VC1: merge idct8x8, coeff adjustments and put_pixels.
[ffmpeg.git] / libavcodec / ppc / fdct_altivec.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2003  James Klicman <james@klicman.org>
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include "config.h"
22 #if HAVE_ALTIVEC_H
23 #include <altivec.h>
24 #endif
25 #include "libavutil/common.h"
26 #include "libavcodec/dsputil.h"
27 #include "dsputil_altivec.h"
28
29 #define vs16(v) ((vector signed short)(v))
30 #define vs32(v) ((vector signed int)(v))
31 #define vu8(v)  ((vector unsigned char)(v))
32 #define vu16(v) ((vector unsigned short)(v))
33 #define vu32(v) ((vector unsigned int)(v))
34
35
36 #define C1     0.98078525066375732421875000 /* cos(1*PI/16) */
37 #define C2     0.92387950420379638671875000 /* cos(2*PI/16) */
38 #define C3     0.83146959543228149414062500 /* cos(3*PI/16) */
39 #define C4     0.70710676908493041992187500 /* cos(4*PI/16) */
40 #define C5     0.55557024478912353515625000 /* cos(5*PI/16) */
41 #define C6     0.38268342614173889160156250 /* cos(6*PI/16) */
42 #define C7     0.19509032368659973144531250 /* cos(7*PI/16) */
43 #define SQRT_2 1.41421353816986083984375000 /* sqrt(2)      */
44
45
46 #define W0 -(2 * C2)
47 #define W1 (2 * C6)
48 #define W2 (SQRT_2 * C6)
49 #define W3 (SQRT_2 * C3)
50 #define W4 (SQRT_2 * (-C1 + C3 + C5 - C7))
51 #define W5 (SQRT_2 * ( C1 + C3 - C5 + C7))
52 #define W6 (SQRT_2 * ( C1 + C3 + C5 - C7))
53 #define W7 (SQRT_2 * ( C1 + C3 - C5 - C7))
54 #define W8 (SQRT_2 * ( C7 - C3))
55 #define W9 (SQRT_2 * (-C1 - C3))
56 #define WA (SQRT_2 * (-C3 - C5))
57 #define WB (SQRT_2 * ( C5 - C3))
58
59
60 static vector float fdctconsts[3] = {
61     { W0, W1, W2, W3 },
62     { W4, W5, W6, W7 },
63     { W8, W9, WA, WB }
64 };
65
66 #define LD_W0 vec_splat(cnsts0, 0)
67 #define LD_W1 vec_splat(cnsts0, 1)
68 #define LD_W2 vec_splat(cnsts0, 2)
69 #define LD_W3 vec_splat(cnsts0, 3)
70 #define LD_W4 vec_splat(cnsts1, 0)
71 #define LD_W5 vec_splat(cnsts1, 1)
72 #define LD_W6 vec_splat(cnsts1, 2)
73 #define LD_W7 vec_splat(cnsts1, 3)
74 #define LD_W8 vec_splat(cnsts2, 0)
75 #define LD_W9 vec_splat(cnsts2, 1)
76 #define LD_WA vec_splat(cnsts2, 2)
77 #define LD_WB vec_splat(cnsts2, 3)
78
79
80 #define FDCTROW(b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7) /* {{{ */                  \
81     x0 = vec_add(b0, b7);               /* x0 = b0 + b7; */         \
82     x7 = vec_sub(b0, b7);               /* x7 = b0 - b7; */         \
83     x1 = vec_add(b1, b6);               /* x1 = b1 + b6; */         \
84     x6 = vec_sub(b1, b6);               /* x6 = b1 - b6; */         \
85     x2 = vec_add(b2, b5);               /* x2 = b2 + b5; */         \
86     x5 = vec_sub(b2, b5);               /* x5 = b2 - b5; */         \
87     x3 = vec_add(b3, b4);               /* x3 = b3 + b4; */         \
88     x4 = vec_sub(b3, b4);               /* x4 = b3 - b4; */         \
89                                                                     \
90     b7 = vec_add(x0, x3);               /* b7 = x0 + x3; */         \
91     b1 = vec_add(x1, x2);               /* b1 = x1 + x2; */         \
92     b0 = vec_add(b7, b1);               /* b0 = b7 + b1; */         \
93     b4 = vec_sub(b7, b1);               /* b4 = b7 - b1; */         \
94                                                                     \
