PPC: add _interleave versions of fft{4,6,16}_altivec
[ffmpeg.git] / libavcodec / ppc / fft_altivec.c
1 /*
2  * FFT/IFFT transforms
3  * AltiVec-enabled
4  * Copyright (c) 2009 Loren Merritt
5  *
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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 #include "libavcodec/fft.h"
23 #include "util_altivec.h"
24 #include "types_altivec.h"
25 #include "regs.h"
26
27 /**
28  * Do a complex FFT with the parameters defined in ff_fft_init(). The
29  * input data must be permuted before with s->revtab table. No
30  * 1.0/sqrt(n) normalization is done.
31  * AltiVec-enabled
32  * This code assumes that the 'z' pointer is 16 bytes-aligned
33  * It also assumes all FFTComplex are 8 bytes-aligned pair of float
34  */
35
36 // Pointers to functions. Not using function pointer syntax, because
37 // that involves an extra level of indirection on some PPC ABIs.
38 extern void *ff_fft_dispatch_altivec[2][15];
39
40 #if HAVE_GNU_AS
41 static av_always_inline void fft_dispatch(FFTContext *s, FFTComplex *z, int do_swizzle)
42 {
43     register vec_f  v14 __asm__("v14") = {0,0,0,0};
44     register vec_f  v15 __asm__("v15") = *(const vec_f*)ff_cos_16;
45     register vec_f  v16 __asm__("v16") = {0, 0.38268343, M_SQRT1_2, 0.92387953};
46     register vec_f  v17 __asm__("v17") = {-M_SQRT1_2, M_SQRT1_2, M_SQRT1_2,-M_SQRT1_2};
47     register vec_f  v18 __asm__("v18") = { M_SQRT1_2, M_SQRT1_2, M_SQRT1_2, M_SQRT1_2};
48     register vec_u8 v19 __asm__("v19") = vcprm(s0,3,2,1);
49     register vec_u8 v20 __asm__("v20") = vcprm(0,1,s2,s1);
50     register vec_u8 v21 __asm__("v21") = vcprm(2,3,s0,s3);
51     register vec_u8 v22 __asm__("v22") = vcprm(2,s3,3,s2);
52     register vec_u8 v23 __asm__("v23") = vcprm(0,1,s0,s1);
53     register vec_u8 v24 __asm__("v24") = vcprm(2,3,s2,s3);
54     register vec_u8 v25 __asm__("v25") = vcprm(2,3,0,1);
55     register vec_u8 v26 __asm__("v26") = vcprm(1,2,s3,s0);
56     register vec_u8 v27 __asm__("v27") = vcprm(0,3,s2,s1);
57     register vec_u8 v28 __asm__("v28") = vcprm(0,2,s1,s3);
58     register vec_u8 v29 __asm__("v29") = vcprm(1,3,s0,s2);
59     register FFTSample *const*cos_tabs __asm__("r12") = ff_cos_tabs;
60     register FFTComplex *zarg __asm__("r3") = z;
61     __asm__(
62         "mtctr %0               \n"
63         "li   "r(9)", 16        \n"
64         "subi "r(1)","r(1) ",%1 \n"
65         "bctrl                  \n"
66         "addi "r(1)","r(1) ",%1 \n"
67         ::"r"(ff_fft_dispatch_altivec[do_swizzle][s->nbits-2]), "i"(12*sizeof(void*)),
68           "r"(zarg), "r"(cos_tabs),
69           "v"(v14),"v"(v15),"v"(v16),"v"(v17),"v"(v18),"v"(v19),"v"(v20),"v"(v21),
70           "v"(v22),"v"(v23),"v"(v24),"v"(v25),"v"(v26),"v"(v27),"v"(v28),"v"(v29)
71         : "lr","ctr","r0","r4","r5","r6","r7","r8","r9","r10","r11",
72           "v0","v1","v2","v3","v4","v5","v6","v7","v8","v9","v10","v11","v12","v13"
73     );
74 }
75
76 static void ff_fft_calc_altivec(FFTContext *s, FFTComplex *z)
77 {
78     fft_dispatch(s, z, 1);
79 }
80
81 static void ff_imdct_half_altivec(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
82 {
83     int j, k;
84     int n = 1 << s->mdct_bits;
85     int n4 = n >> 2;
86     int n8 = n >> 3;
87     int n32 = n >> 5;
88     const uint16_t *revtabj = s->revtab;
89     const uint16_t *revtabk = s->revtab+n4;
90     const vec_f *tcos = (const vec_f*)(s->tcos+n8);
91     const vec_f *tsin = (const vec_f*)(s->tsin+n8);
