Rename libavcodec/i386/ --> libavcodec/x86/.
[ffmpeg.git] / libavcodec / x86 / idct_sse2_xvid.c
1 /*
2  * XVID MPEG-4 VIDEO CODEC
3  * - SSE2 inverse discrete cosine transform -
4  *
5  * Copyright(C) 2003 Pascal Massimino <skal@planet-d.net>
6  *
7  * Conversion to gcc syntax with modifications
8  * by Alexander Strange <astrange@ithinksw.com>
9  *
10  * Originally from dct/x86_asm/fdct_sse2_skal.asm in Xvid.
11  *
12  * This file is part of FFmpeg.
13  *
14  * Vertical pass is an implementation of the scheme:
15  *  Loeffler C., Ligtenberg A., and Moschytz C.S.:
16  *  Practical Fast 1D DCT Algorithm with Eleven Multiplications,
17  *  Proc. ICASSP 1989, 988-991.
18  *
19  * Horizontal pass is a double 4x4 vector/matrix multiplication,
20  * (see also Intel's Application Note 922:
21  *  http://developer.intel.com/vtune/cbts/strmsimd/922down.htm
22  *  Copyright (C) 1999 Intel Corporation)
23  *
24  * More details at http://skal.planet-d.net/coding/dct.html
25  *
26  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
27  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
28  * License as published by the Free Software Foundation; either
29  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
30  *
31  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
32  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
33  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
34  * Lesser General Public License for more details.
35  *
36  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
37  * along with FFmpeg; if not, write to the Free Software Foundation,
38  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
39  */
40
41 #include "libavcodec/dsputil.h"
42 #include "idct_xvid.h"
43
44 /*!
45  * @file idct_sse2_xvid.c
46  * @brief SSE2 idct compatible with xvidmmx
47  */
48
49 #define X8(x)     x,x,x,x,x,x,x,x
50
51 #define ROW_SHIFT 11
52 #define COL_SHIFT 6
53
54 DECLARE_ASM_CONST(16, int16_t, tan1[]) = {X8(13036)}; // tan( pi/16)
55 DECLARE_ASM_CONST(16, int16_t, tan2[]) = {X8(27146)}; // tan(2pi/16) = sqrt(2)-1
56 DECLARE_ASM_CONST(16, int16_t, tan3[]) = {X8(43790)}; // tan(3pi/16)-1
57 DECLARE_ASM_CONST(16, int16_t, sqrt2[])= {X8(23170)}; // 0.5/sqrt(2)
58 DECLARE_ASM_CONST(8,  uint8_t, m127[]) = {X8(127)};
59
60 DECLARE_ASM_CONST(16, int16_t, iTab1[]) = {
61  0x4000, 0x539f, 0xc000, 0xac61, 0x4000, 0xdd5d, 0x4000, 0xdd5d,
62  0x4000, 0x22a3, 0x4000, 0x22a3, 0xc000, 0x539f, 0x4000, 0xac61,
63  0x3249, 0x11a8, 0x4b42, 0xee58, 0x11a8, 0x4b42, 0x11a8, 0xcdb7,
64  0x58c5, 0x4b42, 0xa73b, 0xcdb7, 0x3249, 0xa73b, 0x4b42, 0xa73b
65 };
66
67 DECLARE_ASM_CONST(16, int16_t, iTab2[]) = {
68  0x58c5, 0x73fc, 0xa73b, 0x8c04, 0x58c5, 0xcff5, 0x58c5, 0xcff5,
69  0x58c5, 0x300b, 0x58c5, 0x300b, 0xa73b, 0x73fc, 0x58c5, 0x8c04,
70  0x45bf, 0x187e, 0x6862, 0xe782, 0x187e, 0x6862, 0x187e, 0xba41,
71  0x7b21, 0x6862, 0x84df, 0xba41, 0x45bf, 0x84df, 0x6862, 0x84df
72 };
73
74 DECLARE_ASM_CONST(16, int16_t, iTab3[]) = {
75  0x539f, 0x6d41, 0xac61, 0x92bf, 0x539f, 0xd2bf, 0x539f, 0xd2bf,
76  0x539f, 0x2d41, 0x539f, 0x2d41, 0xac61, 0x6d41, 0x539f, 0x92bf,
77  0x41b3, 0x1712, 0x6254, 0xe8ee, 0x1712, 0x6254, 0x1712, 0xbe4d,
