exploit mdct symmetry
[ffmpeg.git] / libavcodec / i386 / fft_3dn2.c
1 /*
2  * FFT/MDCT transform with Extended 3DNow! optimizations
3  * Copyright (c) 2006 Zuxy MENG Jie, Loren Merritt
4  * Based on fft_sse.c copyright (c) 2002 Fabrice Bellard.
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
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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 #include "libavutil/x86_cpu.h"
24 #include "libavcodec/dsputil.h"
25
26 static const int p1m1[2] __attribute__((aligned(8))) =
27     { 0, 1 << 31 };
28
29 static const int m1p1[2] __attribute__((aligned(8))) =
30     { 1 << 31, 0 };
31
32 void ff_fft_calc_3dn2(FFTContext *s, FFTComplex *z)
33 {
34     int ln = s->nbits;
35     long j;
36     x86_reg i;
37     long nblocks, nloops;
38     FFTComplex *p, *cptr;
39
40     asm volatile(
41         /* FEMMS is not a must here but recommended by AMD */
42         "femms \n\t"
43         "movq %0, %%mm7 \n\t"
44         ::"m"(*(s->inverse ? m1p1 : p1m1))
45     );
46
47     i = 8 << ln;
48     asm volatile(
49         "1: \n\t"
50         "sub $32, %0 \n\t"
51         "movq    (%0,%1), %%mm0 \n\t"
52         "movq  16(%0,%1), %%mm1 \n\t"
53         "movq   8(%0,%1), %%mm2 \n\t"
54         "movq  24(%0,%1), %%mm3 \n\t"
55         "movq      %%mm0, %%mm4 \n\t"
56         "movq      %%mm1, %%mm5 \n\t"
57         "pfadd     %%mm2, %%mm0 \n\t"
58         "pfadd     %%mm3, %%mm1 \n\t"
59         "pfsub     %%mm2, %%mm4 \n\t"
60         "pfsub     %%mm3, %%mm5 \n\t"
61         "movq      %%mm0, %%mm2 \n\t"
62         "pswapd    %%mm5, %%mm5 \n\t"
63         "movq      %%mm4, %%mm3 \n\t"
64         "pxor      %%mm7, %%mm5 \n\t"
65         "pfadd     %%mm1, %%mm0 \n\t"
66         "pfadd     %%mm5, %%mm4 \n\t"
67         "pfsub     %%mm1, %%mm2 \n\t"
68         "pfsub     %%mm5, %%mm3 \n\t"
69         "movq      %%mm0,   (%0,%1) \n\t"
70         "movq      %%mm4,  8(%0,%1) \n\t"
71         "movq      %%mm2, 16(%0,%1) \n\t"
72         "movq      %%mm3, 24(%0,%1) \n\t"
73         "jg 1b \n\t"
74         :"+r"(i)
75         :"r"(z)
76     );
77     /* pass 2 .. ln-1 */
78
79     nblocks = 1 << (ln-3);
80     nloops = 1 << 2;
81     cptr = s->exptab1;
82     do {
83         p = z;
84         j = nblocks;
85         do {
86             i = nloops*8;
87             asm volatile(
88                 "1: \n\t"
89                 "sub $16, %0 \n\t"
90                 "movq    (%1,%0), %%mm0 \n\t"
91                 "movq   8(%1,%0), %%mm1 \n\t"
92                 "movq    (%2,%0), %%mm2 \n\t"
93                 "movq   8(%2,%0), %%mm3 \n\t"
94                 "movq  (%3,%0,2), %%mm4 \n\t"
95                 "movq 8(%3,%0,2), %%mm5 \n\t"
96                 "pswapd    %%mm4, %%mm6 \n\t" // no need for cptr[2] & cptr[3]
97                 "pswapd    %%mm5, %%mm7 \n\t"
98                 "pfmul     %%mm2, %%mm4 \n\t" // cre*re cim*im
