more dos port
[retroray] / libs / imago / jpeglib / jcdctmgr.c
1 /*
2  * jcdctmgr.c
3  *
4  * Copyright (C) 1994-1996, Thomas G. Lane.
5  * This file is part of the Independent JPEG Group's software.
6  * For conditions of distribution and use, see the accompanying README file.
7  *
8  * This file contains the forward-DCT management logic.
9  * This code selects a particular DCT implementation to be used,
10  * and it performs related housekeeping chores including coefficient
11  * quantization.
12  */
13
14 #define JPEG_INTERNALS
15 #include "jinclude.h"
16 #include "jpeglib.h"
17 #include "jdct.h"               /* Private declarations for DCT subsystem */
18
19
20 /* Private subobject for this module */
21
22 typedef struct {
23   struct jpeg_forward_dct pub;  /* public fields */
24
25   /* Pointer to the DCT routine actually in use */
26   forward_DCT_method_ptr do_dct;
27
28   /* The actual post-DCT divisors --- not identical to the quant table
29    * entries, because of scaling (especially for an unnormalized DCT).
30    * Each table is given in normal array order.
31    */
32   DCTELEM * divisors[NUM_QUANT_TBLS];
33
34 #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
35   /* Same as above for the floating-point case. */
36   float_DCT_method_ptr do_float_dct;
37   FAST_FLOAT * float_divisors[NUM_QUANT_TBLS];
38 #endif
39 } my_fdct_controller;
40
41 typedef my_fdct_controller * my_fdct_ptr;
42
43
44 /*
45  * Initialize for a processing pass.
46  * Verify that all referenced Q-tables are present, and set up
47  * the divisor table for each one.
48  * In the current implementation, DCT of all components is done during
49  * the first pass, even if only some components will be output in the
50  * first scan.  Hence all components should be examined here.
51  */
52
53 METHODDEF(void)
54 start_pass_fdctmgr (j_compress_ptr cinfo)
55 {
56   my_fdct_ptr fdct = (my_fdct_ptr) cinfo->fdct;
57   int ci, qtblno, i;
58   jpeg_component_info *compptr;
59   JQUANT_TBL * qtbl;
60   DCTELEM * dtbl;
61
62   for (ci = 0, compptr = cinfo->comp_info; ci < cinfo->num_components;
63        ci++, compptr++) {
64     qtblno = compptr->quant_tbl_no;
65     /* Make sure specified quantization table is present */
66     if (qtblno < 0 || qtblno >= NUM_QUANT_TBLS ||
67         cinfo->quant_tbl_ptrs[qtblno] == NULL)
68       ERREXIT1(cinfo, JERR_NO_QUANT_TABLE, qtblno);
69     qtbl = cinfo->quant_tbl_ptrs[qtblno];
70     /* Compute divisors for this quant table */
71     /* We may do this more than once for same table, but it's not a big deal */
72     switch (cinfo->dct_method) {
73 #ifdef DCT_ISLOW_SUPPORTED
74     case JDCT_ISLOW:
75       /* For LL&M IDCT method, divisors are equal to raw quantization
76        * coefficients multiplied by 8 (to counteract scaling).
77        */
78       if (fdct->divisors[qtblno] == NULL) {
79         fdct->divisors[qtblno] = (DCTELEM *)
80           (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
81                                       DCTSIZE2 * SIZEOF(DCTELEM));
82       }
83       dtbl = fdct->divisors[qtblno];
84       for (i = 0; i < DCTSIZE2; i++) {
85         dtbl[i] = ((DCTELEM) qtbl->quantval[i]) << 3;
86       }
87       break;
88 #endif
89 #ifdef DCT_IFAST_SUPPORTED
90     case JDCT_IFAST:
91       {
92         /* For AA&N IDCT method, divisors are equal to quantization
93          * coefficients scaled by scalefactor[row]*scalefactor[col], where
94          *   scalefactor[0] = 1
95          *   scalefactor[k] = cos(k*PI/16) * sqrt(2)    for k=1..7
96          * We apply a further scale factor of 8.