78  0x73fc, 0x6254, 0x8c04, 0xbe4d, 0x41b3, 0x8c04, 0x6254, 0x8c04
79 };
80
81 DECLARE_ASM_CONST(16, int16_t, iTab4[]) = {
82  0x4b42, 0x6254, 0xb4be, 0x9dac, 0x4b42, 0xd746, 0x4b42, 0xd746,
83  0x4b42, 0x28ba, 0x4b42, 0x28ba, 0xb4be, 0x6254, 0x4b42, 0x9dac,
84  0x3b21, 0x14c3, 0x587e, 0xeb3d, 0x14c3, 0x587e, 0x14c3, 0xc4df,
85  0x6862, 0x587e, 0x979e, 0xc4df, 0x3b21, 0x979e, 0x587e, 0x979e
86 };
87
88 DECLARE_ASM_CONST(16, int32_t, walkenIdctRounders[]) = {
89  65536, 65536, 65536, 65536,
90   3597,  3597,  3597,  3597,
91   2260,  2260,  2260,  2260,
92   1203,  1203,  1203,  1203,
93    120,   120,   120,   120,
94    512,   512,   512,   512
95 };
96
97 // Temporary storage before the column pass
98 #define ROW1 "%%xmm6"
99 #define ROW3 "%%xmm4"
100 #define ROW5 "%%xmm5"
101 #define ROW7 "%%xmm7"
102
103 #define CLEAR_ODD(r) "pxor  "r","r" \n\t"
104 #define PUT_ODD(dst) "pshufhw  $0x1B, %%xmm2, "dst"   \n\t"
105
106 #ifdef ARCH_X86_64
107
108 # define ROW0 "%%xmm8"
109 # define REG0 ROW0
110 # define ROW2 "%%xmm9"
111 # define REG2 ROW2
112 # define ROW4 "%%xmm10"
113 # define REG4 ROW4
114 # define ROW6 "%%xmm11"
115 # define REG6 ROW6
116 # define CLEAR_EVEN(r) CLEAR_ODD(r)
117 # define PUT_EVEN(dst) PUT_ODD(dst)
118 # define XMMS "%%xmm12"
119 # define MOV_32_ONLY "#"
120 # define SREG2 REG2
121 # define TAN3 "%%xmm13"
122 # define TAN1 "%%xmm14"
123
124 #else
125
126 # define ROW0 "(%0)"
127 # define REG0 "%%xmm4"
128 # define ROW2 "2*16(%0)"
129 # define REG2 "%%xmm4"
130 # define ROW4 "4*16(%0)"
131 # define REG4 "%%xmm6"
132 # define ROW6 "6*16(%0)"
133 # define REG6 "%%xmm6"
134 # define CLEAR_EVEN(r)
135 # define PUT_EVEN(dst) \
136     "pshufhw  $0x1B, %%xmm2, %%xmm2   \n\t" \
137     "movdqa          %%xmm2, "dst"    \n\t"
138 # define XMMS "%%xmm2"
139 # define MOV_32_ONLY "movdqa "
140 # define SREG2 "%%xmm7"
141 # define TAN3 "%%xmm0"
142 # define TAN1 "%%xmm2"
143
144 #endif
145
146 #define ROUND(x) "paddd   "MANGLE(x)
147
148 #define JZ(reg, to)                         \
149     "testl     "reg","reg"            \n\t" \
150     "jz        "to"                   \n\t"
151
152 #define JNZ(reg, to)                        \
153     "testl     "reg","reg"            \n\t" \
154     "jnz       "to"                   \n\t"
155
156 #define TEST_ONE_ROW(src, reg, clear)       \
157     clear                                   \
158     "movq     "src", %%mm1            \n\t" \
159     "por    8+"src", %%mm1            \n\t" \
160     "paddusb  %%mm0, %%mm1            \n\t" \
161     "pmovmskb %%mm1, "reg"            \n\t"
162
163 #define TEST_TWO_ROWS(row1, row2, reg1, reg2, clear1, clear2) \
164     clear1                                  \
165     clear2                                  \
166     "movq     "row1", %%mm1           \n\t" \
167     "por    8+"row1", %%mm1           \n\t" \
168     "movq     "row2", %%mm2           \n\t" \
169     "por    8+"row2", %%mm2           \n\t" \
170     "paddusb   %%mm0, %%mm1           \n\t" \
171     "paddusb   %%mm0, %%mm2           \n\t" \
172     "pmovmskb  %%mm1, "reg1"          \n\t" \
173     "pmovmskb  %%mm2, "reg2"          \n\t"
174
175 ///IDCT pass on rows.
