]> granicus.if.org Git - libvpx/commitdiff
convolve: support larger blocks, fix asm saturation bug
authorJohn Koleszar <jkoleszar@google.com>
Thu, 18 Apr 2013 20:05:38 +0000 (13:05 -0700)
committerJohn Koleszar <jkoleszar@google.com>
Thu, 18 Apr 2013 20:57:59 +0000 (13:57 -0700)
Updates the common convoloution code to support blocks larger than
16x16, and rectangular blocks. This uncovered a bug in the SSSE3
filtering routines due to the order of application of saturation.
This commit fixes that bug, adjusts the unit test to bias its
random values towards the extremes, and adds a test to ensure that
all filters conform to the expected pairwise addition structure.

Change-Id: I81f69668b1de0de5a8ed43f0643845641525c8f0

test/acm_random.h
test/convolve_test.cc
vp9/common/vp9_convolve.c
vp9/common/x86/vp9_asm_stubs.c
vp9/common/x86/vp9_subpixel_8t_ssse3.asm

index 514894edaf7758289c42925a28d09f85e92b10aa..84c6c75297983e386028befb57660b69c4acd788 100644 (file)
@@ -35,6 +35,13 @@ class ACMRandom {
     return (rand() >> 8) & 0xff;
   }
 
+  uint8_t Rand8Extremes(void) {
+    // Returns a random value near 0 or near 255, to better exercise
+    // saturation behavior.
+    const uint8_t r = Rand8();
+    return r < 128 ? r << 4 : r >> 4;
+  }
+
   int PseudoUniform(int range) {
     return (rand() >> 8) % range;
   }
index 35065a41f755a30589e91bb1094db2b2e85dbb5d..a8139cbd304c67a0d5e17232e20b695d9e64d45f 100644 (file)
@@ -66,7 +66,7 @@ static void filter_block2d_8_c(const uint8_t *src_ptr,
   // support.
   const int kInterp_Extend = 4;
   const unsigned int intermediate_height =
-    (kInterp_Extend - 1) +     output_height + kInterp_Extend;
+    (kInterp_Extend - 1) + output_height + kInterp_Extend;
 
   /* Size of intermediate_buffer is max_intermediate_height * filter_max_width,
    * where max_intermediate_height = (kInterp_Extend - 1) + filter_max_height
@@ -75,7 +75,7 @@ static void filter_block2d_8_c(const uint8_t *src_ptr,
    *                               = 23
    * and filter_max_width = 16
    */
-  uint8_t intermediate_buffer[23 * 16];
+  uint8_t intermediate_buffer[71 * 64];
   const int intermediate_next_stride = 1 - intermediate_height * output_width;
 
   // Horizontal pass (src -> transposed intermediate).
@@ -158,13 +158,13 @@ static void filter_average_block2d_8_c(const uint8_t *src_ptr,
                                        unsigned int dst_stride,
                                        unsigned int output_width,
                                        unsigned int output_height) {
-  uint8_t tmp[16*16];
+  uint8_t tmp[64*64];
 
-  assert(output_width <= 16);
-  assert(output_height <= 16);
-  filter_block2d_8_c(src_ptr, src_stride, HFilter, VFilter, tmp, 16,
+  assert(output_width <= 64);
+  assert(output_height <= 64);
+  filter_block2d_8_c(src_ptr, src_stride, HFilter, VFilter, tmp, 64,
                      output_width, output_height);
-  block2d_average_c(tmp, 16, dst_ptr, dst_stride,
+  block2d_average_c(tmp, 64, dst_ptr, dst_stride,
                     output_width, output_height);
 }
 
@@ -188,10 +188,10 @@ class ConvolveTest : public PARAMS(int, int, const ConvolveFunctions*) {
 
   protected:
     static const int kDataAlignment = 16;
-    static const int kOuterBlockSize = 32;
+    static const int kOuterBlockSize = 128;
     static const int kInputStride = kOuterBlockSize;
     static const int kOutputStride = kOuterBlockSize;
-    static const int kMaxDimension = 16;
+    static const int kMaxDimension = 64;
 
     int Width() const { return GET_PARAM(0); }
     int Height() const { return GET_PARAM(1); }
@@ -221,7 +221,7 @@ class ConvolveTest : public PARAMS(int, int, const ConvolveFunctions*) {
 