97          */
98 #define CONST_BITS 14
99         static const INT16 aanscales[DCTSIZE2] = {
100           /* precomputed values scaled up by 14 bits */
101           16384, 22725, 21407, 19266, 16384, 12873,  8867,  4520,
102           22725, 31521, 29692, 26722, 22725, 17855, 12299,  6270,
103           21407, 29692, 27969, 25172, 21407, 16819, 11585,  5906,
104           19266, 26722, 25172, 22654, 19266, 15137, 10426,  5315,
105           16384, 22725, 21407, 19266, 16384, 12873,  8867,  4520,
106           12873, 17855, 16819, 15137, 12873, 10114,  6967,  3552,
107            8867, 12299, 11585, 10426,  8867,  6967,  4799,  2446,
108            4520,  6270,  5906,  5315,  4520,  3552,  2446,  1247
109         };
110         SHIFT_TEMPS
111
112         if (fdct->divisors[qtblno] == NULL) {
113           fdct->divisors[qtblno] = (DCTELEM *)
114             (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
115                                         DCTSIZE2 * SIZEOF(DCTELEM));
116         }
117         dtbl = fdct->divisors[qtblno];
118         for (i = 0; i < DCTSIZE2; i++) {
119           dtbl[i] = (DCTELEM)
120             DESCALE(MULTIPLY16V16((INT32) qtbl->quantval[i],
121                                   (INT32) aanscales[i]),
122                     CONST_BITS-3);
123         }
124       }
125       break;
126 #endif
127 #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
128     case JDCT_FLOAT:
129       {
130         /* For float AA&N IDCT method, divisors are equal to quantization
131          * coefficients scaled by scalefactor[row]*scalefactor[col], where
132          *   scalefactor[0] = 1
133          *   scalefactor[k] = cos(k*PI/16) * sqrt(2)    for k=1..7
134          * We apply a further scale factor of 8.
135          * What's actually stored is 1/divisor so that the inner loop can
136          * use a multiplication rather than a division.
137          */
138         FAST_FLOAT * fdtbl;
139         int row, col;
140         static const double aanscalefactor[DCTSIZE] = {
141           1.0, 1.387039845, 1.306562965, 1.175875602,
142           1.0, 0.785694958, 0.541196100, 0.275899379
143         };
144
145         if (fdct->float_divisors[qtblno] == NULL) {
146           fdct->float_divisors[qtblno] = (FAST_FLOAT *)
147             (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
148                                         DCTSIZE2 * SIZEOF(FAST_FLOAT));
149         }
150         fdtbl = fdct->float_divisors[qtblno];
151         i = 0;
152         for (row = 0; row < DCTSIZE; row++) {
153           for (col = 0; col < DCTSIZE; col++) {
154             fdtbl[i] = (FAST_FLOAT)
155               (1.0 / (((double) qtbl->quantval[i] *
156                        aanscalefactor[row] * aanscalefactor[col] * 8.0)));
157             i++;
158           }
159         }
160       }
161       break;
162 #endif
163     default:
164       ERREXIT(cinfo, JERR_NOT_COMPILED);
165       break;
166     }
167   }
168 }
169
170
171 /*
172  * Perform forward DCT on one or more blocks of a component.
173  *
174  * The input samples are taken from the sample_data[] array starting at
175  * position start_row/start_col, and moving to the right for any additional
176  * blocks. The quantized coefficients are returned in coef_blocks[].
