avcodec/h264: mmx2, sse2, avx 10-bit h chroma deblock/loop filter
[ffmpeg.git] / libavcodec / x86 / videodsp_init.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2002-2012 Michael Niedermayer
3  * Copyright (C) 2012 Ronald S. Bultje
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "config.h"
23 #include "libavutil/attributes.h"
24 #include "libavutil/avassert.h"
25 #include "libavutil/common.h"
26 #include "libavutil/cpu.h"
27 #include "libavutil/mem.h"
28 #include "libavutil/x86/asm.h"
29 #include "libavutil/x86/cpu.h"
30 #include "libavcodec/videodsp.h"
31
32 #if HAVE_YASM
33 typedef void emu_edge_vfix_func(uint8_t *dst, x86_reg dst_stride,
34                                 const uint8_t *src, x86_reg src_stride,
35                                 x86_reg start_y, x86_reg end_y, x86_reg bh);
36 typedef void emu_edge_vvar_func(uint8_t *dst, x86_reg dst_stride,
37                                 const uint8_t *src, x86_reg src_stride,
38                                 x86_reg start_y, x86_reg end_y, x86_reg bh,
39                                 x86_reg w);
40
41 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix1_mmx;
42 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix2_mmx;
43 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix3_mmx;
44 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix4_mmx;
45 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix5_mmx;
46 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix6_mmx;
47 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix7_mmx;
48 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix8_mmx;
49 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix9_mmx;
50 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix10_mmx;
51 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix11_mmx;
52 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix12_mmx;
53 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix13_mmx;
54 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix14_mmx;
55 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix15_mmx;
56 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix16_mmx;
57 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix17_mmx;
58 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix18_mmx;
59 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix19_mmx;
60 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix20_mmx;
61 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix21_mmx;
62 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix22_mmx;
63 #if ARCH_X86_32
64 static emu_edge_vfix_func * const vfixtbl_mmx[22] = {
65     &ff_emu_edge_vfix1_mmx,  &ff_emu_edge_vfix2_mmx,  &ff_emu_edge_vfix3_mmx,
66     &ff_emu_edge_vfix4_mmx,  &ff_emu_edge_vfix5_mmx,  &ff_emu_edge_vfix6_mmx,
67     &ff_emu_edge_vfix7_mmx,  &ff_emu_edge_vfix8_mmx,  &ff_emu_edge_vfix9_mmx,
68     &ff_emu_edge_vfix10_mmx, &ff_emu_edge_vfix11_mmx, &ff_emu_edge_vfix12_mmx,
69     &ff_emu_edge_vfix13_mmx, &ff_emu_edge_vfix14_mmx, &ff_emu_edge_vfix15_mmx,
70     &ff_emu_edge_vfix16_mmx, &ff_emu_edge_vfix17_mmx, &ff_emu_edge_vfix18_mmx,
71     &ff_emu_edge_vfix19_mmx, &ff_emu_edge_vfix20_mmx, &ff_emu_edge_vfix21_mmx,
72     &ff_emu_edge_vfix22_mmx
73 };
74 #endif
75 extern emu_edge_vvar_func ff_emu_edge_vvar_mmx;
76 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix16_sse;
77 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix17_sse;
78 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix18_sse;
79 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix19_sse;
80 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix20_sse;
81 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix21_sse;
82 extern emu_edge_vfix_func ff_emu_edge_vfix22_sse;
83 static emu_edge_vfix_func * const vfixtbl_sse[22] = {
84     ff_emu_edge_vfix1_mmx,  ff_emu_edge_vfix2_mmx,  ff_emu_edge_vfix3_mmx,
85     ff_emu_edge_vfix4_mmx,  ff_emu_edge_vfix5_mmx,  ff_emu_edge_vfix6_mmx,
86     ff_emu_edge_vfix7_mmx,  ff_emu_edge_vfix8_mmx,  ff_emu_edge_vfix9_mmx,
87     ff_emu_edge_vfix10_mmx, ff_emu_edge_vfix11_mmx, ff_emu_edge_vfix12_mmx,
88     ff_emu_edge_vfix13_mmx, ff_emu_edge_vfix14_mmx, ff_emu_edge_vfix15_mmx,
89     ff_emu_edge_vfix16_sse, ff_emu_edge_vfix17_sse, ff_emu_edge_vfix18_sse,
90     ff_emu_edge_vfix19_sse, ff_emu_edge_vfix20_sse, ff_emu_edge_vfix21_sse,
91     ff_emu_edge_vfix22_sse
92 };
93 extern emu_edge_vvar_func ff_emu_edge_vvar_sse;
94
95 typedef void emu_edge_hfix_func(uint8_t *dst, x86_reg dst_stride,
96                                 x86_reg start_x, x86_reg bh);
97 typedef void emu_edge_hvar_func(uint8_t *dst, x86_reg dst_stride,
98                                 x86_reg start_x, x86_reg n_words, x86_reg bh);
99
100 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix2_mmx;
