LCOV - code coverage report
Current view: top level - src/libavcodec/tests - dct.c (source / functions) Hit Total Coverage
Test: coverage.info Lines: 107 235 45.5 %
Date: 2017-01-19 23:52:33 Functions: 5 8 62.5 %

          Line data    Source code
       1             : /*
       2             :  * (c) 2001 Fabrice Bellard
       3             :  *     2007 Marc Hoffman <marc.hoffman@analog.com>
       4             :  *
       5             :  * This file is part of FFmpeg.
       6             :  *
       7             :  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
       8             :  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
       9             :  * License as published by the Free Software Foundation; either
      10             :  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
      11             :  *
      12             :  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
      13             :  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
      14             :  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
      15             :  * Lesser General Public License for more details.
      16             :  *
      17             :  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
      18             :  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
      19             :  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
      20             :  */
      21             : 
      22             : /**
      23             :  * @file
      24             :  * DCT test (c) 2001 Fabrice Bellard
      25             :  * Started from sample code by Juan J. Sierralta P.
      26             :  */
      27             : 
      28             : #include "config.h"
      29             : #include <stdlib.h>
      30             : #include <stdio.h>
      31             : #include <string.h>
      32             : #if HAVE_UNISTD_H
      33             : #include <unistd.h>
      34             : #endif
      35             : #include <math.h>
      36             : 
      37             : #include "libavutil/cpu.h"
      38             : #include "libavutil/common.h"
      39             : #include "libavutil/internal.h"
      40             : #include "libavutil/lfg.h"
      41             : #include "libavutil/time.h"
      42             : 
      43             : #include "libavcodec/dct.h"
      44             : #include "libavcodec/idctdsp.h"
      45             : #include "libavcodec/simple_idct.h"
      46             : #include "libavcodec/xvididct.h"
      47             : #include "libavcodec/aandcttab.h"
      48             : #include "libavcodec/faandct.h"
      49             : #include "libavcodec/faanidct.h"
      50             : #include "libavcodec/dctref.h"
      51             : 
      52             : struct algo {
      53             :     const char *name;
      54             :     void (*func)(int16_t *block);
      55             :     enum idct_permutation_type perm_type;
      56             :     int cpu_flag;
      57             :     int nonspec;
      58             : };
      59             : 
      60             : static const struct algo fdct_tab[] = {
      61             :     { "REF-DBL",     ff_ref_fdct,          FF_IDCT_PERM_NONE },
      62             :     { "IJG-AAN-INT", ff_fdct_ifast,        FF_IDCT_PERM_NONE },
      63             :     { "IJG-LLM-INT", ff_jpeg_fdct_islow_8, FF_IDCT_PERM_NONE },
      64             : #if CONFIG_FAANDCT
      65             :     { "FAAN",        ff_faandct,           FF_IDCT_PERM_NONE },
      66             : #endif /* CONFIG_FAANDCT */
      67             : };
      68             : 
      69       20000 : static void ff_prores_idct_wrap(int16_t *dst){
      70       20000 :     LOCAL_ALIGNED(16, int16_t, qmat, [64]);
      71             :     int i;
      72             : 
      73     1300000 :     for(i=0; i<64; i++){
      74     1280000 :         qmat[i]=4;
      75             :     }
      76       20000 :     ff_prores_idct(dst, qmat);
      77     1300000 :     for(i=0; i<64; i++) {
      78     1280000 :          dst[i] -= 512;
      79             :     }
      80       20000 : }
      81             : 
      82             : static const struct algo idct_tab[] = {
      83             :     { "REF-DBL",     ff_ref_idct,          FF_IDCT_PERM_NONE },
      84             :     { "INT",         ff_j_rev_dct,         FF_IDCT_PERM_LIBMPEG2 },
