synfig-core/tags/synfig_0_61_05/synfig-core/src/modules/mod_libavcodec/libavcodec/dct-test.c

   1 /**
   2  * @file dct-test.c
   3  * DCT test. (c) 2001 Fabrice Bellard.
   4  * Started from sample code by Juan J. Sierralta P.
   5  */
   6
   7 #include <stdlib.h>
   8 #include <stdio.h>
   9 #include <string.h>
  10 #include <sys/time.h>
  11 #include <unistd.h>
  12
  13 #include "dsputil.h"
  14
  15 #include "i386/mmx.h"
  16 #include "simple_idct.h"
  17
  18 #ifndef MAX
  19 #define MAX(a, b)  (((a) > (b)) ? (a) : (b))
  20 #endif
  21
  22 /* reference fdct/idct */
  23 extern void fdct(DCTELEM *block);
  24 extern void idct(DCTELEM *block);
  25 extern void init_fdct();
  26
  27 extern void j_rev_dct(DCTELEM *data);
  28 extern void ff_mmx_idct(DCTELEM *data);
  29 extern void ff_mmxext_idct(DCTELEM *data);
  30
  31 extern void odivx_idct_c (short *block);
  32
  33 #define AANSCALE_BITS 12
  34 static const unsigned short aanscales[64] = {
  35     /* precomputed values scaled up by 14 bits */
  36     16384, 22725, 21407, 19266, 16384, 12873,  8867,  4520,
  37     22725, 31521, 29692, 26722, 22725, 17855, 12299,  6270,
  38     21407, 29692, 27969, 25172, 21407, 16819, 11585,  5906,
  39     19266, 26722, 25172, 22654, 19266, 15137, 10426,  5315,
  40     16384, 22725, 21407, 19266, 16384, 12873,  8867,  4520,
  41     12873, 17855, 16819, 15137, 12873, 10114,  6967,  3552,
  42     8867, 12299, 11585, 10426,  8867,  6967,  4799,  2446,
  43     4520,  6270,  5906,  5315,  4520,  3552,  2446,  1247
  44 };
  45
  46 uint8_t cropTbl[256 + 2 * MAX_NEG_CROP];
  47
  48 int64_t gettime(void)
  49 {
  50     struct timeval tv;
  51     gettimeofday(&tv,NULL);
  52     return (int64_t)tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec;
  53 }
  54
  55 #define NB_ITS 20000
  56 #define NB_ITS_SPEED 50000
  57
  58 static short idct_mmx_perm[64];
  59
  60 static short idct_simple_mmx_perm[64]={
  61         0x00, 0x08, 0x04, 0x09, 0x01, 0x0C, 0x05, 0x0D,
  62         0x10, 0x18, 0x14, 0x19, 0x11, 0x1C, 0x15, 0x1D,
  63         0x20, 0x28, 0x24, 0x29, 0x21, 0x2C, 0x25, 0x2D,
  64         0x12, 0x1A, 0x16, 0x1B, 0x13, 0x1E, 0x17, 0x1F,
  65         0x02, 0x0A, 0x06, 0x0B, 0x03, 0x0E, 0x07, 0x0F,
  66         0x30, 0x38, 0x34, 0x39, 0x31, 0x3C, 0x35, 0x3D,
  67         0x22, 0x2A, 0x26, 0x2B, 0x23, 0x2E, 0x27, 0x2F,
  68         0x32, 0x3A, 0x36, 0x3B, 0x33, 0x3E, 0x37, 0x3F,
  69 };
  70
  71 void idct_mmx_init(void)
  72 {
  73     int i;
  74
  75     /* the mmx/mmxext idct uses a reordered input, so we patch scan tables */
  76     for (i = 0; i < 64; i++) {
  77         idct_mmx_perm[i] = (i & 0x38) | ((i & 6) >> 1) | ((i & 1) << 2);
  78 //      idct_simple_mmx_perm[i] = simple_block_permute_op(i);
  79     }
  80 }
  81
  82 static DCTELEM block[64] __attribute__ ((aligned (8)));
  83 static DCTELEM block1[64] __attribute__ ((aligned (8)));
  84 static DCTELEM block_org[64] __attribute__ ((aligned (8)));
  85
  86 void dct_error(const char *name, int is_idct,
  87                void (*fdct_func)(DCTELEM *block),
  88                void (*fdct_ref)(DCTELEM *block), int test)
  89 {
  90     int it, i, scale;
  91     int err_inf, v;
  92     int64_t err2, ti, ti1, it1;
  93     int64_t sysErr[64], sysErrMax=0;
  94     int maxout=0;
  95     int blockSumErrMax=0, blockSumErr;
