Merge commit '21d8f4da91673051ad7055cf63d989488a56368e'
[ffmpeg.git] / libavcodec / bfin / idct_bfin.S
1 /*
2  * idct BlackFin
3  *
4  * Copyright (C) 2007 Marc Hoffman <marc.hoffman@analog.com>
5  *
6  * This file is part of FFmpeg.
7  *
8  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22 /*
23    This blackfin DSP code implements an 8x8 inverse type II DCT.
24
25 Prototype       : void ff_bfin_idct(int16_t *in)
26
27 Registers Used  : A0, A1, R0-R7, I0-I3, B0, B2, B3, M0-M2, L0-L3, P0-P5, LC0.
28
29 Performance     :
30                     Code Size   : 498 Bytes.
31                     Cycle Count : 417 Cycles
32
33
34 -----------------------------------------------------------
35 FFMPEG conformance testing results
36 -----------------------------------------------------------
37
38 dct-test: modified with the following
39             dct_error("BFINidct", 1, ff_bfin_idct, idct, test);
40 produces the following output
41
42 root:/u/ffmpeg/bhead/libavcodec> ./dct-test -i
43 ffmpeg DCT/IDCT test
44
45     8    15    -2    21    24    17     0    10
46     2   -10    -5    -5    -3     7   -14    -3
47     2   -13   -10   -19    18    -6     6    -2
48     9     4    16    -3     9    12    10    15
49    15    -9    -2    10     1    16     0   -15
50   -15     5     7     3    13     0    13    20
51    -6   -15    24     9   -18     1     9   -22
52    -8    25    23     2    -7     0    30    13
53 IDCT BFINidct: err_inf=1 err2=0.01002344 syserr=0.00150000 maxout=266 blockSumErr=64
54 IDCT BFINidct: 88.3 kdct/s
55
56 */
57
58 #include "libavutil/bfin/asm.h"
59
60 SECTION_L1_DATA_B
61
62 .align 4;
63 coefs:
64 .short 0x5a82;           //  C4
65 .short 0x5a82;           //  C4
66 .short 0x30FC;           //cos(3pi/8)  C6
67 .short 0x7642;           //cos(pi/8)   C2
68 .short 0x18F9;           //cos(7pi/16)
69 .short 0x7D8A;           //cos(pi/16)
70 .short 0x471D;           //cos(5pi/16)
71 .short 0x6A6E;           //cos(3pi/16)
72 .short 0x18F9;           //cos(7pi/16)
73 .short 0x7D8A;           //cos(pi/16)
74
75 SECTION_L1_DATA_A
76
77 vtmp: .space 256
78
79 #define TMP0 FP-8
80 #define TMP1 FP-12
81 #define TMP2 FP-16
82
83
84 .text
85 DEFUN(idct,mL1,
86         (int16_t *block)):
87
88 /********************** Function Prologue *********************************/
89     link 16;
90     [--SP] = (R7:4, P5:3);   // Push the registers onto the stack.
91     B0 = R0;                 // Pointer to Input matrix
92     RELOC(R1, P3, coefs);    // Pointer to Coefficients
93     RELOC(R2, P3, vtmp);     // Pointer to Temporary matrix
94     B3 = R1;
95     B2 = R2;
96     L3 = 20;                // L3 is used for making the coefficient array
97                             // circular.
98                             // MUST BE RESTORED TO ZERO at function exit.
99     M1 = 16 (X);            // All these registers are initialized for
100     M3 = 8(X);              // modifying address offsets.
101
102     I0 = B0;                // I0 points to Input Element (0, 0).
103     I2 = B0;                // I2 points to Input Element (0, 0).
104     I2 += M3 || R0.H = W[I0];
105                             // Element 0 is read into R0.H
106     I1 = I2;                // I1 points to input Element (0, 6).
107     I1 += 4  || R0.L = W[I2++];
108                             // I2 points to input Element (0, 4).
109                             // Element 4 is read into R0.L.