       ::libvpx_test::ACMRandom prng;
       for (int i = 0; i < kOuterBlockSize * kOuterBlockSize; ++i)
-        input_[i] = prng.Rand8();
+        input_[i] = prng.Rand8Extremes();
     }
 
     void CheckGuardBlocks() {
@@ -308,6 +308,29 @@ const int16_t (*kTestFilterList[])[8] = {
   vp9_sub_pel_filters_8s,
   vp9_sub_pel_filters_8lp
 };
+const int kNumFilterBanks = sizeof(kTestFilterList) /
+    sizeof(kTestFilterList[0]);
+const int kNumFilters = 16;
+
+TEST(ConvolveTest, FiltersWontSaturateWhenAddedPairwise) {
+  for (int filter_bank = 0; filter_bank < kNumFilterBanks; ++filter_bank) {
+    const int16_t (*filters)[8] = kTestFilterList[filter_bank];
+    for (int i = 0; i < kNumFilters; i++) {
+      const int p0 = filters[i][0] + filters[i][1];
+      const int p1 = filters[i][2] + filters[i][3];
+      const int p2 = filters[i][4] + filters[i][5];
+      const int p3 = filters[i][6] + filters[i][7];
+      EXPECT_LE(p0, 128);
+      EXPECT_LE(p1, 128);
+      EXPECT_LE(p2, 128);
+      EXPECT_LE(p3, 128);
+      EXPECT_LE(p0 + p3, 128);
+      EXPECT_LE(p0 + p3 + p1, 128);
+      EXPECT_LE(p0 + p3 + p1 + p2, 128);
+      EXPECT_EQ(p0 + p1 + p2 + p3, 128);
+    }
+  }
+}
 
 const int16_t kInvalidFilter[8] = { 0 };
 
@@ -316,12 +339,9 @@ TEST_P(ConvolveTest, MatchesReferenceSubpixelFilter) {
   uint8_t* const out = output();
   uint8_t ref[kOutputStride * kMaxDimension];
 
-  const int kNumFilterBanks = sizeof(kTestFilterList) /
-      sizeof(kTestFilterList[0]);
 
   for (int filter_bank = 0; filter_bank < kNumFilterBanks; ++filter_bank) {
     const int16_t (*filters)[8] = kTestFilterList[filter_bank];
-    const int kNumFilters = 16;
 
     for (int filter_x = 0; filter_x < kNumFilters; ++filter_x) {
       for (int filter_y = 0; filter_y < kNumFilters; ++filter_y) {
@@ -368,7 +388,7 @@ TEST_P(ConvolveTest, MatchesReferenceAveragingSubpixelFilter) {
   ::libvpx_test::ACMRandom prng;
   for (int y = 0; y < Height(); ++y) {
     for (int x = 0; x < Width(); ++x) {
-      const uint8_t r = prng.Rand8();
+      const uint8_t r = prng.Rand8Extremes();
 
       out[y * kOutputStride + x] = r;
       ref[y * kOutputStride + x] = r;
@@ -440,16 +460,17 @@ DECLARE_ALIGNED(256, const int16_t, kChangeFilters[16][8]) = {
 TEST_P(ConvolveTest, ChangeFilterWorks) {
   uint8_t* const in = input();
   uint8_t* const out = output();
+  const int kPixelSelected = 4;
 
   REGISTER_STATE_CHECK(UUT_->h8_(in, kInputStride, out, kOutputStride,
                                  kChangeFilters[8], 17, kChangeFilters[4], 16,
                                  Width(), Height()));
 
   for (int x = 0; x < Width(); ++x) {
-    if (x < 8)
-      ASSERT_EQ(in[4], out[x]) << "x == " << x;
-    else
-      ASSERT_EQ(in[12], out[x]) << "x == " << x;
+    const int kQ4StepAdjust = x >> 4;
+    const int kFilterPeriodAdjust = (x >> 3) << 3;
+    const int ref_x = kQ4StepAdjust + kFilterPeriodAdjust + kPixelSelected;
+    ASSERT_EQ(in[ref_x], out[x]) << "x == " << x;
   }
 