95     b2 = vec_sub(x0, x3);               /* b2 = x0 - x3; */         \
96     b6 = vec_sub(x1, x2);               /* b6 = x1 - x2; */         \
97     b5 = vec_add(b6, b2);               /* b5 = b6 + b2; */         \
98     cnst = LD_W2;                                                   \
99     b5 = vec_madd(cnst, b5, mzero);     /* b5 = b5 * W2; */         \
100     cnst = LD_W1;                                                   \
101     b2 = vec_madd(cnst, b2, b5);        /* b2 = b5 + b2 * W1; */    \
102     cnst = LD_W0;                                                   \
103     b6 = vec_madd(cnst, b6, b5);        /* b6 = b5 + b6 * W0; */    \
104                                                                     \
105     x0 = vec_add(x4, x7);               /* x0 = x4 + x7; */         \
106     x1 = vec_add(x5, x6);               /* x1 = x5 + x6; */         \
107     x2 = vec_add(x4, x6);               /* x2 = x4 + x6; */         \
108     x3 = vec_add(x5, x7);               /* x3 = x5 + x7; */         \
109     x8 = vec_add(x2, x3);               /* x8 = x2 + x3; */         \
110     cnst = LD_W3;                                                   \
111     x8 = vec_madd(cnst, x8, mzero);     /* x8 = x8 * W3; */         \
112                                                                     \
113     cnst = LD_W8;                                                   \
114     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);     /* x0 *= W8; */             \
115     cnst = LD_W9;                                                   \
116     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);     /* x1 *= W9; */             \
117     cnst = LD_WA;                                                   \
118     x2 = vec_madd(cnst, x2, x8);        /* x2 = x2 * WA + x8; */    \
119     cnst = LD_WB;                                                   \
120     x3 = vec_madd(cnst, x3, x8);        /* x3 = x3 * WB + x8; */    \
121                                                                     \
122     cnst = LD_W4;                                                   \
123     b7 = vec_madd(cnst, x4, x0);        /* b7 = x4 * W4 + x0; */    \
124     cnst = LD_W5;                                                   \
125     b5 = vec_madd(cnst, x5, x1);        /* b5 = x5 * W5 + x1; */    \
126     cnst = LD_W6;                                                   \
127     b3 = vec_madd(cnst, x6, x1);        /* b3 = x6 * W6 + x1; */    \
128     cnst = LD_W7;                                                   \
129     b1 = vec_madd(cnst, x7, x0);        /* b1 = x7 * W7 + x0; */    \
130                                                                     \
131     b7 = vec_add(b7, x2);               /* b7 = b7 + x2; */         \
132     b5 = vec_add(b5, x3);               /* b5 = b5 + x3; */         \
133     b3 = vec_add(b3, x2);               /* b3 = b3 + x2; */         \
134     b1 = vec_add(b1, x3);               /* b1 = b1 + x3; */         \
135     /* }}} */
136
137 #define FDCTCOL(b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7) /* {{{ */                  \
138     x0 = vec_add(b0, b7);               /* x0 = b0 + b7; */         \
139     x7 = vec_sub(b0, b7);               /* x7 = b0 - b7; */         \
140     x1 = vec_add(b1, b6);               /* x1 = b1 + b6; */         \