      85             :     { "SIMPLE-C",    ff_simple_idct_8,     FF_IDCT_PERM_NONE },
      86             :     { "SIMPLE-C10",  ff_simple_idct_10,    FF_IDCT_PERM_NONE },
      87             :     { "SIMPLE-C12",  ff_simple_idct_12,    FF_IDCT_PERM_NONE, 0, 1 },
      88             :     { "PR-C",        ff_prores_idct_wrap,  FF_IDCT_PERM_NONE, 0, 1 },
      89             : #if CONFIG_FAANIDCT
      90             :     { "FAANI",       ff_faanidct,          FF_IDCT_PERM_NONE },
      91             : #endif /* CONFIG_FAANIDCT */
      92             : #if CONFIG_MPEG4_DECODER
      93             :     { "XVID",        ff_xvid_idct,         FF_IDCT_PERM_NONE, 0, 1 },
      94             : #endif /* CONFIG_MPEG4_DECODER */
      95             : };
      96             : 
      97             : #if ARCH_ARM
      98             : #include "arm/dct.c"
      99             : #elif ARCH_PPC
     100             : #include "ppc/dct.c"
     101             : #elif ARCH_X86
     102             : #include "x86/dct.c"
     103             : #else
     104             : static const struct algo fdct_tab_arch[] = { { 0 } };
     105             : static const struct algo idct_tab_arch[] = { { 0 } };
     106             : #endif
     107             : 
     108             : #define AANSCALE_BITS 12
     109             : 
     110             : #define NB_ITS 20000
     111             : #define NB_ITS_SPEED 50000
     112             : 
     113             : DECLARE_ALIGNED(16, static int16_t, block)[64];
     114             : DECLARE_ALIGNED(8,  static int16_t, block1)[64];
     115             : 
     116      320000 : static void init_block(int16_t block[64], int test, int is_idct, AVLFG *prng, int vals)
     117             : {
     118             :     int i, j;
     119             : 
     120      320000 :     memset(block, 0, 64 * sizeof(*block));
     121             : 
     122      320000 :     switch (test) {
     123             :     case 0:
     124           0 :         for (i = 0; i < 64; i++)
     125           0 :             block[i] = (av_lfg_get(prng) % (2*vals)) -vals;
     126           0 :         if (is_idct) {
     127           0 :             ff_ref_fdct(block);
     128           0 :             for (i = 0; i < 64; i++)
     129           0 :                 block[i] >>= 3;
     130             :         }
     131           0 :         break;
     132             :     case 1:
     133      320000 :         j = av_lfg_get(prng) % 10 + 1;
     134     2075408 :         for (i = 0; i < j; i++) {
     135     1755408 :             int idx = av_lfg_get(prng) % 64;
     136     1755408 :             block[idx] = av_lfg_get(prng) % (2*vals) -vals;
     137             :         }
     138      320000 :         break;
     139             :     case 2:
     140           0 :         block[ 0] = av_lfg_get(prng) % (16*vals) - (8*vals);
     141           0 :         block[63] = (block[0] & 1) ^ 1;
     142           0 :         break;
     143             :     }
     144      320000 : }
     145             : 
     146      320000 : static void permute(int16_t dst[64], const int16_t src[64],
     147             :                     enum idct_permutation_type perm_type)
     148             : {
     149             :     int i;
     150             : 
     151             : #if ARCH_X86
     152      320000 :     if (permute_x86(dst, src, perm_type))
     153       40000 :         return;
     154             : #endif
     155             : 
     156      280000 :     switch (perm_type) {
     157             :     case FF_IDCT_PERM_LIBMPEG2:
     158     1300000 :         for (i = 0; i < 64; i++)
     159     1280000 :             dst[(i & 0x38) | ((i & 6) >> 1) | ((i & 1) << 2)] = src[i];
     160       20000 :         break;
     161             :     case FF_IDCT_PERM_PARTTRANS:
     162           0 :         for (i = 0; i < 64; i++)
     163           0 :             dst[(i & 0x24) | ((i & 3) << 3) | ((i >> 3) & 3)] = src[i];
     164           0 :         break;
     165             :     case FF_IDCT_PERM_TRANSPOSE:
     166     7800000 :         for (i = 0; i < 64; i++)
     167     7680000 :             dst[(i>>3) | ((i<<3)&0x38)] = src[i];
     168      120000 :         break;
     169             :     default:
     170     9100000 :         for (i = 0; i < 64; i++)
     171     8960000 :             dst[i] = src[i];
     172      140000 :         break;