   REGISTER_STATE_CHECK(UUT_->v8_(in, kInputStride, out, kOutputStride,
@@ -457,10 +478,10 @@ TEST_P(ConvolveTest, ChangeFilterWorks) {
                                  Width(), Height()));
 
   for (int y = 0; y < Height(); ++y) {
-    if (y < 8)
-      ASSERT_EQ(in[4 * kInputStride], out[y * kOutputStride]) << "y == " << y;
-    else
-      ASSERT_EQ(in[12 * kInputStride], out[y * kOutputStride]) << "y == " << y;
+    const int kQ4StepAdjust = y >> 4;
+    const int kFilterPeriodAdjust = (y >> 3) << 3;
+    const int ref_y = kQ4StepAdjust + kFilterPeriodAdjust + kPixelSelected;
+    ASSERT_EQ(in[ref_y * kInputStride], out[y * kInputStride]) << "y == " << y;
   }
 
   REGISTER_STATE_CHECK(UUT_->hv8_(in, kInputStride, out, kOutputStride,
@@ -468,9 +489,13 @@ TEST_P(ConvolveTest, ChangeFilterWorks) {
                                   Width(), Height()));
 
   for (int y = 0; y < Height(); ++y) {
+    const int kQ4StepAdjustY = y >> 4;
+    const int kFilterPeriodAdjustY = (y >> 3) << 3;
+    const int ref_y = kQ4StepAdjustY + kFilterPeriodAdjustY + kPixelSelected;
     for (int x = 0; x < Width(); ++x) {
-      const int ref_x = x < 8 ? 4 : 12;
-      const int ref_y = y < 8 ? 4 : 12;
+      const int kQ4StepAdjustX = x >> 4;
+      const int kFilterPeriodAdjustX = (x >> 3) << 3;
+      const int ref_x = kQ4StepAdjustX + kFilterPeriodAdjustX + kPixelSelected;
 
       ASSERT_EQ(in[ref_y * kInputStride + ref_x], out[y * kOutputStride + x])
           << "x == " << x << ", y == " << y;
@@ -489,9 +514,17 @@ const ConvolveFunctions convolve8_c(
 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(C, ConvolveTest, ::testing::Values(
     make_tuple(4, 4, &convolve8_c),
     make_tuple(8, 4, &convolve8_c),
+    make_tuple(4, 8, &convolve8_c),
     make_tuple(8, 8, &convolve8_c),
     make_tuple(16, 8, &convolve8_c),
-    make_tuple(16, 16, &convolve8_c)));
+    make_tuple(8, 16, &convolve8_c),
+    make_tuple(16, 16, &convolve8_c),
+    make_tuple(32, 16, &convolve8_c),
+    make_tuple(16, 32, &convolve8_c),
+    make_tuple(32, 32, &convolve8_c),
+    make_tuple(64, 32, &convolve8_c),
+    make_tuple(32, 64, &convolve8_c),
+    make_tuple(64, 64, &convolve8_c)));
 }
 