99                 "pfmul     %%mm3, %%mm5 \n\t"
100                 "pfmul     %%mm2, %%mm6 \n\t" // cim*re cre*im
101                 "pfmul     %%mm3, %%mm7 \n\t"
102                 "pfpnacc   %%mm6, %%mm4 \n\t" // cre*re-cim*im cim*re+cre*im
103                 "pfpnacc   %%mm7, %%mm5 \n\t"
104                 "movq      %%mm0, %%mm2 \n\t"
105                 "movq      %%mm1, %%mm3 \n\t"
106                 "pfadd     %%mm4, %%mm0 \n\t"
107                 "pfadd     %%mm5, %%mm1 \n\t"
108                 "pfsub     %%mm4, %%mm2 \n\t"
109                 "pfsub     %%mm5, %%mm3 \n\t"
110                 "movq      %%mm0,  (%1,%0) \n\t"
111                 "movq      %%mm1, 8(%1,%0) \n\t"
112                 "movq      %%mm2,  (%2,%0) \n\t"
113                 "movq      %%mm3, 8(%2,%0) \n\t"
114                 "jg 1b \n\t"
115                 :"+r"(i)
116                 :"r"(p), "r"(p + nloops), "r"(cptr)
117             );
118             p += nloops*2;
119         } while (--j);
120         cptr += nloops*2;
121         nblocks >>= 1;
122         nloops <<= 1;
123     } while (nblocks != 0);
124     asm volatile("femms");
125 }
126
127 static void imdct_3dn2(MDCTContext *s, const FFTSample *input, FFTSample *tmp)
128 {
129     long n4, n2, n;
130     x86_reg k;
131     const uint16_t *revtab = s->fft.revtab;
132     const FFTSample *tcos = s->tcos;
133     const FFTSample *tsin = s->tsin;
134     const FFTSample *in1, *in2;
135     FFTComplex *z = (FFTComplex *)tmp;
136
137     n = 1 << s->nbits;
138     n2 = n >> 1;
139     n4 = n >> 2;
140
141     /* pre rotation */
142     in1 = input;
143     in2 = input + n2 - 1;
144     for(k = 0; k < n4; k++) {
145         // FIXME a single block is faster, but gcc 2.95 and 3.4.x on 32bit can't compile it
146         asm volatile(
147             "movd       %0, %%mm0 \n\t"
148             "movd       %2, %%mm1 \n\t"
149             "punpckldq  %1, %%mm0 \n\t"
150             "punpckldq  %3, %%mm1 \n\t"
151             "movq    %%mm0, %%mm2 \n\t"
152             "pfmul   %%mm1, %%mm0 \n\t"
153             "pswapd  %%mm1, %%mm1 \n\t"
154             "pfmul   %%mm1, %%mm2 \n\t"
155             "pfpnacc %%mm2, %%mm0 \n\t"
156             ::"m"(in2[-2*k]), "m"(in1[2*k]),
157               "m"(tcos[k]), "m"(tsin[k])
158         );
159         asm volatile(
160             "movq    %%mm0, %0    \n\t"
161             :"=m"(z[revtab[k]])
162         );
163     }
164
165     ff_fft_calc(&s->fft, z);
166
167     /* post rotation + reordering */
168     for(k = 0; k < n4; k++) {
169         asm volatile(
170             "movq       %0, %%mm0 \n\t"
171             "movd       %1, %%mm1 \n\t"
172             "punpckldq  %2, %%mm1 \n\t"
173             "movq    %%mm0, %%mm2 \n\t"
174             "pfmul   %%mm1, %%mm0 \n\t"
175             "pswapd  %%mm1, %%mm1 \n\t"
176             "pfmul   %%mm1, %%mm2 \n\t"
177             "pfpnacc %%mm2, %%mm0 \n\t"