     173             :     }
     174             : }
     175             : 
     176          16 : static int dct_error(const struct algo *dct, int test, int is_idct, int speed, const int bits)
     177             : {
     178          16 :     void (*ref)(int16_t *block) = is_idct ? ff_ref_idct : ff_ref_fdct;
     179             :     int it, i, scale;
     180             :     int err_inf, v;
     181          16 :     int64_t err2, ti, ti1, it1, err_sum = 0;
     182          16 :     int64_t sysErr[64], sysErrMax = 0;
     183          16 :     int maxout = 0;
     184          16 :     int blockSumErrMax = 0, blockSumErr;
     185             :     AVLFG prng;
     186          16 :     const int vals=1<<bits;
     187             :     double omse, ome;
     188             :     int spec_err;
     189             : 
     190          16 :     av_lfg_init(&prng, 1);
     191             : 
     192          16 :     err_inf = 0;
     193          16 :     err2 = 0;
     194        1040 :     for (i = 0; i < 64; i++)
     195        1024 :         sysErr[i] = 0;
     196      320016 :     for (it = 0; it < NB_ITS; it++) {
     197      320000 :         init_block(block1, test, is_idct, &prng, vals);
     198      320000 :         permute(block, block1, dct->perm_type);
     199             : 
     200      320000 :         dct->func(block);
     201      320000 :         emms_c();
     202             : 
     203      320000 :         if (!strcmp(dct->name, "IJG-AAN-INT")) {
     204           0 :             for (i = 0; i < 64; i++) {
     205           0 :                 scale = 8 * (1 << (AANSCALE_BITS + 11)) / ff_aanscales[i];
     206           0 :                 block[i] = (block[i] * scale) >> AANSCALE_BITS;
     207             :             }
     208             :         }
     209             : 
     210      320000 :         ref(block1);
     211      320000 :         if (!strcmp(dct->name, "PR-SSE2"))
     212     1300000 :             for (i = 0; i < 64; i++)
     213     1280000 :                 block1[i] = av_clip(block1[i], 4-512, 1019-512);
     214             : 
     215      320000 :         blockSumErr = 0;
     216    20800000 :         for (i = 0; i < 64; i++) {
     217    20480000 :             int err = block[i] - block1[i];
     218    20480000 :             err_sum += err;
     219    20480000 :             v = abs(err);
     220    20480000 :             if (v > err_inf)
     221          15 :                 err_inf = v;
     222    20480000 :             err2 += v * v;
     223    20480000 :             sysErr[i] += block[i] - block1[i];
     224    20480000 :             blockSumErr += v;
     225    20480000 :             if (abs(block[i]) > maxout)
     226         323 :                 maxout = abs(block[i]);
     227             :         }
     228      320000 :         if (blockSumErrMax < blockSumErr)
     229         108 :             blockSumErrMax = blockSumErr;
     230             :     }
     231        1040 :     for (i = 0; i < 64; i++)
     232        1024 :         sysErrMax = FFMAX(sysErrMax, FFABS(sysErr[i]));
     233             : 
     234        1040 :     for (i = 0; i < 64; i++) {
     235        1024 :         if (i % 8 == 0)
     236         128 :             printf("\n");
     237        1024 :         printf("%7d ", (int) sysErr[i]);
     238             :     }
     239          16 :     printf("\n");
     240             : 
     241          16 :     omse = (double) err2 / NB_ITS / 64;
     242          16 :     ome  = (double) err_sum / NB_ITS / 64;
     243             : 
     244          16 :     spec_err = is_idct && (err_inf > 1 || omse > 0.02 || fabs(ome) > 0.0015);
     245             : 
     246          16 :     printf("%s %s: max_err=%d omse=%0.8f ome=%0.8f syserr=%0.8f maxout=%d blockSumErr=%d\n",
     247             :            is_idct ? "IDCT" : "DCT", dct->name, err_inf,
     248          16 :            omse, ome, (double) sysErrMax / NB_ITS,
     249             :            maxout, blockSumErrMax);
     250             : 
     251          16 :     if (spec_err && !dct->nonspec) {
     252           0 :         printf("Failed!\n");
     253           0 :         return 1;
     254             :     }
     255             : 
     256          16 :     if (!speed)
     257          16 :         return 0;
     258             : 
     259             :     /* speed test */
     260             : 