176 #define iMTX_MULT(src, table, rounder, put) \
177     "movdqa        "src", %%xmm3      \n\t" \
178     "movdqa       %%xmm3, %%xmm0      \n\t" \
179     "pshufd   $0x11, %%xmm3, %%xmm1   \n\t" /* 4602 */ \
180     "punpcklqdq   %%xmm0, %%xmm0      \n\t" /* 0246 */ \
181     "pmaddwd     "table", %%xmm0      \n\t" \
182     "pmaddwd  16+"table", %%xmm1      \n\t" \
183     "pshufd   $0xBB, %%xmm3, %%xmm2   \n\t" /* 5713 */ \
184     "punpckhqdq   %%xmm3, %%xmm3      \n\t" /* 1357 */ \
185     "pmaddwd  32+"table", %%xmm2      \n\t" \
186     "pmaddwd  48+"table", %%xmm3      \n\t" \
187     "paddd        %%xmm1, %%xmm0      \n\t" \
188     "paddd        %%xmm3, %%xmm2      \n\t" \
189     rounder",     %%xmm0              \n\t" \
190     "movdqa       %%xmm2, %%xmm3      \n\t" \
191     "paddd        %%xmm0, %%xmm2      \n\t" \
192     "psubd        %%xmm3, %%xmm0      \n\t" \
193     "psrad           $11, %%xmm2      \n\t" \
194     "psrad           $11, %%xmm0      \n\t" \
195     "packssdw     %%xmm0, %%xmm2      \n\t" \
196     put                                     \
197     "1:                               \n\t"
198
199 #define iLLM_HEAD                           \
200     "movdqa   "MANGLE(tan3)", "TAN3"  \n\t" \
201     "movdqa   "MANGLE(tan1)", "TAN1"  \n\t" \
202
203 ///IDCT pass on columns.