178             "movq    %%mm0, %0    \n\t"
179             :"+m"(z[k])
180             :"m"(tcos[k]), "m"(tsin[k])
181         );
182     }
183 }
184
185 void ff_imdct_calc_3dn2(MDCTContext *s, FFTSample *output,
186                         const FFTSample *input, FFTSample *tmp)
187 {
188     x86_reg k;
189     long n8, n2, n;
190     FFTComplex *z = (FFTComplex *)tmp;
191
192     n = 1 << s->nbits;
193     n2 = n >> 1;
194     n8 = n >> 3;
195
196     imdct_3dn2(s, input, tmp);
197
198     k = n-8;
199     asm volatile("movd %0, %%mm7" ::"r"(1<<31));
200     asm volatile(
201         "1: \n\t"
202         "movq    (%4,%0), %%mm0 \n\t" // z[n8+k]
203         "neg %0 \n\t"
204         "pswapd -8(%4,%0), %%mm1 \n\t" // z[n8-1-k]
205         "movq      %%mm0, %%mm2 \n\t"
206         "pxor      %%mm7, %%mm2 \n\t"
207         "punpckldq %%mm1, %%mm2 \n\t"
208         "pswapd    %%mm2, %%mm3 \n\t"
209         "punpckhdq %%mm1, %%mm0 \n\t"
210         "pswapd    %%mm0, %%mm4 \n\t"
211         "pxor      %%mm7, %%mm0 \n\t"
212         "pxor      %%mm7, %%mm4 \n\t"
213         "movq      %%mm3, -8(%3,%0) \n\t" // output[n-2-2*k] = { z[n8-1-k].im, -z[n8+k].re }
214         "movq      %%mm4, -8(%2,%0) \n\t" // output[n2-2-2*k]= { -z[n8-1-k].re, z[n8+k].im }
215         "neg %0 \n\t"
216         "movq      %%mm0, (%1,%0) \n\t"   // output[2*k]     = { -z[n8+k].im, z[n8-1-k].re }
217         "movq      %%mm2, (%2,%0) \n\t"   // output[n2+2*k]  = { -z[n8+k].re, z[n8-1-k].im }
218         "sub $8, %0 \n\t"
219         "jge 1b \n\t"
220         :"+r"(k)
221         :"r"(output), "r"(output+n2), "r"(output+n), "r"(z+n8)
222         :"memory"
223     );
224     asm volatile("femms");
225 }
226
227 void ff_imdct_half_3dn2(MDCTContext *s, FFTSample *output,
228                         const FFTSample *input, FFTSample *tmp)
229 {
230     x86_reg j, k;
231     long n8, n4, n;
232     FFTComplex *z = (FFTComplex *)tmp;
233
234     n = 1 << s->nbits;
235     n4 = n >> 2;
236     n8 = n >> 3;
237
238     imdct_3dn2(s, input, tmp);
239
240     j = -n;
241     k = n-8;
242     asm volatile("movd %0, %%mm7" ::"r"(1<<31));
243     asm volatile(
244         "1: \n\t"
245         "movq    (%3,%1), %%mm0 \n\t" // z[n8+k]
246         "pswapd  (%3,%0), %%mm1 \n\t" // z[n8-1-k]
247         "movq      %%mm0, %%mm2 \n\t"
248         "punpckldq %%mm1, %%mm0 \n\t"
249         "punpckhdq %%mm2, %%mm1 \n\t"
250         "pxor      %%mm7, %%mm0 \n\t"
251         "pxor      %%mm7, %%mm1 \n\t"
252         "movq      %%mm0, (%2,%1) \n\t" // output[n4+2*k]   = { -z[n8+k].re, z[n8-1-k].im }
253         "movq      %%mm1, (%2,%0) \n\t" // output[n4-2-2*k] = { -z[n8-1-k].re, z[n8+k].im }
254         "sub $8, %1 \n\t"
255         "add $8, %0 \n\t"
256         "jl 1b \n\t"
257         :"+r"(j), "+r"(k)
258         :"r"(output+n4), "r"(z+n8)
259         :"memory"
260     );
261     asm volatile("femms");
262 }
263