92     const vec_f *pin = (const vec_f*)(input+n4);
93     vec_f *pout = (vec_f*)(output+n4);
94
95     /* pre rotation */
96     k = n32-1;
97     do {
98         vec_f cos,sin,cos0,sin0,cos1,sin1,re,im,r0,i0,r1,i1,a,b,c,d;
99 #define CMULA(p,o0,o1,o2,o3)\
100         a = pin[ k*2+p];                       /* { z[k].re,    z[k].im,    z[k+1].re,  z[k+1].im  } */\
101         b = pin[-k*2-p-1];                     /* { z[-k-2].re, z[-k-2].im, z[-k-1].re, z[-k-1].im } */\
102         re = vec_perm(a, b, vcprm(0,2,s0,s2)); /* { z[k].re,    z[k+1].re,  z[-k-2].re, z[-k-1].re } */\
103         im = vec_perm(a, b, vcprm(s3,s1,3,1)); /* { z[-k-1].im, z[-k-2].im, z[k+1].im,  z[k].im    } */\
104         cos = vec_perm(cos0, cos1, vcprm(o0,o1,s##o2,s##o3)); /* { cos[k], cos[k+1], cos[-k-2], cos[-k-1] } */\
105         sin = vec_perm(sin0, sin1, vcprm(o0,o1,s##o2,s##o3));\
106         r##p = im*cos - re*sin;\
107         i##p = re*cos + im*sin;
108 #define STORE2(v,dst)\
109         j = dst;\
110         vec_ste(v, 0, output+j*2);\
111         vec_ste(v, 4, output+j*2);
112 #define STORE8(p)\
113         a = vec_perm(r##p, i##p, vcprm(0,s0,0,s0));\
114         b = vec_perm(r##p, i##p, vcprm(1,s1,1,s1));\
115         c = vec_perm(r##p, i##p, vcprm(2,s2,2,s2));\
116         d = vec_perm(r##p, i##p, vcprm(3,s3,3,s3));\
117         STORE2(a, revtabk[ p*2-4]);\
118         STORE2(b, revtabk[ p*2-3]);\
119         STORE2(c, revtabj[-p*2+2]);\
120         STORE2(d, revtabj[-p*2+3]);
121
122         cos0 = tcos[k];
123         sin0 = tsin[k];
124         cos1 = tcos[-k-1];
125         sin1 = tsin[-k-1];
126         CMULA(0, 0,1,2,3);
127         CMULA(1, 2,3,0,1);
128         STORE8(0);
129         STORE8(1);
130         revtabj += 4;
131         revtabk -= 4;
132         k--;
133     } while(k >= 0);
134
135     fft_dispatch(s, (FFTComplex*)output, 0);
136
137     /* post rotation + reordering */
138     j = -n32;
139     k = n32-1;
140     do {
141         vec_f cos,sin,re,im,a,b,c,d;
142 #define CMULB(d0,d1,o)\
143         re = pout[o*2];\
144         im = pout[o*2+1];\
145         cos = tcos[o];\
146         sin = tsin[o];\
147         d0 = im*sin - re*cos;\
148         d1 = re*sin + im*cos;
149
150         CMULB(a,b,j);
151         CMULB(c,d,k);
152         pout[2*j]   = vec_perm(a, d, vcprm(0,s3,1,s2));
153         pout[2*j+1] = vec_perm(a, d, vcprm(2,s1,3,s0));
154         pout[2*k]   = vec_perm(c, b, vcprm(0,s3,1,s2));
155         pout[2*k+1] = vec_perm(c, b, vcprm(2,s1,3,s0));
156         j++;
157         k--;
158     } while(k >= 0);
159 }
160
161 static void ff_imdct_calc_altivec(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
162 {
163     int k;
164     int n = 1 << s->mdct_bits;
165     int n4 = n >> 2;
166     int n16 = n >> 4;
167     vec_u32 sign = {1<<31,1<<31,1<<31,1<<31};
168     vec_u32 *p0 = (vec_u32*)(output+n4);
169     vec_u32 *p1 = (vec_u32*)(output+n4*3);
170
171     ff_imdct_half_altivec(s, output+n4, input);
172
173     for (k = 0; k < n16; k++) {
174         vec_u32 a = p0[k] ^ sign;
175         vec_u32 b = p1[-k-1];
176         p0[-k-1] = vec_perm(a, a, vcprm(3,2,1,0));
177         p1[k]    = vec_perm(b, b, vcprm(3,2,1,0));
178     }
179 }
180 #endif /* HAVE_GNU_AS */
181
182 av_cold void ff_fft_init_altivec(FFTContext *s)
183 {
184 #if HAVE_GNU_AS
185     s->fft_calc = ff_fft_calc_altivec;
186     s->imdct_calc = ff_imdct_calc_altivec;
187     s->imdct_half = ff_imdct_half_altivec;
188 #endif
189 }