141     x6 = vec_sub(b1, b6);               /* x6 = b1 - b6; */         \
142     x2 = vec_add(b2, b5);               /* x2 = b2 + b5; */         \
143     x5 = vec_sub(b2, b5);               /* x5 = b2 - b5; */         \
144     x3 = vec_add(b3, b4);               /* x3 = b3 + b4; */         \
145     x4 = vec_sub(b3, b4);               /* x4 = b3 - b4; */         \
146                                                                     \
147     b7 = vec_add(x0, x3);               /* b7 = x0 + x3; */         \
148     b1 = vec_add(x1, x2);               /* b1 = x1 + x2; */         \
149     b0 = vec_add(b7, b1);               /* b0 = b7 + b1; */         \
150     b4 = vec_sub(b7, b1);               /* b4 = b7 - b1; */         \
151                                                                     \
152     b2 = vec_sub(x0, x3);               /* b2 = x0 - x3; */         \
153     b6 = vec_sub(x1, x2);               /* b6 = x1 - x2; */         \
154     b5 = vec_add(b6, b2);               /* b5 = b6 + b2; */         \
155     cnst = LD_W2;                                                   \
156     b5 = vec_madd(cnst, b5, mzero);     /* b5 = b5 * W2; */         \
157     cnst = LD_W1;                                                   \
158     b2 = vec_madd(cnst, b2, b5);        /* b2 = b5 + b2 * W1; */    \
159     cnst = LD_W0;                                                   \
160     b6 = vec_madd(cnst, b6, b5);        /* b6 = b5 + b6 * W0; */    \
161                                                                     \
162     x0 = vec_add(x4, x7);               /* x0 = x4 + x7; */         \
163     x1 = vec_add(x5, x6);               /* x1 = x5 + x6; */         \
164     x2 = vec_add(x4, x6);               /* x2 = x4 + x6; */         \
165     x3 = vec_add(x5, x7);               /* x3 = x5 + x7; */         \
166     x8 = vec_add(x2, x3);               /* x8 = x2 + x3; */         \
167     cnst = LD_W3;                                                   \
168     x8 = vec_madd(cnst, x8, mzero);     /* x8 = x8 * W3; */         \
169                                                                     \
170     cnst = LD_W8;                                                   \
171     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);     /* x0 *= W8; */             \
172     cnst = LD_W9;                                                   \
173     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);     /* x1 *= W9; */             \
174     cnst = LD_WA;                                                   \
175     x2 = vec_madd(cnst, x2, x8);        /* x2 = x2 * WA + x8; */    \
176     cnst = LD_WB;                                                   \
177     x3 = vec_madd(cnst, x3, x8);        /* x3 = x3 * WB + x8; */    \
178                                                                     \
179     cnst = LD_W4;                                                   \
180     b7 = vec_madd(cnst, x4, x0);        /* b7 = x4 * W4 + x0; */    \
181     cnst = LD_W5;                                                   \
182     b5 = vec_madd(cnst, x5, x1);        /* b5 = x5 * W5 + x1; */    \
183     cnst = LD_W6;                                                   \
184     b3 = vec_madd(cnst, x6, x1);        /* b3 = x6 * W6 + x1; */    \
185     cnst = LD_W7;                                                   \