110     P2 = 8 (X);
111     P3 = 32 (X);
112     P4 = -32 (X);
113     P5 = 98 (X);
114     R7 = 0x8000(Z);
115     I3 = B3;                // I3 points to Coefficients
116     P0 = B2;                // P0 points to array Element (0, 0) of temp
117     P1 = B2;
118     R7 = [I3++] || [TMP2]=R7;            // Coefficient C4 is read into R7.H and R7.L.
119     MNOP;
120     NOP;
121
122     /*
123      *   A1 =      Y0 * cos(pi/4)
124      *   A0 =      Y0 * cos(pi/4)
125      *   A1 = A1 + Y4 * cos(pi/4)
126      *   A0 = A0 - Y4 * cos(pi/4)
127      *   load:
128      *     R1=(Y2,Y6)
129      *     R7=(C2,C6)
130      *   res:
131      *     R3=Y0, R2=Y4
132      */
133     A1=R7.H*R0.H,       A0=R7.H*R0.H (IS)       || I0+= 4       || R1.L=W[I1++];
134     R3=(A1+=R7.H*R0.L), R2=(A0-=R7.H*R0.L) (IS) || R1.H=W[I0--] || R7=[I3++];
135
136     LSETUP (.0, .1) LC0 = P2; // perform 8 1d idcts
137
138     P2 = 112 (X);
139     P1 = P1 + P2;           // P1 points to element (7, 0) of temp buffer.
140     P2 = -94(X);
141
142 .0:
143        /*
144         *   A1 =      Y2 * cos(3pi/8)
145         *   A0 =      Y2 * cos(pi/8)
146         *   A1 = A1 - Y6 * cos(pi/8)
147         *   A0 = A0 + Y6 * cos(3pi/8)
148         *      R5 = (Y1,Y7)
149         *      R7 = (C1,C7)
150         *   res:
151         *      R1=Y2, R0=Y6
152         */
153         A1=R7.L*R1.H,       A0=R7.H*R1.H (IS)        || I0+=4        || R5.H=W[I0];
154         R1=(A1-=R7.H*R1.L), R0=(A0+=R7.L*R1.L) (IS)  || R5.L=W[I1--] || R7=[I3++];
155         /*
156         *   Y0 = Y0 + Y6.
157         *   Y4 = Y4 + Y2.
158         *   Y2 = Y4 - Y2.
159         *   Y6 = Y0 - Y6.
160         *     R3 is saved
161         *     R6.l=Y3
162         * note: R3: Y0, R2: Y4, R1: Y2, R0: Y6
163         */
164         R3=R3+R0, R0=R3-R0;
165         R2=R2+R1, R1=R2-R1 || [TMP0]=R3 || R6.L=W[I0--];
166         /*
167          *  Compute the odd portion (1,3,5,7) even is done.
168          *
169          *  Y1 = C7 * Y1 - C1 * Y7 + C3 * Y5 - C5 * Y3.
170          *  Y7 = C1 * Y1 + C7 * Y7 + C5 * Y5 + C3 * Y3.
171          *  Y5 = C5 * Y1 + C3 * Y7 + C7 * Y5 - C1 * Y3.
172          *  Y3 = C3 * Y1 - C5 * Y7 - C1 * Y5 - C7 * Y3.