177  */
178
179 METHODDEF(void)
180 forward_DCT (j_compress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
181              JSAMPARRAY sample_data, JBLOCKROW coef_blocks,
182              JDIMENSION start_row, JDIMENSION start_col,
183              JDIMENSION num_blocks)
184 /* This version is used for integer DCT implementations. */
185 {
186   /* This routine is heavily used, so it's worth coding it tightly. */
187   my_fdct_ptr fdct = (my_fdct_ptr) cinfo->fdct;
188   forward_DCT_method_ptr do_dct = fdct->do_dct;
189   DCTELEM * divisors = fdct->divisors[compptr->quant_tbl_no];
190   DCTELEM workspace[DCTSIZE2];  /* work area for FDCT subroutine */
191   JDIMENSION bi;
192
193   sample_data += start_row;     /* fold in the vertical offset once */
194
195   for (bi = 0; bi < num_blocks; bi++, start_col += DCTSIZE) {
196     /* Load data into workspace, applying unsigned->signed conversion */
197     { register DCTELEM *workspaceptr;
198       register JSAMPROW elemptr;
199       register int elemr;
200
201       workspaceptr = workspace;
202       for (elemr = 0; elemr < DCTSIZE; elemr++) {
203         elemptr = sample_data[elemr] + start_col;
204 #if DCTSIZE == 8                /* unroll the inner loop */
205         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
206         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
207         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
208         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
209         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
210         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
211         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
212         *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
213 #else
214         { register int elemc;
215           for (elemc = DCTSIZE; elemc > 0; elemc--) {
216             *workspaceptr++ = GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE;
217           }
218         }
219 #endif
220       }
221     }
222
223     /* Perform the DCT */
224     (*do_dct) (workspace);
225
226     /* Quantize/descale the coefficients, and store into coef_blocks[] */
227     { register DCTELEM temp, qval;
228       register int i;
229       register JCOEFPTR output_ptr = coef_blocks[bi];
230
231       for (i = 0; i < DCTSIZE2; i++) {
232         qval = divisors[i];
233         temp = workspace[i];
234         /* Divide the coefficient value by qval, ensuring proper rounding.
235          * Since C does not specify the direction of rounding for negative
236          * quotients, we have to force the dividend positive for portability.
237          *
238          * In most files, at least half of the output values will be zero
239          * (at default quantization settings, more like three-quarters...)
240          * so we should ensure that this case is fast.  On many machines,
241          * a comparison is enough cheaper than a divide to make a special test
242          * a win.  Since both inputs will be nonnegative, we need only test
243          * for a < b to discover whether a/b is 0.
244          * If your machine's division is fast enough, define FAST_DIVIDE.
245          */
246 #ifdef FAST_DIVIDE
247 #define DIVIDE_BY(a,b)  a /= b
248 #else
249 #define DIVIDE_BY(a,b)  if (a >= b) a /= b; else a = 0
250 #endif
251         if (temp < 0) {
252           temp = -temp;
253           temp += qval>>1;      /* for rounding */
254           DIVIDE_BY(temp, qval);
255           temp = -temp;
256         } else {
257           temp += qval>>1;      /* for rounding */
258           DIVIDE_BY(temp, qval);
259         }
260         output_ptr[i] = (JCOEF) temp;
261       }
262     }
263   }
264 }
265
266
267 #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
268
269 METHODDEF(void)
270 forward_DCT_float (j_compress_ptr cinfo, jpeg_component_info * compptr,
271                    JSAMPARRAY sample_data, JBLOCKROW coef_blocks,
272                    JDIMENSION start_row, JDIMENSION start_col,
273                    JDIMENSION num_blocks)
274 /* This version is used for floating-point DCT implementations. */
275 {
276   /* This routine is heavily used, so it's worth coding it tightly. */