186     b1 = vec_madd(cnst, x7, x0);        /* b1 = x7 * W7 + x0; */    \
187                                                                     \
188     b7 = vec_add(b7, x2);               /* b7 += x2; */             \
189     b5 = vec_add(b5, x3);               /* b5 += x3; */             \
190     b3 = vec_add(b3, x2);               /* b3 += x2; */             \
191     b1 = vec_add(b1, x3);               /* b1 += x3; */             \
192     /* }}} */
193
194
195
196 /* two dimensional discrete cosine transform */
197
198 void fdct_altivec(int16_t *block)
199 {
200     vector signed short *bp;
201     vector float *cp;
202     vector float b00, b10, b20, b30, b40, b50, b60, b70;
203     vector float b01, b11, b21, b31, b41, b51, b61, b71;
204     vector float mzero, cnst, cnsts0, cnsts1, cnsts2;
205     vector float x0, x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8;
206
207     /* setup constants {{{ */
208     /* mzero = -0.0 */
209     mzero = ((vector float)vec_splat_u32(-1));
210     mzero = ((vector float)vec_sl(vu32(mzero), vu32(mzero)));
211     cp = fdctconsts;
212     cnsts0 = vec_ld(0, cp); cp++;
213     cnsts1 = vec_ld(0, cp); cp++;
214     cnsts2 = vec_ld(0, cp);
215     /* }}} */
216
217
218     /* 8x8 matrix transpose (vector short[8]) {{{ */
219 #define MERGE_S16(hl,a,b) vec_merge##hl(vs16(a), vs16(b))
220
221     bp = (vector signed short*)block;
222     b00 = ((vector float)vec_ld(0,    bp));
223     b40 = ((vector float)vec_ld(16*4, bp));
224     b01 = ((vector float)MERGE_S16(h, b00, b40));
225     b11 = ((vector float)MERGE_S16(l, b00, b40));
226     bp++;
227     b10 = ((vector float)vec_ld(0,    bp));
228     b50 = ((vector float)vec_ld(16*4, bp));
229     b21 = ((vector float)MERGE_S16(h, b10, b50));
230     b31 = ((vector float)MERGE_S16(l, b10, b50));
231     bp++;
232     b20 = ((vector float)vec_ld(0,    bp));
233     b60 = ((vector float)vec_ld(16*4, bp));
234     b41 = ((vector float)MERGE_S16(h, b20, b60));
235     b51 = ((vector float)MERGE_S16(l, b20, b60));
236     bp++;
237     b30 = ((vector float)vec_ld(0,    bp));
238     b70 = ((vector float)vec_ld(16*4, bp));
239     b61 = ((vector float)MERGE_S16(h, b30, b70));
240     b71 = ((vector float)MERGE_S16(l, b30, b70));
241
242     x0 = ((vector float)MERGE_S16(h, b01, b41));
243     x1 = ((vector float)MERGE_S16(l, b01, b41));
244     x2 = ((vector float)MERGE_S16(h, b11, b51));
245     x3 = ((vector float)MERGE_S16(l, b11, b51));
246     x4 = ((vector float)MERGE_S16(h, b21, b61));
247     x5 = ((vector float)MERGE_S16(l, b21, b61));
248     x6 = ((vector float)MERGE_S16(h, b31, b71));
249     x7 = ((vector float)MERGE_S16(l, b31, b71));
250
251     b00 = ((vector float)MERGE_S16(h, x0, x4));
252     b10 = ((vector float)MERGE_S16(l, x0, x4));
253     b20 = ((vector float)MERGE_S16(h, x1, x5));
254     b30 = ((vector float)MERGE_S16(l, x1, x5));
255     b40 = ((vector float)MERGE_S16(h, x2, x6));
256     b50 = ((vector float)MERGE_S16(l, x2, x6));
257     b60 = ((vector float)MERGE_S16(h, x3, x7));
258     b70 = ((vector float)MERGE_S16(l, x3, x7));
259
260 #undef MERGE_S16
261     /* }}} */
262
263
264 /* Some of the initial calculations can be done as vector short before
265  * conversion to vector float.  The following code section takes advantage
266  * of this.