101 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix4_mmx;
102 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix6_mmx;
103 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix8_mmx;
104 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix10_mmx;
105 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix12_mmx;
106 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix14_mmx;
107 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix16_mmx;
108 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix18_mmx;
109 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix20_mmx;
110 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix22_mmx;
111 #if ARCH_X86_32
112 static emu_edge_hfix_func * const hfixtbl_mmx[11] = {
113     ff_emu_edge_hfix2_mmx,  ff_emu_edge_hfix4_mmx,  ff_emu_edge_hfix6_mmx,
114     ff_emu_edge_hfix8_mmx,  ff_emu_edge_hfix10_mmx, ff_emu_edge_hfix12_mmx,
115     ff_emu_edge_hfix14_mmx, ff_emu_edge_hfix16_mmx, ff_emu_edge_hfix18_mmx,
116     ff_emu_edge_hfix20_mmx, ff_emu_edge_hfix22_mmx
117 };
118 #endif
119 extern emu_edge_hvar_func ff_emu_edge_hvar_mmx;
120 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix16_sse2;
121 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix18_sse2;
122 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix20_sse2;
123 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix22_sse2;
124 static emu_edge_hfix_func * const hfixtbl_sse2[11] = {
125     ff_emu_edge_hfix2_mmx,  ff_emu_edge_hfix4_mmx,  ff_emu_edge_hfix6_mmx,
126     ff_emu_edge_hfix8_mmx,  ff_emu_edge_hfix10_mmx, ff_emu_edge_hfix12_mmx,
127     ff_emu_edge_hfix14_mmx, ff_emu_edge_hfix16_sse2, ff_emu_edge_hfix18_sse2,
128     ff_emu_edge_hfix20_sse2, ff_emu_edge_hfix22_sse2
129 };
130 extern emu_edge_hvar_func ff_emu_edge_hvar_sse2;
131 #if HAVE_AVX2_EXTERNAL
132 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix8_avx2;
133 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix10_avx2;
134 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix12_avx2;
135 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix14_avx2;
136 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix16_avx2;
137 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix18_avx2;
138 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix20_avx2;
139 extern emu_edge_hfix_func ff_emu_edge_hfix22_avx2;
140 static emu_edge_hfix_func * const hfixtbl_avx2[11] = {
141     ff_emu_edge_hfix2_mmx,  ff_emu_edge_hfix4_mmx,  ff_emu_edge_hfix6_mmx,
142     ff_emu_edge_hfix8_avx2,  ff_emu_edge_hfix10_avx2, ff_emu_edge_hfix12_avx2,
143     ff_emu_edge_hfix14_avx2, ff_emu_edge_hfix16_avx2, ff_emu_edge_hfix18_avx2,
144     ff_emu_edge_hfix20_avx2, ff_emu_edge_hfix22_avx2
145 };
146 extern emu_edge_hvar_func ff_emu_edge_hvar_avx2;
147 #endif
148
149 static av_always_inline void emulated_edge_mc(uint8_t *dst, const uint8_t *src,
150                                               ptrdiff_t dst_stride,
151                                               ptrdiff_t src_stride,
152                                               x86_reg block_w, x86_reg block_h,
153                                               x86_reg src_x, x86_reg src_y,
154                                               x86_reg w, x86_reg h,
155                                               emu_edge_vfix_func * const *vfix_tbl,
156                                               emu_edge_vvar_func *v_extend_var,
157                                               emu_edge_hfix_func * const *hfix_tbl,
158                                               emu_edge_hvar_func *h_extend_var)
159 {
160     x86_reg start_y, start_x, end_y, end_x, src_y_add = 0, p;
161
162     if (!w || !h)
163         return;
164
165     av_assert2(block_w <= FFABS(dst_stride));
166
167     if (src_y >= h) {
168         src -= src_y*src_stride;
169         src_y_add = h - 1;
170         src_y     = h - 1;
171     } else if (src_y <= -block_h) {
172         src -= src_y*src_stride;
173         src_y_add = 1 - block_h;
174         src_y     = 1 - block_h;
175     }
176     if (src_x >= w) {
177         src   += w - 1 - src_x;
178         src_x  = w - 1;
179     } else if (src_x <= -block_w) {
180         src   += 1 - block_w - src_x;
181         src_x  = 1 - block_w;
182     }
183
184     start_y = FFMAX(0, -src_y);
185     start_x = FFMAX(0, -src_x);
186     end_y   = FFMIN(block_h, h-src_y);
187     end_x   = FFMIN(block_w, w-src_x);
188     av_assert2(start_x < end_x && block_w > 0);
189     av_assert2(start_y < end_y && block_h > 0);
190
191     // fill in the to-be-copied part plus all above/below
192     src += (src_y_add + start_y) * src_stride + start_x;
193     w = end_x - start_x;
194     if (w <= 22) {
195         vfix_tbl[w - 1](dst + start_x, dst_stride, src, src_stride,