173          */
174         //  R5=(Y1,Y7)  R6=(Y5,Y3)                                                   // R7=(C1,C7)
175         A1 =R7.L*R5.H,       A0 =R7.H*R5.H (IS)       || [TMP1]=R2 || R6.H=W[I2--];
176         A1-=R7.H*R5.L,       A0+=R7.L*R5.L (IS)       || I0-=4     || R7=[I3++];
177         A1+=R7.H*R6.H,       A0+=R7.L*R6.H (IS)       || I0+=M1;                     // R7=(C3,C5)
178         R3 =(A1-=R7.L*R6.L), R2 =(A0+=R7.H*R6.L) (IS);
179         A1 =R7.L*R5.H,       A0 =R7.H*R5.H (IS)       || R4=[TMP0];
180         A1+=R7.H*R5.L,       A0-=R7.L*R5.L (IS)       || I1+=M1    || R7=[I3++];     // R7=(C1,C7)
181         A1+=R7.L*R6.H,       A0-=R7.H*R6.H (IS);
182         R7 =(A1-=R7.H*R6.L), R6 =(A0-=R7.L*R6.L) (IS) || I2+=M1;
183         // R3=Y1, R2=Y7, R7=Y5, R6=Y3
184
185         /* Transpose write column. */
186         R5.H=R4+R2 (RND12);                                   // Y0=Y0+Y7
187         R5.L=R4-R2 (RND12) || R4 = [TMP1];                    // Y7=Y7-Y0
188         R2.H=R1+R7 (RND12) || W[P0++P3]=R5.H;                 // Y2=Y2+Y5 st Y0
189         R2.L=R1-R7 (RND12) || W[P1++P4]=R5.L || R7=[I3++];    // Y5=Y2-Y5 st Y7
190         R5.H=R0-R3 (RND12) || W[P0++P3]=R2.H || R1.L=W[I1++]; // Y1=Y6-Y1 st Y2
191         R5.L=R0+R3 (RND12) || W[P1++P4]=R2.L || R0.H=W[I0++]; // Y6=Y6+Y1 st Y5
192         R3.H=R4-R6 (RND12) || W[P0++P3]=R5.H || R0.L=W[I2++]; // Y3=Y3-Y4 st Y1
193         R3.L=R4+R6 (RND12) || W[P1++P4]=R5.L || R1.H=W[I0++]; // Y4=Y3+Y4 st Y6
194
195         /* pipeline loop start, + drain Y3, Y4 */
196         A1=R7.H*R0.H,       A0=R7.H*R0.H (IS)       || W[P0++P2]= R3.H || R1.H = W[I0--];
197 .1:     R3=(A1+=R7.H*R0.L), R2=(A0-=R7.H*R0.L) (IS) || W[P1++P5]= R3.L || R7 = [I3++];
198
199
200
201     I0 = B2;                // I0 points to Input Element (0, 0)
202     I2 = B2;                // I2 points to Input Element (0, 0)
203     I2 += M3 || R0.H = W[I0];
204                             // Y0 is read in R0.H
205     I1 = I2;                // I1 points to input Element (0, 6)
206     I1 += 4  || R0.L = W[I2++];
207                             // I2 points to input Element (0, 4)
208                             // Y4 is read in R0.L
209     P2 = 8 (X);
210     I3 = B3;                // I3 points to Coefficients
211     P0 = B0;                // P0 points to array Element (0, 0) for writing
212                             // output
213     P1 = B0;
214     R7 = [I3++];            // R7.H = C4 and R7.L = C4
215     NOP;
216
217     /*
218      *   A1 =      Y0 * cos(pi/4)
219      *   A0 =      Y0 * cos(pi/4)
220      *   A1 = A1 + Y4 * cos(pi/4)
221      *   A0 = A0 - Y4 * cos(pi/4)
222      *   load:
223      *     R1=(Y2,Y6)
224      *     R7=(C2,C6)
225      *   res:
226      *     R3=Y0, R2=Y4
227      */
228     A1=R7.H*R0.H,       A0=R7.H*R0.H (IS)       || I0+=4        || R1.L=W[I1++];
229     R3=(A1+=R7.H*R0.L), R2=(A0-=R7.H*R0.L) (IS) || R1.H=W[I0--] || R7=[I3++];
230
231     LSETUP (.2, .3) LC0 = P2; // peform 8 1d idcts
232     P2 = 112 (X);
233     P1 = P1 + P2;
234     P2 = -94(X);
235
236 .2:
237         /*
238          *   A1 =      Y2 * cos(3pi/8)
239          *   A0 =      Y2 * cos(pi/8)
240          *   A1 = A1 - Y6 * cos(pi/8)
241          *   A0 = A0 + Y6 * cos(3pi/8)
242          *      R5 = (Y1,Y7)
243          *      R7 = (C1,C7)
244          *   res:
245          *      R1=Y2, R0=Y6
246          */
247         A1=R7.L*R1.H,       A0=R7.H*R1.H (IS)        || I0+=4        || R5.H=W[I0];
248         R1=(A1-=R7.H*R1.L), R0=(A0+=R7.L*R1.L) (IS)  || R5.L=W[I1--] || R7=[I3++];
249         /*
250         *   Y0 = Y0 + Y6.