267  */
268 #if 1
269     /* fdct rows {{{ */
270     x0 = ((vector float)vec_add(vs16(b00), vs16(b70)));
271     x7 = ((vector float)vec_sub(vs16(b00), vs16(b70)));
272     x1 = ((vector float)vec_add(vs16(b10), vs16(b60)));
273     x6 = ((vector float)vec_sub(vs16(b10), vs16(b60)));
274     x2 = ((vector float)vec_add(vs16(b20), vs16(b50)));
275     x5 = ((vector float)vec_sub(vs16(b20), vs16(b50)));
276     x3 = ((vector float)vec_add(vs16(b30), vs16(b40)));
277     x4 = ((vector float)vec_sub(vs16(b30), vs16(b40)));
278
279     b70 = ((vector float)vec_add(vs16(x0), vs16(x3)));
280     b10 = ((vector float)vec_add(vs16(x1), vs16(x2)));
281
282     b00 = ((vector float)vec_add(vs16(b70), vs16(b10)));
283     b40 = ((vector float)vec_sub(vs16(b70), vs16(b10)));
284
285 #define CTF0(n) \
286     b##n##1 = ((vector float)vec_unpackl(vs16(b##n##0))); \
287     b##n##0 = ((vector float)vec_unpackh(vs16(b##n##0))); \
288     b##n##1 = vec_ctf(vs32(b##n##1), 0); \
289     b##n##0 = vec_ctf(vs32(b##n##0), 0);
290
291     CTF0(0);
292     CTF0(4);
293
294     b20 = ((vector float)vec_sub(vs16(x0), vs16(x3)));
295     b60 = ((vector float)vec_sub(vs16(x1), vs16(x2)));
296
297     CTF0(2);
298     CTF0(6);
299
300 #undef CTF0
301
302     x0 = vec_add(b60, b20);
303     x1 = vec_add(b61, b21);
304
305     cnst = LD_W2;
306     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);
307     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);
308     cnst = LD_W1;
309     b20 = vec_madd(cnst, b20, x0);
310     b21 = vec_madd(cnst, b21, x1);
311     cnst = LD_W0;
312     b60 = vec_madd(cnst, b60, x0);
313     b61 = vec_madd(cnst, b61, x1);
314
315 #define CTFX(x,b) \
316     b##0 = ((vector float)vec_unpackh(vs16(x))); \
317     b##1 = ((vector float)vec_unpackl(vs16(x))); \
318     b##0 = vec_ctf(vs32(b##0), 0); \
319     b##1 = vec_ctf(vs32(b##1), 0); \
320
321     CTFX(x4, b7);
322     CTFX(x5, b5);
323     CTFX(x6, b3);
324     CTFX(x7, b1);
325
326 #undef CTFX
327
328
329     x0 = vec_add(b70, b10);
330     x1 = vec_add(b50, b30);
331     x2 = vec_add(b70, b30);
332     x3 = vec_add(b50, b10);
333     x8 = vec_add(x2, x3);
334     cnst = LD_W3;
335     x8 = vec_madd(cnst, x8, mzero);
336
337     cnst = LD_W8;
338     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);
339     cnst = LD_W9;
340     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);
341     cnst = LD_WA;
342     x2 = vec_madd(cnst, x2, x8);
343     cnst = LD_WB;
344     x3 = vec_madd(cnst, x3, x8);
345
346     cnst = LD_W4;
347     b70 = vec_madd(cnst, b70, x0);
348     cnst = LD_W5;
349     b50 = vec_madd(cnst, b50, x1);
350     cnst = LD_W6;
351     b30 = vec_madd(cnst, b30, x1);
352     cnst = LD_W7;
353     b10 = vec_madd(cnst, b10, x0);
354
355     b70 = vec_add(b70, x2);
356     b50 = vec_add(b50, x3);
357     b30 = vec_add(b30, x2);
358     b10 = vec_add(b10, x3);
359
360
361     x0 = vec_add(b71, b11);
362     x1 = vec_add(b51, b31);
363     x2 = vec_add(b71, b31);
364     x3 = vec_add(b51, b11);
365     x8 = vec_add(x2, x3);
366     cnst = LD_W3;
367     x8 = vec_madd(cnst, x8, mzero);
368
369     cnst = LD_W8;
370     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);
