l, left);
     let dst = buf;
@@ -758,7 +741,7 @@ fn ipred_8x8_dc(buf: &mut [u8], stride: usize, top: &[u8], left: &[u8]) {
     let mut l = [0; 8];
     load(&mut l, &left[1..]);
     let mut t = [0; 8];
-    load(&mut t, &top);
+    load(&mut t, top);
 
     let dc0 = ((t[0] + t[1] + t[2] + t[3] + l[0] + l[1] + l[2] + l[3] + 4) >> 3) as u8;
     let sum1 = t[4] + t[5] + t[6] + t[7];
@@ -907,165 +890,6 @@ pub const IPRED_FUNCS16X16: [IPred8x8Func; 7] = [
     ipred_16x16_left_dc, ipred_16x16_top_dc, ipred_16x16_dc128
 ];
 
-fn clip_u8(val: i16) -> u8 { val.max(0).min(255) as u8 }
-
-pub fn do_mc(frm: &mut NASimpleVideoFrame<u8>, refpic: NAVideoBufferRef<u8>, xpos: usize, ypos: usize, w: usize, h: usize, mv: MV) {
-    let mode = ((mv.x & 3) + (mv.y & 3) * 4) as usize;
-    copy_block(frm, refpic.clone(), 0, xpos, ypos, mv.x >> 2, mv.y >> 2, w, h, 2, 3, mode, H264_LUMA_INTERP);
-
-    let (cw, ch) = refpic.get_dimensions(1);
-    let mvx = mv.x >> 3;
-    let mvy = mv.y >> 3;
-    let dx = (mv.x & 7) as u16;
-    let dy = (mv.y & 7) as u16;
-    let mut ebuf = [0u8; 18 * 9];
-    let src_x = ((xpos >> 1) as isize) + (mvx as isize);
-    let src_y = ((ypos >> 1) as isize) + (mvy as isize);
-    let suoff = refpic.get_offset(1);
-    let svoff = refpic.get_offset(2);
-    let sustride = refpic.get_stride(1);
-    let svstride = refpic.get_stride(2);
-    let src = refpic.get_data();
-    let cbw = w / 2;
-    let cbh = h / 2;
-    let (csrc, cstride) = if (src_x < 0) || (src_x + (cbw as isize) + 1 > (cw as isize)) || (src_y < 0) || (src_y + (cbh as isize) + 1 > (ch as isize)) {
-            edge_emu(&refpic, src_x, src_y, cbw+1, cbh+1, &mut ebuf,      18, 1, 4);
-            edge_emu(&refpic, src_x, src_y, cbw+1, cbh+1, &mut ebuf[9..], 18, 2, 4);
-            ([&ebuf, &ebuf[9..]], [18, 18])
-        } else {
-            ([&src[suoff + (src_x as usize) + (src_y as usize) * sustride..],
-             &src[svoff + (src_x as usize) + (src_y as usize) * svstride..]],
-             [sustride, svstride])
-        };
-    for chroma in 1..3 {
-        let off = frm.offset[chroma] + xpos / 2 + (ypos / 2) * frm.stride[chroma];
-        chroma_interp(&mut frm.data[off..], frm.stride[chroma], csrc[chroma - 1], cstride[chroma - 1], dx, dy, cbw, cbh);
-    }
-}
-
-pub fn mc_blocks(ydst: &mut [u8], udst: &mut [u8], vdst: &mut [u8], refpic: NAVideoBufferRef<u8>, xpos: usize, ypos: usize, w: usize, h: usize, mv: MV) {
-    let mode = ((mv.x & 3) + (mv.y & 3) * 4) as usize;
-
-    let pre  = if mode != 0 { 2 } else { 0 };
-    let post = if mode != 0 { 3 } else { 0 };
-    let (width, height) = refpic.get_dimensions(0);
-    let sx = (xpos as isize) + ((mv.x >> 2) as isize);
-    let sy = (ypos as isize) + ((mv.y >> 2) as isize);
-
-    const EBUF_STRIDE: usize = 32;
-    let mut ebuf = [0u8; EBUF_STRIDE * (16 + 2 + 3)];
-
-    if (sx - pre < 0) || (sx + (w as isize) + post > (width as isize)) ||
-       (sy - pre < 0) || (sy + (h as isize) + post > (height as isize)) {
-        let edge = (pre + post) as usize;
-        edge_emu(&refpic, sx - pre, sy - pre, w + edge, h + edge,
-                 &mut ebuf, EBUF_STRIDE, 0, 0);
-        (H264_LUMA_INTERP[mode])(ydst, 16, &ebuf, EBUF_STRIDE, w, h);
-    } else {
-        let sstride = refpic.get_stride(0);
-        let soff    = refpic.get_offset(0);