251         *   Y4 = Y4 + Y2.
252         *   Y2 = Y4 - Y2.
253         *   Y6 = Y0 - Y6.
254         *     R3 is saved
255         *     R6.l=Y3
256         * note: R3: Y0, R2: Y4, R1: Y2, R0: Y6
257         */
258         R3=R3+R0, R0=R3-R0;
259         R2=R2+R1, R1=R2-R1 || [TMP0]=R3 || R6.L=W[I0--];
260         /*
261          *  Compute the odd portion (1,3,5,7) even is done.
262          *
263          *  Y1 = C7 * Y1 - C1 * Y7 + C3 * Y5 - C5 * Y3.
264          *  Y7 = C1 * Y1 + C7 * Y7 + C5 * Y5 + C3 * Y3.
265          *  Y5 = C5 * Y1 + C3 * Y7 + C7 * Y5 - C1 * Y3.
266          *  Y3 = C3 * Y1 - C5 * Y7 - C1 * Y5 - C7 * Y3.
267          */
268         //  R5=(Y1,Y7)  R6=(Y5,Y3)                                                   // R7=(C1,C7)
269         A1 =R7.L*R5.H,       A0 =R7.H*R5.H (IS)       || [TMP1]=R2 || R6.H=W[I2--];
270         A1-=R7.H*R5.L,       A0+=R7.L*R5.L (IS)       || I0-=4     || R7=[I3++];
271         A1+=R7.H*R6.H,       A0+=R7.L*R6.H (IS)       || I0+=M1;                     // R7=(C3,C5)
272         R3 =(A1-=R7.L*R6.L), R2 =(A0+=R7.H*R6.L) (IS);
273         A1 =R7.L*R5.H,       A0 =R7.H*R5.H (IS)       || R4=[TMP0];
274         A1+=R7.H*R5.L,       A0-=R7.L*R5.L (IS)       || I1+=M1    || R7=[I3++];     // R7=(C1,C7)
275         A1+=R7.L*R6.H,       A0-=R7.H*R6.H (IS);
276         R7 =(A1-=R7.H*R6.L), R6 =(A0-=R7.L*R6.L) (IS) || I2+=M1;
277         // R3=Y1, R2=Y7, R7=Y5, R6=Y3
278
279         /* Transpose write column. */
280         R5.H=R4+R2 (RND20);                                   // Y0=Y0+Y7
281         R5.L=R4-R2 (RND20) || R4 = [TMP1];                    // Y7=Y7-Y0
282         R2.H=R1+R7 (RND20) || W[P0++P3]=R5.H;                 // Y2=Y2+Y5 st Y0
283         R2.L=R1-R7 (RND20) || W[P1++P4]=R5.L || R7=[I3++];    // Y5=Y2-Y5 st Y7
284         R5.H=R0-R3 (RND20) || W[P0++P3]=R2.H || R1.L=W[I1++]; // Y1=Y6-Y1 st Y2
285         R5.L=R0+R3 (RND20) || W[P1++P4]=R2.L || R0.H=W[I0++]; // Y6=Y6+Y1 st Y5
286         R3.H=R4-R6 (RND20) || W[P0++P3]=R5.H || R0.L=W[I2++]; // Y3=Y3-Y4 st Y1
287         R3.L=R4+R6 (RND20) || W[P1++P4]=R5.L || R1.H=W[I0++]; // Y4=Y3+Y4 st Y6
288
289         /* pipeline loop start, + drain Y3, Y4 */
290         A1=R7.H*R0.H,       A0=R7.H*R0.H (IS)       || W[P0++P2]= R3.H || R1.H = W[I0--];
291 .3:     R3=(A1+=R7.H*R0.L), R2=(A0-=R7.H*R0.L) (IS) || W[P1++P5]= R3.L || R7 = [I3++];
292
293     L3 = 0;
294     (R7:4,P5:3)=[SP++];
295     unlink;
296     RTS;
297 DEFUN_END(idct)