     261           0 :     init_block(block, test, is_idct, &prng, vals);
     262           0 :     permute(block1, block, dct->perm_type);
     263             : 
     264           0 :     ti = av_gettime_relative();
     265           0 :     it1 = 0;
     266             :     do {
     267           0 :         for (it = 0; it < NB_ITS_SPEED; it++) {
     268           0 :             memcpy(block, block1, sizeof(block));
     269           0 :             dct->func(block);
     270             :         }
     271           0 :         emms_c();
     272           0 :         it1 += NB_ITS_SPEED;
     273           0 :         ti1 = av_gettime_relative() - ti;
     274           0 :     } while (ti1 < 1000000);
     275             : 
     276           0 :     printf("%s %s: %0.1f kdct/s\n", is_idct ? "IDCT" : "DCT", dct->name,
     277           0 :            (double) it1 * 1000.0 / (double) ti1);
     278             : 
     279           0 :     return 0;
     280             : }
     281             : 
     282             : DECLARE_ALIGNED(8, static uint8_t, img_dest)[64];
     283             : DECLARE_ALIGNED(8, static uint8_t, img_dest1)[64];
     284             : 
     285           0 : static void idct248_ref(uint8_t *dest, int linesize, int16_t *block)
     286             : {
     287             :     static int init;
     288             :     static double c8[8][8];
     289             :     static double c4[4][4];
     290             :     double block1[64], block2[64], block3[64];
     291             :     double s, sum, v;
     292             :     int i, j, k;
     293             : 
     294           0 :     if (!init) {
     295           0 :         init = 1;
     296             : 
     297           0 :         for (i = 0; i < 8; i++) {
     298           0 :             sum = 0;
     299           0 :             for (j = 0; j < 8; j++) {
     300           0 :                 s = (i == 0) ? sqrt(1.0 / 8.0) : sqrt(1.0 / 4.0);
     301           0 :                 c8[i][j] = s * cos(M_PI * i * (j + 0.5) / 8.0);
     302           0 :                 sum += c8[i][j] * c8[i][j];
     303             :             }
     304             :         }
     305             : 
     306           0 :         for (i = 0; i < 4; i++) {
     307           0 :             sum = 0;
     308           0 :             for (j = 0; j < 4; j++) {
     309           0 :                 s = (i == 0) ? sqrt(1.0 / 4.0) : sqrt(1.0 / 2.0);
     310           0 :                 c4[i][j] = s * cos(M_PI * i * (j + 0.5) / 4.0);
     311           0 :                 sum += c4[i][j] * c4[i][j];
     312             :             }
     313             :         }
     314             :     }
     315             : 
     316             :     /* butterfly */
     317           0 :     s = 0.5 * sqrt(2.0);
     318           0 :     for (i = 0; i < 4; i++) {
     319           0 :         for (j = 0; j < 8; j++) {
     320           0 :             block1[8 * (2 * i) + j] =
     321           0 :                 (block[8 * (2 * i) + j] + block[8 * (2 * i + 1) + j]) * s;
     322           0 :             block1[8 * (2 * i + 1) + j] =
     323           0 :                 (block[8 * (2 * i) + j] - block[8 * (2 * i + 1) + j]) * s;
     324             :         }
     325             :     }
     326             : 
     327             :     /* idct8 on lines */
     328           0 :     for (i = 0; i < 8; i++) {
     329           0 :         for (j = 0; j < 8; j++) {
     330           0 :             sum = 0;
     331           0 :             for (k = 0; k < 8; k++)
     332           0 :                 sum += c8[k][j] * block1[8 * i + k];
     333           0 :             block2[8 * i + j] = sum;
     334             :         }
     335             :     }
     336             : 
     337             :     /* idct4 */
     338           0 :     for (i = 0; i < 8; i++) {
     339           0 :         for (j = 0; j < 4; j++) {
     340             :             /* top */
     341           0 :             sum = 0;
     342           0 :             for (k = 0; k < 4; k++)
     343           0 :                 sum += c4[k][j] * block2[8 * (2 * k) + i];
     344           0 :             block3[8 * (2 * j) + i] = sum;
     345             : 
     346             :             /* bottom */
     347           0 :             sum = 0;
     348           0 :             for (k = 0; k < 4; k++)