  96
  97     srandom(0);
  98
  99     err_inf = 0;
 100     err2 = 0;
 101     for(i=0; i<64; i++) sysErr[i]=0;
 102     for(it=0;it<NB_ITS;it++) {
 103         for(i=0;i<64;i++)
 104             block1[i] = 0;
 105         switch(test){
 106         case 0:
 107             for(i=0;i<64;i++)
 108                 block1[i] = (random() % 512) -256;
 109             if (is_idct){
 110                 fdct(block1);
 111
 112                 for(i=0;i<64;i++)
 113                     block1[i]>>=3;
 114             }
 115         break;
 116         case 1:{
 117             int num= (random()%10)+1;
 118             for(i=0;i<num;i++)
 119                 block1[random()%64] = (random() % 512) -256;
 120         }break;
 121         case 2:
 122             block1[0]= (random()%4096)-2048;
 123             block1[63]= (block1[0]&1)^1;
 124         break;
 125         }
 126
 127 #if 0 // simulate mismatch control
 128 { int sum=0;
 129         for(i=0;i<64;i++)
 130            sum+=block1[i];
 131
 132         if((sum&1)==0) block1[63]^=1;
 133 }
 134 #endif
 135
 136         for(i=0; i<64; i++)
 137             block_org[i]= block1[i];
 138
 139         if (fdct_func == ff_mmx_idct ||
 140             fdct_func == j_rev_dct || fdct_func == ff_mmxext_idct) {
 141             for(i=0;i<64;i++)
 142                 block[idct_mmx_perm[i]] = block1[i];
 143         } else if(fdct_func == ff_simple_idct_mmx ) {
 144             for(i=0;i<64;i++)
 145                 block[idct_simple_mmx_perm[i]] = block1[i];
 146
 147         } else {
 148             for(i=0; i<64; i++)
 149                 block[i]= block1[i];
 150         }
 151 #if 0 // simulate mismatch control for tested IDCT but not the ref
 152 { int sum=0;
 153         for(i=0;i<64;i++)
 154            sum+=block[i];
 155
 156         if((sum&1)==0) block[63]^=1;
 157 }
 158 #endif
 159
 160         fdct_func(block);
 161         emms(); /* for ff_mmx_idct */
 162
 163         if (fdct_func == fdct_ifast) {
 164             for(i=0; i<64; i++) {
 165                 scale = 8*(1 << (AANSCALE_BITS + 11)) / aanscales[i];
 166                 block[i] = (block[i] * scale /*+ (1<<(AANSCALE_BITS-1))*/) >> AANSCALE_BITS;
 167             }
 168         }
 169
 170         fdct_ref(block1);
 171
 172         blockSumErr=0;
 173         for(i=0;i<64;i++) {
 174             v = abs(block[i] - block1[i]);
 175             if (v > err_inf)
 176                 err_inf = v;
 177             err2 += v * v;
 178             sysErr[i] += block[i] - block1[i];
 179             blockSumErr += v;
 180             if( abs(block[i])>maxout) maxout=abs(block[i]);
 181         }
 182         if(blockSumErrMax < blockSumErr) blockSumErrMax= blockSumErr;
 183 #if 0 // print different matrix pairs
 184         if(blockSumErr){
 185             printf("\n");
 186             for(i=0; i<64; i++){
 187                 if((i&7)==0) printf("\n");
 188                 printf("%4d ", block_org[i]);
 189             }
 190             for(i=0; i<64; i++){
 191                 if((i&7)==0) printf("\n");
 192                 printf("%4d ", block[i] - block1[i]);
 193             }
 194         }
 195 #endif
 196     }
 197     for(i=0; i<64; i++) sysErrMax= MAX(sysErrMax, ABS(sysErr[i]));
 198
 199 #if 1 // dump systematic errors
 200     for(i=0; i<64; i++){