-        let sdta    = refpic.get_data();
-        let sbuf: &[u8] = sdta.as_slice();
-        let saddr = soff + ((sx - pre) as usize) + ((sy - pre) as usize) * sstride;
-        (H264_LUMA_INTERP[mode])(ydst, 16, &sbuf[saddr..], sstride, w, h);
-    }
-
-    let (cw, ch) = refpic.get_dimensions(1);
-    let mvx = mv.x >> 3;
-    let mvy = mv.y >> 3;
-    let dx = (mv.x & 7) as u16;
-    let dy = (mv.y & 7) as u16;
-    let src_x = ((xpos >> 1) as isize) + (mvx as isize);
-    let src_y = ((ypos >> 1) as isize) + (mvy as isize);
-    let suoff = refpic.get_offset(1);
-    let svoff = refpic.get_offset(2);
-    let sustride = refpic.get_stride(1);
-    let svstride = refpic.get_stride(2);
-    let src = refpic.get_data();
-    let cbw = w / 2;
-    let cbh = h / 2;
-    let (csrc, cstride) = if (src_x < 0) || (src_x + (cbw as isize) + 1 > (cw as isize)) || (src_y < 0) || (src_y + (cbh as isize) + 1 > (ch as isize)) {
-            edge_emu(&refpic, src_x, src_y, cbw+1, cbh+1, &mut ebuf,      18, 1, 4);
-            edge_emu(&refpic, src_x, src_y, cbw+1, cbh+1, &mut ebuf[9..], 18, 2, 4);
-            ([&ebuf, &ebuf[9..]], [18, 18])
-        } else {
-            ([&src[suoff + (src_x as usize) + (src_y as usize) * sustride..],
-             &src[svoff + (src_x as usize) + (src_y as usize) * svstride..]],
-             [sustride, svstride])
-        };
-    chroma_interp(udst, 16, csrc[0], cstride[0], dx, dy, cbw, cbh);
-    chroma_interp(vdst, 16, csrc[1], cstride[1], dx, dy, cbw, cbh);
-}
-
-pub fn gray_block(frm: &mut NASimpleVideoFrame<u8>, x: usize, y: usize, w: usize, h: usize) {
-    let yoff = frm.offset[0] + x + y * frm.stride[0];
-    let coff = [frm.offset[1] + x / 2 + y / 2 * frm.stride[1],
-                frm.offset[2] + x / 2 + y / 2 * frm.stride[2]];
-    if w == 16 && h == 16 {
-        IPRED_FUNCS16X16[IPRED8_DC128](&mut frm.data[yoff..], frm.stride[0], &[], &[]);
-        for chroma in 1..2 {
-            IPRED_FUNCS8X8_CHROMA[IPRED8_DC128](&mut frm.data[coff[chroma - 1]..], frm.stride[chroma], &[], &[]);
-        }
-    } else if w == 8 && h == 8 {
-        IPRED_FUNCS8X8_CHROMA[IPRED8_DC128](&mut frm.data[yoff..], frm.stride[0], &[], &[]);
-        for chroma in 1..2 {
-            IPRED_FUNCS4X4[IPRED4_DC128](&mut frm.data[coff[chroma - 1]..], frm.stride[chroma], &[128; 4], &[128; 4], &[128; 4]);
-        }
-    } else {
-        for row in frm.data[yoff..].chunks_mut(frm.stride[0]).take(h) {
-            for el in row[..w].iter_mut() {
-                *el = 128;
-            }
-        }
-        for chroma in 0..2 {
-            for row in frm.data[coff[chroma]..].chunks_mut(frm.stride[chroma + 1]).take(h / 2) {
-                for el in row[..w / 2].iter_mut() {
-                    *el = 128;
-                }
-            }
-        }
-    }
-}
-
-pub fn do_mc_avg(frm: &mut NASimpleVideoFrame<u8>, refpic: NAVideoBufferRef<u8>, xpos: usize, ypos: usize, w: usize, h: usize, mv: MV, avg_buf: &mut NAVideoBufferRef<u8>) {
-    let mut afrm = NASimpleVideoFrame::from_video_buf(avg_buf).unwrap();
-    let amv = MV { x: mv.x + (xpos as i16) * 4, y: mv.y + (ypos as i16) * 4 };
-    do_mc(&mut afrm, refpic, 0, 0, w, h, amv);
-    for comp in 0..3 {
-        let shift = if comp == 0 { 0 } else { 1 };