 #if HAVE_SSSE3
@@ -503,7 +536,15 @@ const ConvolveFunctions convolve8_ssse3(
 INSTANTIATE_TEST_CASE_P(SSSE3, ConvolveTest, ::testing::Values(
     make_tuple(4, 4, &convolve8_ssse3),
     make_tuple(8, 4, &convolve8_ssse3),
+    make_tuple(4, 8, &convolve8_ssse3),
     make_tuple(8, 8, &convolve8_ssse3),
     make_tuple(16, 8, &convolve8_ssse3),
-    make_tuple(16, 16, &convolve8_ssse3)));
+    make_tuple(8, 16, &convolve8_ssse3),
+    make_tuple(16, 16, &convolve8_ssse3),
+    make_tuple(32, 16, &convolve8_ssse3),
+    make_tuple(16, 32, &convolve8_ssse3),
+    make_tuple(32, 32, &convolve8_ssse3),
+    make_tuple(64, 32, &convolve8_ssse3),
+    make_tuple(32, 64, &convolve8_ssse3),
+    make_tuple(64, 64, &convolve8_ssse3)));
 #endif
index 3ab8bec7a162d0b16c107dbf1b5dac9a67ed85bb..a27ca6f5da88d57808856a3feaf98baad979aa13 100644 (file)
@@ -331,14 +331,14 @@ static void convolve_c(const uint8_t *src, int src_stride,
                        const int16_t *filter_y, int y_step_q4,
                        int w, int h, int taps) {
   /* Fixed size intermediate buffer places limits on parameters.
-   * Maximum intermediate_height is 39, for y_step_q4 == 32,
-   * h == 16, taps == 8.
+   * Maximum intermediate_height is 135, for y_step_q4 == 32,
+   * h == 64, taps == 8.
    */
-  uint8_t temp[16 * 39];
+  uint8_t temp[64 * 135];
   int intermediate_height = ((h * y_step_q4) >> 4) + taps - 1;
 
-  assert(w <= 16);
-  assert(h <= 16);
+  assert(w <= 64);
+  assert(h <= 64);
   assert(taps <= 8);
   assert(y_step_q4 <= 32);
 
@@ -346,10 +346,10 @@ static void convolve_c(const uint8_t *src, int src_stride,
     intermediate_height = h;
 
   convolve_horiz_c(src - src_stride * (taps / 2 - 1), src_stride,
-                   temp, 16,
+                   temp, 64,
                    filter_x, x_step_q4, filter_y, y_step_q4,
                    w, intermediate_height, taps);
-  convolve_vert_c(temp + 16 * (taps / 2 - 1), 16, dst, dst_stride,
+  convolve_vert_c(temp + 64 * (taps / 2 - 1), 64, dst, dst_stride,
                   filter_x, x_step_q4, filter_y, y_step_q4,
                   w, h, taps);
 }
@@ -360,14 +360,14 @@ static void convolve_avg_c(const uint8_t *src, int src_stride,
                            const int16_t *filter_y, int y_step_q4,
                            int w, int h, int taps) {
   /* Fixed size intermediate buffer places limits on parameters.
-   * Maximum intermediate_height is 39, for y_step_q4 == 32,
-   * h == 16, taps == 8.
+   * Maximum intermediate_height is 135, for y_step_q4 == 32,
+   * h == 64, taps == 8.
    */
-  uint8_t temp[16 * 39];
+  uint8_t temp[64 * 135];
   int intermediate_height = ((h * y_step_q4) >> 4) + taps - 1;
 
-  assert(w <= 16);
-  assert(h <= 16);
+  assert(w <= 64);
+  assert(h <= 64);
   assert(taps <= 8);
   assert(y_step_q4 <= 32);
 
@@ -375,10 +375,10 @@ static void convolve_avg_c(const uint8_t *src, int src_stride,
     intermediate_height = h;
 
   convolve_horiz_c(src - src_stride * (taps / 2 - 1), src_stride,
-                   temp, 16,
+                   temp, 64,
                    filter_x, x_step_q4, filter_y, y_step_q4,
                    w, intermediate_height, taps);
-  convolve_avg_vert_c(temp + 16 * (taps / 2 - 1), 16, dst, dst_stride,
+  convolve_avg_vert_c(temp + 64 * (taps / 2 - 1), 64, dst, dst_stride,
                       filter_x, x_step_q4, filter_y, y_step_q4,
                       w, h, taps);
 }
@@ -563,16 +563,16 @@ void vp9_convolve8_avg_c(const uint8_t *src, int src_stride,
                          const int16_t *filter_y, int y_step_q4,
                          int w, int h) {
   /* Fixed size intermediate buffer places limits on parameters. */
-  DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint8_t, temp, 16 * 16);
-  assert(w <= 16);
-  assert(h <= 16);
+  DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, uint8_t, temp, 64 * 64);
+  assert(w <= 64);
+  assert(h <= 64);
 