 201         if(i%8==0) printf("\n");
 202         printf("%5d ", (int)sysErr[i]);
 203     }
 204     printf("\n");
 205 #endif
 206
 207     printf("%s %s: err_inf=%d err2=%0.8f syserr=%0.8f maxout=%d blockSumErr=%d\n",
 208            is_idct ? "IDCT" : "DCT",
 209            name, err_inf, (double)err2 / NB_ITS / 64.0, (double)sysErrMax / NB_ITS, maxout, blockSumErrMax);
 210 #if 1 //Speed test
 211     /* speed test */
 212     for(i=0;i<64;i++)
 213         block1[i] = 0;
 214     switch(test){
 215     case 0:
 216         for(i=0;i<64;i++)
 217             block1[i] = (random() % 512) -256;
 218         if (is_idct){
 219             fdct(block1);
 220
 221             for(i=0;i<64;i++)
 222                 block1[i]>>=3;
 223         }
 224     break;
 225     case 1:{
 226     case 2:
 227         block1[0] = (random() % 512) -256;
 228         block1[1] = (random() % 512) -256;
 229         block1[2] = (random() % 512) -256;
 230         block1[3] = (random() % 512) -256;
 231     }break;
 232     }
 233
 234     if (fdct_func == ff_mmx_idct ||
 235         fdct_func == j_rev_dct || fdct_func == ff_mmxext_idct) {
 236         for(i=0;i<64;i++)
 237             block[idct_mmx_perm[i]] = block1[i];
 238     } else if(fdct_func == ff_simple_idct_mmx ) {
 239         for(i=0;i<64;i++)
 240             block[idct_simple_mmx_perm[i]] = block1[i];
 241     } else {
 242         for(i=0; i<64; i++)
 243             block[i]= block1[i];
 244     }
 245
 246     ti = gettime();
 247     it1 = 0;
 248     do {
 249         for(it=0;it<NB_ITS_SPEED;it++) {
 250             for(i=0; i<64; i++)
 251                 block[i]= block1[i];
 252 //            memcpy(block, block1, sizeof(DCTELEM) * 64);
 253 // dont memcpy especially not fastmemcpy because it does movntq !!!
 254             fdct_func(block);
 255         }
 256         it1 += NB_ITS_SPEED;
 257         ti1 = gettime() - ti;
 258     } while (ti1 < 1000000);
 259     emms();
 260
 261     printf("%s %s: %0.1f kdct/s\n",
 262            is_idct ? "IDCT" : "DCT",
 263            name, (double)it1 * 1000.0 / (double)ti1);
 264 #endif
 265 }
 266
 267 static uint8_t img_dest[64] __attribute__ ((aligned (8)));
 268 static uint8_t img_dest1[64] __attribute__ ((aligned (8)));
 269
 270 void idct248_ref(uint8_t *dest, int linesize, int16_t *block)
 271 {
 272     static int init;
 273     static double c8[8][8];
 274     static double c4[4][4];
 275     double block1[64], block2[64], block3[64];
 276     double s, sum, v;
 277     int i, j, k;
 278
 279     if (!init) {
 280         init = 1;
 281
 282         for(i=0;i<8;i++) {
 283             sum = 0;
 284             for(j=0;j<8;j++) {
 285                 s = (i==0) ? sqrt(1.0/8.0) : sqrt(1.0/4.0);
 286                 c8[i][j] = s * cos(M_PI * i * (j + 0.5) / 8.0);
 287                 sum += c8[i][j] * c8[i][j];
 288             }
 289         }
 290
 291         for(i=0;i<4;i++) {
 292             sum = 0;
 293             for(j=0;j<4;j++) {
 294                 s = (i==0) ? sqrt(1.0/4.0) : sqrt(1.0/2.0);
 295                 c4[i][j] = s * cos(M_PI * i * (j + 0.5) / 4.0);
 296                 sum += c4[i][j] * c4[i][j];
 297             }
 298         }
 299     }
 300
 301     /* butterfly */
 302     s = 0.5 * sqrt(2.0);
 303     for(i=0;i<4;i++) {
 304         for(j=0;j<8;j++) {