196                         start_y, end_y, block_h);
197     } else {
198         v_extend_var(dst + start_x, dst_stride, src, src_stride,
199                      start_y, end_y, block_h, w);
200     }
201
202     // fill left
203     if (start_x) {
204         if (start_x <= 22) {
205             hfix_tbl[(start_x - 1) >> 1](dst, dst_stride, start_x, block_h);
206         } else {
207             h_extend_var(dst, dst_stride,
208                          start_x, (start_x + 1) >> 1, block_h);
209         }
210     }
211
212     // fill right
213     p = block_w - end_x;
214     if (p) {
215         if (p <= 22) {
216             hfix_tbl[(p - 1) >> 1](dst + end_x - (p & 1), dst_stride,
217                                    -!(p & 1), block_h);
218         } else {
219             h_extend_var(dst + end_x - (p & 1), dst_stride,
220                          -!(p & 1), (p + 1) >> 1, block_h);
221         }
222     }
223 }
224
225 #if ARCH_X86_32
226 static av_noinline void emulated_edge_mc_mmx(uint8_t *buf, const uint8_t *src,
227                                              ptrdiff_t buf_stride,
228                                              ptrdiff_t src_stride,
229                                              int block_w, int block_h,
230                                              int src_x, int src_y, int w, int h)
231 {
232     emulated_edge_mc(buf, src, buf_stride, src_stride, block_w, block_h,
233                      src_x, src_y, w, h, vfixtbl_mmx, &ff_emu_edge_vvar_mmx,
234                      hfixtbl_mmx, &ff_emu_edge_hvar_mmx);
235 }
236
237 static av_noinline void emulated_edge_mc_sse(uint8_t *buf, const uint8_t *src,
238                                              ptrdiff_t buf_stride,
239                                              ptrdiff_t src_stride,
240                                              int block_w, int block_h,
241                                              int src_x, int src_y, int w, int h)
242 {
243     emulated_edge_mc(buf, src, buf_stride, src_stride, block_w, block_h,
244                      src_x, src_y, w, h, vfixtbl_sse, &ff_emu_edge_vvar_sse,
245                      hfixtbl_mmx, &ff_emu_edge_hvar_mmx);
246 }
247 #endif
248
249 static av_noinline void emulated_edge_mc_sse2(uint8_t *buf, const uint8_t *src,
250                                               ptrdiff_t buf_stride,
251                                               ptrdiff_t src_stride,
252                                               int block_w, int block_h,
253                                               int src_x, int src_y, int w,
254                                               int h)
255 {
256     emulated_edge_mc(buf, src, buf_stride, src_stride, block_w, block_h,
257                      src_x, src_y, w, h, vfixtbl_sse, &ff_emu_edge_vvar_sse,
258                      hfixtbl_sse2, &ff_emu_edge_hvar_sse2);
259 }
260
261 #if HAVE_AVX2_EXTERNAL
262 static av_noinline void emulated_edge_mc_avx2(uint8_t *buf, const uint8_t *src,
263                                               ptrdiff_t buf_stride,
264                                               ptrdiff_t src_stride,
265                                               int block_w, int block_h,
266                                               int src_x, int src_y, int w,
267                                               int h)
268 {
269     emulated_edge_mc(buf, src, buf_stride, src_stride, block_w, block_h,
270                      src_x, src_y, w, h, vfixtbl_sse, &ff_emu_edge_vvar_sse,
271                      hfixtbl_avx2, &ff_emu_edge_hvar_avx2);
272 }
273 #endif /* HAVE_AVX2_EXTERNAL */
274 #endif /* HAVE_YASM */
275
276 void ff_prefetch_mmxext(uint8_t *buf, ptrdiff_t stride, int h);
277 void ff_prefetch_3dnow(uint8_t *buf, ptrdiff_t stride, int h);
278
279 av_cold void ff_videodsp_init_x86(VideoDSPContext *ctx, int bpc)
280 {
281 #if HAVE_YASM
282     int cpu_flags = av_get_cpu_flags();
283
284 #if ARCH_X86_32
285     if (EXTERNAL_MMX(cpu_flags) && bpc <= 8) {
286         ctx->emulated_edge_mc = emulated_edge_mc_mmx;
287     }
288     if (EXTERNAL_AMD3DNOW(cpu_flags)) {
289         ctx->prefetch = ff_prefetch_3dnow;
290     }
291 #endif /* ARCH_X86_32 */
292     if (EXTERNAL_MMXEXT(cpu_flags)) {
293         ctx->prefetch = ff_prefetch_mmxext;
294     }
295 #if ARCH_X86_32
296     if (EXTERNAL_SSE(cpu_flags) && bpc <= 8) {
297         ctx->emulated_edge_mc = emulated_edge_mc_sse;
298     }
299 #endif /* ARCH_X86_32 */
300     if (EXTERNAL_SSE2(cpu_flags) && bpc <= 8) {
301         ctx->emulated_edge_mc = emulated_edge_mc_sse2;
302     }
303 #if HAVE_AVX2_EXTERNAL
304     if (EXTERNAL_AVX2(cpu_flags) && bpc <= 8) {
305         ctx->emulated_edge_mc = emulated_edge_mc_avx2;
306     }
307 #endif
308 #endif /* HAVE_YASM */
309 }