-        avg(&mut frm.data[frm.offset[comp] + (xpos >> shift) + (ypos >> shift) * frm.stride[comp]..], frm.stride[comp], &afrm.data[afrm.offset[comp]..], afrm.stride[comp], w >> shift, h >> shift);
-    }
-}
-
-pub fn put_block_weighted(dst: &mut [u8], stride: usize, src: &[u8], w: usize, h: usize, wparams: [i8; 3]) {
-    let weight = i16::from(wparams[0]);
-    let offset = i16::from(wparams[1]);
-    let wshift = wparams[2] as u8;
-    let bias = (1 << wshift) >> 1;
-
-    for (drow, srow) in dst.chunks_mut(stride).zip(src.chunks(16)).take(h) {
-        for (dst, &src) in drow[..w].iter_mut().zip(srow.iter()) {
-            *dst = clip8(((i16::from(src) * weight + bias) >> wshift) + offset);
-        }
-    }
-}
-
-pub fn put_block_weighted2(dst: &mut [u8], stride: usize, src0: &[u8], src1: &[u8], w: usize, h: usize, wparams: [i8; 5]) {
-    let weight0 = i16::from(wparams[0]);
-    let offset0 = i16::from(wparams[1]);
-    let weight1 = i16::from(wparams[2]);
-    let offset1 = i16::from(wparams[3]);
-    let wshift = (wparams[4] as u8) + 1;
-    let offset = (offset0 + offset1 + 1) >> 1;
-    let bias = (1 << wshift) >> 1;
-
-    for (drow, (srow0, srow1)) in dst.chunks_mut(stride).zip(src0.chunks(16).zip(src1.chunks(16))).take(h) {
-        for (dst, (&src0, &src1)) in drow[..w].iter_mut().zip(srow0.iter().zip(srow1.iter())) {
-            *dst = clip8(((i16::from(src0) * weight0 + i16::from(src1) * weight1 + bias) >> wshift) + offset);
-        }
-    }
-}
-
 macro_rules! loop_filter {
     (lumaedge; $buf: expr, $off: expr, $step: expr, $alpha: expr, $beta: expr) => {
         let p2 = i16::from($buf[$off - $step * 3]);
@@ -1141,32 +965,122 @@ fn check_filter(buf: &[u8], off: usize, step: usize, alpha: i16, beta: i16) -> b
     (p0 - q0).abs() < alpha && (p1 - p0).abs() < beta && (q1 - q0).abs() < beta
 }
 
+#[cfg(not(target_arch="x86_64"))]
+fn check_filter4(buf: &[u8], mut off: usize, step: usize, stride: usize, alpha: i16, beta: i16) -> [bool; 4] {
+    let mut flags = [false; 4];
+    for flag in flags.iter_mut() {
+        let p1 = i16::from(buf[off - step * 2]);
+        let p0 = i16::from(buf[off - step]);
+        let q0 = i16::from(buf[off]);
+        let q1 = i16::from(buf[off + step]);
+        *flag = (p0 - q0).abs() < alpha && (p1 - p0).abs() < beta && (q1 - q0).abs() < beta;
+        off += stride;
+    }
+    flags
+}
+
+#[cfg(target_arch="x86_64")]
+fn check_filter4(buf: &[u8], off: usize, step: usize, stride: usize, alpha: i16, beta: i16) -> [bool; 4] {
+    unsafe {
+        let mut flags = [false; 4];
+        let src = buf[off - step * 2..].as_ptr();
+        let load_stride = step.max(stride);
+        let fptr = flags.as_mut_ptr();
+        let tflag = u32::from(step == 1);
+        asm! {
+            // load block
+            "pxor       xmm4, xmm4",
+            "movd       xmm0, dword ptr [{src}]",
+            "lea        {tmp}, [{src} + {stride} * 2]",
+            "movd       xmm1, dword ptr [{src} + {stride}]",
+            "movd       xmm2, dword ptr [{tmp}]",
+            "movd       xmm3, dword ptr [{tmp} + {stride}]",
+            "punpcklbw  xmm0, xmm4",
+            "punpcklbw  xmm1, xmm4",
+            "punpcklbw  xmm2, xmm4",
+            "punpcklbw  xmm3, xmm4",
+
+            // transpose block if necessary so it's always processed by rows