 305             block1[8*(2*i)+j] = (block[8*(2*i)+j] + block[8*(2*i+1)+j]) * s;
 306             block1[8*(2*i+1)+j] = (block[8*(2*i)+j] - block[8*(2*i+1)+j]) * s;
 307         }
 308     }
 309
 310     /* idct8 on lines */
 311     for(i=0;i<8;i++) {
 312         for(j=0;j<8;j++) {
 313             sum = 0;
 314             for(k=0;k<8;k++)
 315                 sum += c8[k][j] * block1[8*i+k];
 316             block2[8*i+j] = sum;
 317         }
 318     }
 319
 320     /* idct4 */
 321     for(i=0;i<8;i++) {
 322         for(j=0;j<4;j++) {
 323             /* top */
 324             sum = 0;
 325             for(k=0;k<4;k++)
 326                 sum += c4[k][j] * block2[8*(2*k)+i];
 327             block3[8*(2*j)+i] = sum;
 328
 329             /* bottom */
 330             sum = 0;
 331             for(k=0;k<4;k++)
 332                 sum += c4[k][j] * block2[8*(2*k+1)+i];
 333             block3[8*(2*j+1)+i] = sum;
 334         }
 335     }
 336
 337     /* clamp and store the result */
 338     for(i=0;i<8;i++) {
 339         for(j=0;j<8;j++) {
 340             v = block3[8*i+j];
 341             if (v < 0)
 342                 v = 0;
 343             else if (v > 255)
 344                 v = 255;
 345             dest[i * linesize + j] = (int)rint(v);
 346         }
 347     }
 348 }
 349
 350 void idct248_error(const char *name,
 351                     void (*idct248_put)(uint8_t *dest, int line_size, int16_t *block))
 352 {
 353     int it, i, it1, ti, ti1, err_max, v;
 354
 355     srandom(0);
 356
 357     /* just one test to see if code is correct (precision is less
 358        important here) */
 359     err_max = 0;
 360     for(it=0;it<NB_ITS;it++) {
 361
 362         /* XXX: use forward transform to generate values */
 363         for(i=0;i<64;i++)
 364             block1[i] = (random() % 256) - 128;
 365         block1[0] += 1024;
 366
 367         for(i=0; i<64; i++)
 368             block[i]= block1[i];
 369         idct248_ref(img_dest1, 8, block);
 370
 371         for(i=0; i<64; i++)
 372             block[i]= block1[i];
 373         idct248_put(img_dest, 8, block);
 374
 375         for(i=0;i<64;i++) {
 376             v = abs((int)img_dest[i] - (int)img_dest1[i]);
 377             if (v == 255)
 378                 printf("%d %d\n", img_dest[i], img_dest1[i]);
 379             if (v > err_max)
 380                 err_max = v;
 381         }
 382 #if 0
 383         printf("ref=\n");
 384         for(i=0;i<8;i++) {
 385             int j;
 386             for(j=0;j<8;j++) {
 387                 printf(" %3d", img_dest1[i*8+j]);
 388             }
 389             printf("\n");
 390         }
 391
 392         printf("out=\n");
 393         for(i=0;i<8;i++) {
 394             int j;
 395             for(j=0;j<8;j++) {
 396                 printf(" %3d", img_dest[i*8+j]);
 397             }
 398             printf("\n");
 399         }
 400 #endif
 401     }
 402     printf("%s %s: err_inf=%d\n",
 403            1 ? "IDCT248" : "DCT248",
 404            name, err_max);
 405
 406     ti = gettime();
 407     it1 = 0;
 408     do {
 409         for(it=0;it<NB_ITS_SPEED;it++) {
 410             for(i=0; i<64; i++)
 411                 block[i]= block1[i];
 412 //            memcpy(block, block1, sizeof(DCTELEM) * 64);
 413 // dont memcpy especially not fastmemcpy because it does movntq !!!
