vp9: add subpel MC SIMD for 10/12bpp.
[ffmpeg.git] / libavcodec / x86 / vp9dsp_init.c
1 /*
2  * VP9 SIMD optimizations
3  *
4  * Copyright (c) 2013 Ronald S. Bultje <rsbultje gmail com>
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
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
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/attributes.h"
24 #include "libavutil/cpu.h"
25 #include "libavutil/mem.h"
26 #include "libavutil/x86/cpu.h"
27 #include "libavcodec/vp9dsp.h"
28 #include "libavcodec/x86/vp9dsp_init.h"
29
30 #if HAVE_YASM
31
32 decl_fpel_func(put,  4,   , mmx);
33 decl_fpel_func(put,  8,   , mmx);
34 decl_fpel_func(put, 16,   , sse);
35 decl_fpel_func(put, 32,   , sse);
36 decl_fpel_func(put, 64,   , sse);
37 decl_fpel_func(avg,  4, _8, mmxext);
38 decl_fpel_func(avg,  8, _8, mmxext);
39 decl_fpel_func(avg, 16, _8, sse2);
40 decl_fpel_func(avg, 32, _8, sse2);
41 decl_fpel_func(avg, 64, _8, sse2);
42 decl_fpel_func(put, 32,   , avx);
43 decl_fpel_func(put, 64,   , avx);
44 decl_fpel_func(avg, 32, _8, avx2);
45 decl_fpel_func(avg, 64, _8, avx2);
46
47 decl_mc_funcs(4, mmxext, int16_t, 8, 8);
48 decl_mc_funcs(8, sse2, int16_t,  8, 8);
49 decl_mc_funcs(4, ssse3, int8_t, 32, 8);
50 decl_mc_funcs(8, ssse3, int8_t, 32, 8);
51 #if ARCH_X86_64
52 decl_mc_funcs(16, ssse3, int8_t, 32, 8);
53 decl_mc_funcs(32, avx2, int8_t, 32, 8);
54 #endif
55
56 mc_rep_funcs(16,  8,  8,  sse2, int16_t,  8, 8);
57 #if ARCH_X86_32
58 mc_rep_funcs(16,  8,  8, ssse3, int8_t,  32, 8);
59 #endif
60 mc_rep_funcs(32, 16, 16, sse2,  int16_t,  8, 8);
61 mc_rep_funcs(32, 16, 16, ssse3, int8_t,  32, 8);
62 mc_rep_funcs(64, 32, 32, sse2,  int16_t,  8, 8);
63 mc_rep_funcs(64, 32, 32, ssse3, int8_t,  32, 8);
64 #if ARCH_X86_64 && HAVE_AVX2_EXTERNAL
65 mc_rep_funcs(64, 32, 32, avx2,  int8_t,  32, 8);
66 #endif
67
68 extern const int8_t ff_filters_ssse3[3][15][4][32];
69 extern const int16_t ff_filters_sse2[3][15][8][8];
70
71 filters_8tap_2d_fn2(put, 16, 8, 1, mmxext, sse2, sse2)
72 filters_8tap_2d_fn2(avg, 16, 8, 1, mmxext, sse2, sse2)
73 filters_8tap_2d_fn2(put, 16, 8, 1, ssse3, ssse3, ssse3)
74 filters_8tap_2d_fn2(avg, 16, 8, 1, ssse3, ssse3, ssse3)
75 #if ARCH_X86_64 && HAVE_AVX2_EXTERNAL
76 filters_8tap_2d_fn(put, 64, 32, 8, 1, avx2, ssse3)
77 filters_8tap_2d_fn(put, 32, 32, 8, 1, avx2, ssse3)
78 filters_8tap_2d_fn(avg, 64, 32, 8, 1, avx2, ssse3)
79 filters_8tap_2d_fn(avg, 32, 32, 8, 1, avx2, ssse3)
80 #endif
81
82 filters_8tap_1d_fn3(put, 8, mmxext, sse2, sse2)
83 filters_8tap_1d_fn3(avg, 8, mmxext, sse2, sse2)
84 filters_8tap_1d_fn3(put, 8, ssse3, ssse3, ssse3)
85 filters_8tap_1d_fn3(avg, 8, ssse3, ssse3, ssse3)
86 #if ARCH_X86_64 && HAVE_AVX2_EXTERNAL
87 filters_8tap_1d_fn2(put, 64, 8, avx2, ssse3)
88 filters_8tap_1d_fn2(put, 32, 8, avx2, ssse3)
89 filters_8tap_1d_fn2(avg, 64, 8, avx2, ssse3)