277   my_fdct_ptr fdct = (my_fdct_ptr) cinfo->fdct;
278   float_DCT_method_ptr do_dct = fdct->do_float_dct;
279   FAST_FLOAT * divisors = fdct->float_divisors[compptr->quant_tbl_no];
280   FAST_FLOAT workspace[DCTSIZE2]; /* work area for FDCT subroutine */
281   JDIMENSION bi;
282
283   sample_data += start_row;     /* fold in the vertical offset once */
284
285   for (bi = 0; bi < num_blocks; bi++, start_col += DCTSIZE) {
286     /* Load data into workspace, applying unsigned->signed conversion */
287     { register FAST_FLOAT *workspaceptr;
288       register JSAMPROW elemptr;
289       register int elemr;
290
291       workspaceptr = workspace;
292       for (elemr = 0; elemr < DCTSIZE; elemr++) {
293         elemptr = sample_data[elemr] + start_col;
294 #if DCTSIZE == 8                /* unroll the inner loop */
295         *workspaceptr++ = (FAST_FLOAT)(GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE);
296         *workspaceptr++ = (FAST_FLOAT)(GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE);
297         *workspaceptr++ = (FAST_FLOAT)(GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE);
298         *workspaceptr++ = (FAST_FLOAT)(GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE);
299         *workspaceptr++ = (FAST_FLOAT)(GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE);
300         *workspaceptr++ = (FAST_FLOAT)(GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE);
301         *workspaceptr++ = (FAST_FLOAT)(GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE);
302         *workspaceptr++ = (FAST_FLOAT)(GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE);
303 #else
304         { register int elemc;
305           for (elemc = DCTSIZE; elemc > 0; elemc--) {
306             *workspaceptr++ = (FAST_FLOAT)
307               (GETJSAMPLE(*elemptr++) - CENTERJSAMPLE);
308           }
309         }
310 #endif
311       }
312     }
313
314     /* Perform the DCT */
315     (*do_dct) (workspace);
316
317     /* Quantize/descale the coefficients, and store into coef_blocks[] */
318     { register FAST_FLOAT temp;
319       register int i;
320       register JCOEFPTR output_ptr = coef_blocks[bi];
321
322       for (i = 0; i < DCTSIZE2; i++) {
323         /* Apply the quantization and scaling factor */
324         temp = workspace[i] * divisors[i];
325         /* Round to nearest integer.
326          * Since C does not specify the direction of rounding for negative
327          * quotients, we have to force the dividend positive for portability.
328          * The maximum coefficient size is +-16K (for 12-bit data), so this
329          * code should work for either 16-bit or 32-bit ints.
330          */
331         output_ptr[i] = (JCOEF) ((int) (temp + (FAST_FLOAT) 16384.5) - 16384);
332       }
333     }
334   }
335 }
336
337 #endif /* DCT_FLOAT_SUPPORTED */
338
339
340 /*
341  * Initialize FDCT manager.
342  */
343
344 GLOBAL(void)
345 jinit_forward_dct (j_compress_ptr cinfo)
346 {
347   my_fdct_ptr fdct;
348   int i;
349
350   fdct = (my_fdct_ptr)
351     (*cinfo->mem->alloc_small) ((j_common_ptr) cinfo, JPOOL_IMAGE,
352                                 SIZEOF(my_fdct_controller));
353   cinfo->fdct = (struct jpeg_forward_dct *) fdct;
354   fdct->pub.start_pass = start_pass_fdctmgr;
355
356   switch (cinfo->dct_method) {
357 #ifdef DCT_ISLOW_SUPPORTED
358   case JDCT_ISLOW:
359     fdct->pub.forward_DCT = forward_DCT;
360     fdct->do_dct = jpeg_fdct_islow;
361     break;
362 #endif
363 #ifdef DCT_IFAST_SUPPORTED
364   case JDCT_IFAST:
365     fdct->pub.forward_DCT = forward_DCT;
366     fdct->do_dct = jpeg_fdct_ifast;
367     break;
368 #endif
369 #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
370   case JDCT_FLOAT:
371     fdct->pub.forward_DCT = forward_DCT_float;
372     fdct->do_float_dct = jpeg_fdct_float;
373     break;
374 #endif
375   default:
376     ERREXIT(cinfo, JERR_NOT_COMPILED);
377     break;
378   }
379
380   /* Mark divisor tables unallocated */
381   for (i = 0; i < NUM_QUANT_TBLS; i++) {
382     fdct->divisors[i] = NULL;
383 #ifdef DCT_FLOAT_SUPPORTED
384     fdct->float_divisors[i] = NULL;
385 #endif
386   }
387 }