204 #define iLLM_PASS(dct)                      \
205     "movdqa   "TAN3", %%xmm1          \n\t" \
206     "movdqa   "TAN1", %%xmm3          \n\t" \
207     "pmulhw   %%xmm4, "TAN3"          \n\t" \
208     "pmulhw   %%xmm5, %%xmm1          \n\t" \
209     "paddsw   %%xmm4, "TAN3"          \n\t" \
210     "paddsw   %%xmm5, %%xmm1          \n\t" \
211     "psubsw   %%xmm5, "TAN3"          \n\t" \
212     "paddsw   %%xmm4, %%xmm1          \n\t" \
213     "pmulhw   %%xmm7, %%xmm3          \n\t" \
214     "pmulhw   %%xmm6, "TAN1"          \n\t" \
215     "paddsw   %%xmm6, %%xmm3          \n\t" \
216     "psubsw   %%xmm7, "TAN1"          \n\t" \
217     "movdqa   %%xmm3, %%xmm7          \n\t" \
218     "movdqa   "TAN1", %%xmm6          \n\t" \
219     "psubsw   %%xmm1, %%xmm3          \n\t" \
220     "psubsw   "TAN3", "TAN1"          \n\t" \
221     "paddsw   %%xmm7, %%xmm1          \n\t" \
222     "paddsw   %%xmm6, "TAN3"          \n\t" \
223     "movdqa   %%xmm3, %%xmm6          \n\t" \
224     "psubsw   "TAN3", %%xmm3          \n\t" \
225     "paddsw   %%xmm6, "TAN3"          \n\t" \
226     "movdqa   "MANGLE(sqrt2)", %%xmm4 \n\t" \
227     "pmulhw   %%xmm4, %%xmm3          \n\t" \
228     "pmulhw   %%xmm4, "TAN3"          \n\t" \
229     "paddsw   "TAN3", "TAN3"          \n\t" \
230     "paddsw   %%xmm3, %%xmm3          \n\t" \
231     "movdqa   "MANGLE(tan2)", %%xmm7  \n\t" \
232     MOV_32_ONLY ROW2", "REG2"         \n\t" \
233     MOV_32_ONLY ROW6", "REG6"         \n\t" \
234     "movdqa   %%xmm7, %%xmm5          \n\t" \
235     "pmulhw   "REG6", %%xmm7          \n\t" \
236     "pmulhw   "REG2", %%xmm5          \n\t" \
237     "paddsw   "REG2", %%xmm7          \n\t" \
238     "psubsw   "REG6", %%xmm5          \n\t" \
239     MOV_32_ONLY ROW0", "REG0"         \n\t" \
240     MOV_32_ONLY ROW4", "REG4"         \n\t" \
241     MOV_32_ONLY"  "TAN1", (%0)        \n\t" \
242     "movdqa   "REG0", "XMMS"          \n\t" \
243     "psubsw   "REG4", "REG0"          \n\t" \
244     "paddsw   "XMMS", "REG4"          \n\t" \
245     "movdqa   "REG4", "XMMS"          \n\t" \
246     "psubsw   %%xmm7, "REG4"          \n\t" \
247     "paddsw   "XMMS", %%xmm7          \n\t" \
248     "movdqa   "REG0", "XMMS"          \n\t" \
249     "psubsw   %%xmm5, "REG0"          \n\t" \
250     "paddsw   "XMMS", %%xmm5          \n\t" \
251     "movdqa   %%xmm5, "XMMS"          \n\t" \
252     "psubsw   "TAN3", %%xmm5          \n\t" \
253     "paddsw   "XMMS", "TAN3"          \n\t" \
254     "movdqa   "REG0", "XMMS"          \n\t" \
255     "psubsw   %%xmm3, "REG0"          \n\t" \
256     "paddsw   "XMMS", %%xmm3          \n\t" \
257     MOV_32_ONLY"  (%0), "TAN1"        \n\t" \
258     "psraw        $6, %%xmm5          \n\t" \
259     "psraw        $6, "REG0"          \n\t" \
260     "psraw        $6, "TAN3"          \n\t" \
261     "psraw        $6, %%xmm3          \n\t" \
262     "movdqa   "TAN3", 1*16("dct")     \n\t" \
263     "movdqa   %%xmm3, 2*16("dct")     \n\t" \
264     "movdqa   "REG0", 5*16("dct")     \n\t" \
265     "movdqa   %%xmm5, 6*16("dct")     \n\t" \
266     "movdqa   %%xmm7, %%xmm0          \n\t" \
267     "movdqa   "REG4", %%xmm4          \n\t" \
268     "psubsw   %%xmm1, %%xmm7          \n\t" \
269     "psubsw   "TAN1", "REG4"          \n\t" \
270     "paddsw   %%xmm0, %%xmm1          \n\t" \
271     "paddsw   %%xmm4, "TAN1"          \n\t" \
272     "psraw        $6, %%xmm1          \n\t" \
273     "psraw        $6, %%xmm7          \n\t" \
274     "psraw        $6, "TAN1"          \n\t" \
275     "psraw        $6, "REG4"          \n\t" \
276     "movdqa   %%xmm1, ("dct")         \n\t" \
277     "movdqa   "TAN1", 3*16("dct")     \n\t" \
278     "movdqa   "REG4", 4*16("dct")     \n\t" \
279     "movdqa   %%xmm7, 7*16("dct")     \n\t"
280
281 ///IDCT pass on columns, assuming rows 4-7 are zero.