 414             idct248_put(img_dest, 8, block);
 415         }
 416         it1 += NB_ITS_SPEED;
 417         ti1 = gettime() - ti;
 418     } while (ti1 < 1000000);
 419     emms();
 420
 421     printf("%s %s: %0.1f kdct/s\n",
 422            1 ? "IDCT248" : "DCT248",
 423            name, (double)it1 * 1000.0 / (double)ti1);
 424 }
 425
 426 void help(void)
 427 {
 428     printf("dct-test [-i] [<test-number>]\n"
 429            "test-number 0 -> test with random matrixes\n"
 430            "            1 -> test with random sparse matrixes\n"
 431            "            2 -> do 3. test from mpeg4 std\n"
 432            "-i          test IDCT implementations\n"
 433            "-4          test IDCT248 implementations\n");
 434     exit(1);
 435 }
 436
 437 int main(int argc, char **argv)
 438 {
 439     int test_idct = 0, test_248_dct = 0;
 440     int c,i;
 441     int test=1;
 442
 443     init_fdct();
 444     idct_mmx_init();
 445
 446     for(i=0;i<256;i++) cropTbl[i + MAX_NEG_CROP] = i;
 447     for(i=0;i<MAX_NEG_CROP;i++) {
 448         cropTbl[i] = 0;
 449         cropTbl[i + MAX_NEG_CROP + 256] = 255;
 450     }
 451
 452     for(;;) {
 453         c = getopt(argc, argv, "ih4");
 454         if (c == -1)
 455             break;
 456         switch(c) {
 457         case 'i':
 458             test_idct = 1;
 459             break;
 460         case '4':
 461             test_248_dct = 1;
 462             break;
 463         default :
 464         case 'h':
 465             help();
 466             break;
 467         }
 468     }
 469
 470     if(optind <argc) test= atoi(argv[optind]);
 471
 472     printf("ffmpeg DCT/IDCT test\n");
 473
 474     if (test_248_dct) {
 475         idct248_error("SIMPLE-C", simple_idct248_put);
 476     } else {
 477         if (!test_idct) {
 478             dct_error("REF-DBL", 0, fdct, fdct, test); /* only to verify code ! */
 479             dct_error("IJG-AAN-INT", 0, fdct_ifast, fdct, test);
 480             dct_error("IJG-LLM-INT", 0, ff_jpeg_fdct_islow, fdct, test);
 481             dct_error("MMX", 0, ff_fdct_mmx, fdct, test);
 482         } else {
 483             dct_error("REF-DBL", 1, idct, idct, test);
 484             dct_error("INT", 1, j_rev_dct, idct, test);
 485             dct_error("LIBMPEG2-MMX", 1, ff_mmx_idct, idct, test);
 486             dct_error("LIBMPEG2-MMXEXT", 1, ff_mmxext_idct, idct, test);
 487             dct_error("SIMPLE-C", 1, simple_idct, idct, test);
 488             dct_error("SIMPLE-MMX", 1, ff_simple_idct_mmx, idct, test);
 489             //        dct_error("ODIVX-C", 1, odivx_idct_c, idct);
 490             //printf(" test against odivx idct\n");
 491             //  dct_error("REF", 1, idct, odivx_idct_c);
 492             //        dct_error("INT", 1, j_rev_dct, odivx_idct_c);
 493             //        dct_error("MMX", 1, ff_mmx_idct, odivx_idct_c);
 494             //        dct_error("MMXEXT", 1, ff_mmxext_idct, odivx_idct_c);
 495             //        dct_error("SIMPLE-C", 1, simple_idct, odivx_idct_c);
 496             //        dct_error("SIMPLE-MMX", 1, ff_simple_idct_mmx, odivx_idct_c);
 497             //        dct_error("ODIVX-C", 1, odivx_idct_c, odivx_idct_c);
 498         }
 499     }
 500     return 0;
 501 }