   vp9_convolve8(src, src_stride,
-                temp, 16,
+                temp, 64,
                 filter_x, x_step_q4,
                 filter_y, y_step_q4,
                 w, h);
-  vp9_convolve_avg(temp, 16,
+  vp9_convolve_avg(temp, 64,
                    dst, dst_stride,
                    NULL, 0, /* These unused parameter should be removed! */
                    NULL, 0, /* These unused parameter should be removed! */
index 6d3bb021a7d31ddad0ac8cdce3067abb01121146..310f8ed24d177a44536e24e6a5130e0cc061e30f 100644 (file)
@@ -278,11 +278,9 @@ void vp9_convolve8_ssse3(const uint8_t *src, int src_stride,
                          const int16_t *filter_x, int x_step_q4,
                          const int16_t *filter_y, int y_step_q4,
                          int w, int h) {
-  DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, unsigned char, fdata2, 16*23);
+  DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, unsigned char, fdata2, 16*71);
 
-  // check w/h due to fixed size fdata2 array
-  assert(w <= 16);
-  assert(h <= 16);
+  assert(h <= 64);
 
   if (x_step_q4 == 16 && y_step_q4 == 16 &&
       filter_x[3] != 128 && filter_y[3] != 128) {
@@ -324,11 +322,9 @@ void vp9_convolve8_avg_ssse3(const uint8_t *src, int src_stride,
                          const int16_t *filter_x, int x_step_q4,
                          const int16_t *filter_y, int y_step_q4,
                          int w, int h) {
-  DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, unsigned char, fdata2, 16*23);
+  DECLARE_ALIGNED_ARRAY(16, unsigned char, fdata2, 16*71);
 
-  // check w/h due to fixed size fdata2 array
-  assert(w <= 16);
-  assert(h <= 16);
+  assert(h <= 64);
 
   if (x_step_q4 == 16 && y_step_q4 == 16 &&
       filter_x[3] != 128 && filter_y[3] != 128) {
index 32f00e2893dade99ee9085866fee80cbc39b893c..bbf9888caf67ba8e8414b2de7879788095c623c4 100644 (file)
     pmaddubsw   xmm4, k4k5
     pmaddubsw   xmm6, k6k7
 
+    paddsw      xmm0, xmm6
     paddsw      xmm0, xmm2
-    paddsw      xmm0, krd
-    paddsw      xmm4, xmm6
     paddsw      xmm0, xmm4
+    paddsw      xmm0, krd
 
     psraw       xmm0, 7
     packuswb    xmm0, xmm0
     pmaddubsw   xmm4, k4k5
     pmaddubsw   xmm6, k6k7
 
+    paddsw      xmm0, xmm6
     paddsw      xmm0, xmm2
-    paddsw      xmm0, krd
-    paddsw      xmm4, xmm6
     paddsw      xmm0, xmm4
+    paddsw      xmm0, krd
 
     psraw       xmm0, 7
     packuswb    xmm0, xmm0
     pmaddubsw   xmm4, k4k5
     pmaddubsw   xmm6, k6k7
 
+    paddsw      xmm0, xmm6
     paddsw      xmm0, xmm2
-    paddsw      xmm0, krd
-    paddsw      xmm4, xmm6
     paddsw      xmm0, xmm4
+    paddsw      xmm0, krd
 
     psraw       xmm0, 7
     packuswb    xmm0, xmm0
     pmaddubsw   xmm4, k4k5
     pmaddubsw   xmm6, k6k7
 
+    paddsw      xmm0, xmm6
     paddsw      xmm0, xmm2
-    paddsw      xmm4, xmm6
-    paddsw      xmm0, krd
     paddsw      xmm0, xmm4
+    paddsw      xmm0, krd
 
     psraw       xmm0, 7
     packuswb    xmm0, xmm0