282 #define iLLM_PASS_SPARSE(dct)               \
283     "pmulhw   %%xmm4, "TAN3"          \n\t" \
284     "paddsw   %%xmm4, "TAN3"          \n\t" \
285     "movdqa   %%xmm6, %%xmm3          \n\t" \
286     "pmulhw   %%xmm6, "TAN1"          \n\t" \
287     "movdqa   %%xmm4, %%xmm1          \n\t" \
288     "psubsw   %%xmm1, %%xmm3          \n\t" \
289     "paddsw   %%xmm6, %%xmm1          \n\t" \
290     "movdqa   "TAN1", %%xmm6          \n\t" \
291     "psubsw   "TAN3", "TAN1"          \n\t" \
292     "paddsw   %%xmm6, "TAN3"          \n\t" \
293     "movdqa   %%xmm3, %%xmm6          \n\t" \
294     "psubsw   "TAN3", %%xmm3          \n\t" \
295     "paddsw   %%xmm6, "TAN3"          \n\t" \
296     "movdqa   "MANGLE(sqrt2)", %%xmm4 \n\t" \
297     "pmulhw   %%xmm4, %%xmm3          \n\t" \
298     "pmulhw   %%xmm4, "TAN3"          \n\t" \
299     "paddsw   "TAN3", "TAN3"          \n\t" \
300     "paddsw   %%xmm3, %%xmm3          \n\t" \
301     "movdqa   "MANGLE(tan2)", %%xmm5  \n\t" \
302     MOV_32_ONLY ROW2", "SREG2"        \n\t" \
303     "pmulhw   "SREG2", %%xmm5         \n\t" \
304     MOV_32_ONLY ROW0", "REG0"         \n\t" \
305     "movdqa   "REG0", %%xmm6          \n\t" \
306     "psubsw   "SREG2", %%xmm6         \n\t" \
307     "paddsw   "REG0", "SREG2"         \n\t" \
308     MOV_32_ONLY"  "TAN1", (%0)        \n\t" \
309     "movdqa   "REG0", "XMMS"          \n\t" \
310     "psubsw   %%xmm5, "REG0"          \n\t" \
311     "paddsw   "XMMS", %%xmm5          \n\t" \
312     "movdqa   %%xmm5, "XMMS"          \n\t" \
313     "psubsw   "TAN3", %%xmm5          \n\t" \
314     "paddsw   "XMMS", "TAN3"          \n\t" \
315     "movdqa   "REG0", "XMMS"          \n\t" \
316     "psubsw   %%xmm3, "REG0"          \n\t" \
317     "paddsw   "XMMS", %%xmm3          \n\t" \
318     MOV_32_ONLY"  (%0), "TAN1"        \n\t" \
319     "psraw        $6, %%xmm5          \n\t" \
320     "psraw        $6, "REG0"          \n\t" \
321     "psraw        $6, "TAN3"          \n\t" \
322     "psraw        $6, %%xmm3          \n\t" \
323     "movdqa   "TAN3", 1*16("dct")     \n\t" \
324     "movdqa   %%xmm3, 2*16("dct")     \n\t" \
325     "movdqa   "REG0", 5*16("dct")     \n\t" \
326     "movdqa   %%xmm5, 6*16("dct")     \n\t" \
327     "movdqa   "SREG2", %%xmm0         \n\t" \
328     "movdqa   %%xmm6, %%xmm4          \n\t" \
329     "psubsw   %%xmm1, "SREG2"         \n\t" \
330     "psubsw   "TAN1", %%xmm6          \n\t" \
331     "paddsw   %%xmm0, %%xmm1          \n\t" \
332     "paddsw   %%xmm4, "TAN1"          \n\t" \
333     "psraw        $6, %%xmm1          \n\t" \
334     "psraw        $6, "SREG2"         \n\t" \