+            "test       {tflag:e}, {tflag:e}",
+            "jz         1f",
+            "punpcklwd  xmm0, xmm1",
+            "movhlps    xmm4, xmm0",
+            "punpcklwd  xmm2, xmm3",
+            "movhlps    xmm1, xmm2",
+            "punpckldq  xmm0, xmm2",
+            "punpckldq  xmm4, xmm1",
+            "movhlps    xmm1, xmm0",
+            "movhlps    xmm3, xmm4",
+            "movaps     xmm2, xmm4",
+            "1:",
+
+            // calculate deltas and flags
+            "movd       xmm4, {alpha:r}",
+            "movd       xmm5, {beta:r}",
+            "psubw      xmm0, xmm1",
+            "psubw      xmm1, xmm2",
+            "psubw      xmm3, xmm2",
+            "pshuflw    xmm4, xmm4, 0",
+            "pshuflw    xmm5, xmm5, 0",
+            "pabsw      xmm0, xmm0", // |p1 - p0|
+            "pabsw      xmm1, xmm1", // |p0 - q0|
+            "pabsw      xmm2, xmm3", // |q1 - q0|
+            "movaps     xmm3, xmm5",
+            "pcmpgtw    xmm4, xmm1",
+            "pcmpgtw    xmm5, xmm0",
+            "pcmpgtw    xmm3, xmm2",
+            "pand       xmm4, xmm5",
+            "pand       xmm4, xmm3",
+            "packsswb   xmm4, xmm4",
+            "movd       [{flags}], xmm4",
+            tmp = out(reg) _,
+            src = in(reg) src,
+            stride = in(reg) load_stride,
+            alpha = in(reg) alpha,
+            beta = in(reg) beta,
+            flags = in(reg) fptr,
+            tflag = in(reg) tflag,
+            out("xmm0") _,
+            out("xmm1") _,
+            out("xmm2") _,
+            out("xmm3") _,
+            out("xmm4") _,
+            out("xmm5") _,
+        }
+        flags
+    }
+}
+
 pub fn loop_filter_lumaedge_v(dst: &mut [u8], mut off: usize, stride: usize, alpha: i16, beta: i16) {
-    for _ in 0..4 {
-        if check_filter(dst, off, 1, alpha, beta) {
+    let flags = check_filter4(dst, off, 1, stride, alpha, beta);
+    for &flag in flags.iter() {
+        if flag {
             loop_filter!(lumaedge; dst, off, 1, alpha, beta);
         }
         off += stride;
     }
 }
 pub fn loop_filter_lumaedge_h(dst: &mut [u8], off: usize, stride: usize, alpha: i16, beta: i16) {
-    for x in 0..4 {
-        if check_filter(dst, off + x, stride, alpha, beta) {
+    let flags = check_filter4(dst, off, stride, 1, alpha, beta);
+    for (x, &flag) in flags.iter().enumerate() {
+        if flag {
             loop_filter!(lumaedge; dst, off + x, stride, alpha, beta);
         }
     }
 }
 pub fn loop_filter_lumanormal_v(dst: &mut [u8], mut off: usize, stride: usize, alpha: i16, beta: i16, tc0: i16) {
-    for _ in 0..4 {
-        if check_filter(dst, off, 1, alpha, beta) {
+    let flags = check_filter4(dst, off, 1, stride, alpha, beta);
+    for &flag in flags.iter() {
+        if flag {
             loop_filter!(lumanormal; dst, off, 1, tc0, beta);
         }
         off += stride;
     }
 }
 pub fn loop_filter_lumanormal_h(dst: &mut [u8], off: usize, stride: usize, alpha: i16, beta: i16, tc0: i16) {
-    for x in 0..4 {
-        if check_filter(dst, off + x, stride, alpha, beta) {
+    let flags = check_filter4(dst, off, stride, 1, alpha, beta);
+    for (x, &flag) in flags.iter().enumerate() {
+        if flag {
             loop_filter!(lumanormal; dst, off + x, stride, tc0, beta);
         }
     }