     349           0 :                 sum += c4[k][j] * block2[8 * (2 * k + 1) + i];
     350           0 :             block3[8 * (2 * j + 1) + i] = sum;
     351             :         }
     352             :     }
     353             : 
     354             :     /* clamp and store the result */
     355           0 :     for (i = 0; i < 8; i++) {
     356           0 :         for (j = 0; j < 8; j++) {
     357           0 :             v = block3[8 * i + j];
     358           0 :             if      (v < 0)   v = 0;
     359           0 :             else if (v > 255) v = 255;
     360           0 :             dest[i * linesize + j] = (int) rint(v);
     361             :         }
     362             :     }
     363           0 : }
     364             : 
     365           0 : static void idct248_error(const char *name,
     366             :                           void (*idct248_put)(uint8_t *dest, int line_size,
     367             :                                               int16_t *block),
     368             :                           int speed)
     369             : {
     370             :     int it, i, it1, ti, ti1, err_max, v;
     371             :     AVLFG prng;
     372             : 
     373           0 :     av_lfg_init(&prng, 1);
     374             : 
     375             :     /* just one test to see if code is correct (precision is less
     376             :        important here) */
     377           0 :     err_max = 0;
     378           0 :     for (it = 0; it < NB_ITS; it++) {
     379             :         /* XXX: use forward transform to generate values */
     380           0 :         for (i = 0; i < 64; i++)
     381           0 :             block1[i] = av_lfg_get(&prng) % 256 - 128;
     382           0 :         block1[0] += 1024;
     383             : 
     384           0 :         for (i = 0; i < 64; i++)
     385           0 :             block[i] = block1[i];
     386           0 :         idct248_ref(img_dest1, 8, block);
     387             : 
     388           0 :         for (i = 0; i < 64; i++)
     389           0 :             block[i] = block1[i];
     390           0 :         idct248_put(img_dest, 8, block);
     391             : 
     392           0 :         for (i = 0; i < 64; i++) {
     393           0 :             v = abs((int) img_dest[i] - (int) img_dest1[i]);
     394           0 :             if (v == 255)
     395           0 :                 printf("%d %d\n", img_dest[i], img_dest1[i]);
     396           0 :             if (v > err_max)
     397           0 :                 err_max = v;
     398             :         }
     399             : #if 0
     400             :         printf("ref=\n");
     401             :         for(i=0;i<8;i++) {
     402             :             int j;
     403             :             for(j=0;j<8;j++) {
     404             :                 printf(" %3d", img_dest1[i*8+j]);
     405             :             }
     406             :             printf("\n");
     407             :         }
     408             : 
     409             :         printf("out=\n");
     410             :         for(i=0;i<8;i++) {
     411             :             int j;
     412             :             for(j=0;j<8;j++) {
     413             :                 printf(" %3d", img_dest[i*8+j]);
     414             :             }
     415             :             printf("\n");
     416             :         }
     417             : #endif
     418             :     }
     419           0 :     printf("%s %s: err_inf=%d\n", 1 ? "IDCT248" : "DCT248", name, err_max);
     420             : 
     421           0 :     if (!speed)
     422           0 :         return;
     423             : 
     424           0 :     ti = av_gettime_relative();
     425           0 :     it1 = 0;
     426             :     do {
     427           0 :         for (it = 0; it < NB_ITS_SPEED; it++) {
     428           0 :             for (i = 0; i < 64; i++)
     429           0 :                 block[i] = block1[i];
     430           0 :             idct248_put(img_dest, 8, block);
     431             :         }
     432           0 :         emms_c();
     433           0 :         it1 += NB_ITS_SPEED;
     434           0 :         ti1 = av_gettime_relative() - ti;
     435           0 :     } while (ti1 < 1000000);
     436             : 