371     cnst = LD_W9;
372     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);
373     cnst = LD_WA;
374     x2 = vec_madd(cnst, x2, x8);
375     cnst = LD_WB;
376     x3 = vec_madd(cnst, x3, x8);
377
378     cnst = LD_W4;
379     b71 = vec_madd(cnst, b71, x0);
380     cnst = LD_W5;
381     b51 = vec_madd(cnst, b51, x1);
382     cnst = LD_W6;
383     b31 = vec_madd(cnst, b31, x1);
384     cnst = LD_W7;
385     b11 = vec_madd(cnst, b11, x0);
386
387     b71 = vec_add(b71, x2);
388     b51 = vec_add(b51, x3);
389     b31 = vec_add(b31, x2);
390     b11 = vec_add(b11, x3);
391     /* }}} */
392 #else
393     /* convert to float {{{ */
394 #define CTF(n) \
395     vs32(b##n##1) = vec_unpackl(vs16(b##n##0)); \
396     vs32(b##n##0) = vec_unpackh(vs16(b##n##0)); \
397     b##n##1 = vec_ctf(vs32(b##n##1), 0); \
398     b##n##0 = vec_ctf(vs32(b##n##0), 0); \
399
400     CTF(0);
401     CTF(1);
402     CTF(2);
403     CTF(3);
404     CTF(4);
405     CTF(5);
406     CTF(6);
407     CTF(7);
408
409 #undef CTF
410     /* }}} */
411
412     FDCTROW(b00, b10, b20, b30, b40, b50, b60, b70);
413     FDCTROW(b01, b11, b21, b31, b41, b51, b61, b71);
414 #endif
415
416
417     /* 8x8 matrix transpose (vector float[8][2]) {{{ */
418     x0 = vec_mergel(b00, b20);
419     x1 = vec_mergeh(b00, b20);
420     x2 = vec_mergel(b10, b30);
421     x3 = vec_mergeh(b10, b30);
422
423     b00 = vec_mergeh(x1, x3);
424     b10 = vec_mergel(x1, x3);
425     b20 = vec_mergeh(x0, x2);
426     b30 = vec_mergel(x0, x2);
427
428     x4 = vec_mergel(b41, b61);
429     x5 = vec_mergeh(b41, b61);
430     x6 = vec_mergel(b51, b71);
431     x7 = vec_mergeh(b51, b71);
432
433     b41 = vec_mergeh(x5, x7);
434     b51 = vec_mergel(x5, x7);
435     b61 = vec_mergeh(x4, x6);
436     b71 = vec_mergel(x4, x6);
437
438     x0 = vec_mergel(b01, b21);
439     x1 = vec_mergeh(b01, b21);
440     x2 = vec_mergel(b11, b31);
441     x3 = vec_mergeh(b11, b31);
442
443     x4 = vec_mergel(b40, b60);
444     x5 = vec_mergeh(b40, b60);
445     x6 = vec_mergel(b50, b70);
446     x7 = vec_mergeh(b50, b70);
447
448     b40 = vec_mergeh(x1, x3);
449     b50 = vec_mergel(x1, x3);
450     b60 = vec_mergeh(x0, x2);
451     b70 = vec_mergel(x0, x2);
452
453     b01 = vec_mergeh(x5, x7);
454     b11 = vec_mergel(x5, x7);
455     b21 = vec_mergeh(x4, x6);
456     b31 = vec_mergel(x4, x6);
457     /* }}} */
458
459
460     FDCTCOL(b00, b10, b20, b30, b40, b50, b60, b70);
461     FDCTCOL(b01, b11, b21, b31, b41, b51, b61, b71);
462
463
464     /* round, convert back to short {{{ */
465 #define CTS(n) \
466     b##n##0 = vec_round(b##n##0); \
467     b##n##1 = vec_round(b##n##1); \
468     b##n##0 = ((vector float)vec_cts(b##n##0, 0)); \
469     b##n##1 = ((vector float)vec_cts(b##n##1, 0)); \
470     b##n##0 = ((vector float)vec_pack(vs32(b##n##0), vs32(b##n##1))); \
471     vec_st(vs16(b##n##0), 0, bp);
472
473     bp = (vector signed short*)block;
474     CTS(0); bp++;
475     CTS(1); bp++;
476     CTS(2); bp++;
477     CTS(3); bp++;
478     CTS(4); bp++;
479     CTS(5); bp++;
480     CTS(6); bp++;
481     CTS(7);
482
483 #undef CTS
484     /* }}} */
485 }
486
487 /* vim:set foldmethod=marker foldlevel=0: */