335     "psraw        $6, "TAN1"          \n\t" \
336     "psraw        $6, %%xmm6          \n\t" \
337     "movdqa   %%xmm1, ("dct")         \n\t" \
338     "movdqa   "TAN1", 3*16("dct")     \n\t" \
339     "movdqa   %%xmm6, 4*16("dct")     \n\t" \
340     "movdqa   "SREG2", 7*16("dct")    \n\t"
341
342 inline void ff_idct_xvid_sse2(short *block)
343 {
344     __asm__ volatile(
345     "movq     "MANGLE(m127)", %%mm0                              \n\t"
346     iMTX_MULT("(%0)",     MANGLE(iTab1), ROUND(walkenIdctRounders),      PUT_EVEN(ROW0))
347     iMTX_MULT("1*16(%0)", MANGLE(iTab2), ROUND(walkenIdctRounders+1*16), PUT_ODD(ROW1))
348     iMTX_MULT("2*16(%0)", MANGLE(iTab3), ROUND(walkenIdctRounders+2*16), PUT_EVEN(ROW2))
349
350     TEST_TWO_ROWS("3*16(%0)", "4*16(%0)", "%%eax", "%%ecx", CLEAR_ODD(ROW3), CLEAR_EVEN(ROW4))
351     JZ("%%eax", "1f")
352     iMTX_MULT("3*16(%0)", MANGLE(iTab4), ROUND(walkenIdctRounders+3*16), PUT_ODD(ROW3))
353
354     TEST_TWO_ROWS("5*16(%0)", "6*16(%0)", "%%eax", "%%edx", CLEAR_ODD(ROW5), CLEAR_EVEN(ROW6))
355     TEST_ONE_ROW("7*16(%0)", "%%esi", CLEAR_ODD(ROW7))
356     iLLM_HEAD
357     ASMALIGN(4)
358     JNZ("%%ecx", "2f")
359     JNZ("%%eax", "3f")
360     JNZ("%%edx", "4f")
361     JNZ("%%esi", "5f")
362     iLLM_PASS_SPARSE("%0")
363     "jmp 6f                                                      \n\t"
364     "2:                                                          \n\t"
365     iMTX_MULT("4*16(%0)", MANGLE(iTab1), "#", PUT_EVEN(ROW4))
366     "3:                                                          \n\t"
367     iMTX_MULT("5*16(%0)", MANGLE(iTab4), ROUND(walkenIdctRounders+4*16), PUT_ODD(ROW5))
368     JZ("%%edx", "1f")
369     "4:                                                          \n\t"
370     iMTX_MULT("6*16(%0)", MANGLE(iTab3), ROUND(walkenIdctRounders+5*16), PUT_EVEN(ROW6))
371     JZ("%%esi", "1f")
372     "5:                                                          \n\t"
373     iMTX_MULT("7*16(%0)", MANGLE(iTab2), ROUND(walkenIdctRounders+5*16), PUT_ODD(ROW7))
374 #ifndef ARCH_X86_64
375     iLLM_HEAD
376 #endif
377     iLLM_PASS("%0")
378     "6:                                                          \n\t"
379     : "+r"(block)
380     :
381     : "%eax", "%ecx", "%edx", "%esi", "memory");
382 }
383
384 void ff_idct_xvid_sse2_put(uint8_t *dest, int line_size, short *block)
385 {
386     ff_idct_xvid_sse2(block);
387     put_pixels_clamped_mmx(block, dest, line_size);
388 }
389
390 void ff_idct_xvid_sse2_add(uint8_t *dest, int line_size, short *block)
391 {
392     ff_idct_xvid_sse2(block);
393     add_pixels_clamped_mmx(block, dest, line_size);
394 }