     437           0 :     printf("%s %s: %0.1f kdct/s\n", 1 ? "IDCT248" : "DCT248", name,
     438           0 :            (double) it1 * 1000.0 / (double) ti1);
     439             : }
     440             : 
     441           0 : static void help(void)
     442             : {
     443           0 :     printf("dct-test [-i] [<test-number>] [<bits>]\n"
     444             :            "test-number 0 -> test with random matrixes\n"
     445             :            "            1 -> test with random sparse matrixes\n"
     446             :            "            2 -> do 3. test from MPEG-4 std\n"
     447             :            "bits        Number of time domain bits to use, 8 is default\n"
     448             :            "-i          test IDCT implementations\n"
     449             :            "-4          test IDCT248 implementations\n"
     450             :            "-t          speed test\n");
     451           0 : }
     452             : 
     453             : #if !HAVE_GETOPT
     454             : #include "compat/getopt.c"
     455             : #endif
     456             : 
     457           1 : int main(int argc, char **argv)
     458             : {
     459           1 :     int test_idct = 0, test_248_dct = 0;
     460             :     int c, i;
     461           1 :     int test = 1;
     462           1 :     int speed = 0;
     463           1 :     int err = 0;
     464           1 :     int bits=8;
     465             : 
     466           1 :     ff_ref_dct_init();
     467             : 
     468             :     for (;;) {
     469           3 :         c = getopt(argc, argv, "ih4t");
     470           2 :         if (c == -1)
     471           1 :             break;
     472           1 :         switch (c) {
     473             :         case 'i':
     474           1 :             test_idct = 1;
     475           1 :             break;
     476             :         case '4':
     477           0 :             test_248_dct = 1;
     478           0 :             break;
     479             :         case 't':
     480           0 :             speed = 1;
     481           0 :             break;
     482             :         default:
     483             :         case 'h':
     484           0 :             help();
     485           0 :             return 0;
     486             :         }
     487             :     }
     488             : 
     489           1 :     if (optind < argc)
     490           0 :         test = atoi(argv[optind]);
     491           1 :     if(optind+1 < argc) bits= atoi(argv[optind+1]);
     492             : 
     493           1 :     printf("ffmpeg DCT/IDCT test\n");
     494             : 
     495           1 :     if (test_248_dct) {
     496           0 :         idct248_error("SIMPLE-C", ff_simple_idct248_put, speed);
     497             :     } else {
     498           1 :         const int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
     499           1 :         if (test_idct) {
     500           9 :             for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(idct_tab); i++)
     501           8 :                 err |= dct_error(&idct_tab[i], test, test_idct, speed, bits);
     502             : 
     503           9 :             for (i = 0; idct_tab_arch[i].name; i++)
     504           8 :                 if (!(~cpu_flags & idct_tab_arch[i].cpu_flag))
     505           8 :                     err |= dct_error(&idct_tab_arch[i], test, test_idct, speed, bits);
     506             :         }
     507             : #if CONFIG_FDCTDSP
     508             :         else {
     509           0 :             for (i = 0; i < FF_ARRAY_ELEMS(fdct_tab); i++)
     510           0 :                 err |= dct_error(&fdct_tab[i], test, test_idct, speed, bits);
     511             : 
     512           0 :             for (i = 0; fdct_tab_arch[i].name; i++)
     513           0 :                 if (!(~cpu_flags & fdct_tab_arch[i].cpu_flag))
     514           0 :                     err |= dct_error(&fdct_tab_arch[i], test, test_idct, speed, bits);
     515             :         }
     516             : #endif /* CONFIG_FDCTDSP */
     517             :     }
     518             : 
     519           1 :     if (err)
     520           0 :         printf("Error: %d.\n", err);
     521             : 
     522           1 :     return !!err;
     523             : }

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