90 filters_8tap_1d_fn2(avg, 32, 8, avx2, ssse3)
91 #endif
92
93 #define itxfm_func(typea, typeb, size, opt) \
94 void ff_vp9_##typea##_##typeb##_##size##x##size##_add_##opt(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, \
95                                                             int16_t *block, int eob)
96 #define itxfm_funcs(size, opt) \
97 itxfm_func(idct,  idct,  size, opt); \
98 itxfm_func(iadst, idct,  size, opt); \
99 itxfm_func(idct,  iadst, size, opt); \
100 itxfm_func(iadst, iadst, size, opt)
101
102 itxfm_func(idct,  idct,  4, mmxext);
103 itxfm_func(idct,  iadst, 4, sse2);
104 itxfm_func(iadst, idct,  4, sse2);
105 itxfm_func(iadst, iadst, 4, sse2);
106 itxfm_funcs(4, ssse3);
107 itxfm_funcs(8, sse2);
108 itxfm_funcs(8, ssse3);
109 itxfm_funcs(8, avx);
110 itxfm_funcs(16, sse2);
111 itxfm_funcs(16, ssse3);
112 itxfm_funcs(16, avx);
113 itxfm_func(idct, idct, 32, sse2);
114 itxfm_func(idct, idct, 32, ssse3);
115 itxfm_func(idct, idct, 32, avx);
116 itxfm_func(iwht, iwht, 4, mmx);
117
118 #undef itxfm_func
119 #undef itxfm_funcs
120
121 #define lpf_funcs(size1, size2, opt) \
122 void ff_vp9_loop_filter_v_##size1##_##size2##_##opt(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, \
123                                                     int E, int I, int H); \
124 void ff_vp9_loop_filter_h_##size1##_##size2##_##opt(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, \
125                                                     int E, int I, int H)
126
127 lpf_funcs(16, 16, sse2);
128 lpf_funcs(16, 16, ssse3);
129 lpf_funcs(16, 16, avx);
130 lpf_funcs(44, 16, sse2);
131 lpf_funcs(44, 16, ssse3);
132 lpf_funcs(44, 16, avx);
133 lpf_funcs(84, 16, sse2);
134 lpf_funcs(84, 16, ssse3);
135 lpf_funcs(84, 16, avx);
136 lpf_funcs(48, 16, sse2);
137 lpf_funcs(48, 16, ssse3);
138 lpf_funcs(48, 16, avx);
139 lpf_funcs(88, 16, sse2);
140 lpf_funcs(88, 16, ssse3);
141 lpf_funcs(88, 16, avx);
142
143 #undef lpf_funcs
144
145 #define ipred_func(size, type, opt) \
146 void ff_vp9_ipred_##type##_##size##x##size##_##opt(uint8_t *dst, ptrdiff_t stride, \
147                                                    const uint8_t *l, const uint8_t *a)
148
149 ipred_func(8, v, mmx);
150
151 #define ipred_dc_funcs(size, opt) \
152 ipred_func(size, dc, opt); \
153 ipred_func(size, dc_left, opt); \
154 ipred_func(size, dc_top, opt)
155
156 ipred_dc_funcs(4, mmxext);
157 ipred_dc_funcs(8, mmxext);
158
159 #define ipred_dir_tm_funcs(size, opt) \
160 ipred_func(size, tm, opt); \
161 ipred_func(size, dl, opt); \
162 ipred_func(size, dr, opt); \
163 ipred_func(size, hd, opt); \
164 ipred_func(size, hu, opt); \
165 ipred_func(size, vl, opt); \
166 ipred_func(size, vr, opt)
167
168 ipred_dir_tm_funcs(4, mmxext);
169
170 ipred_func(16, v, sse);
171 ipred_func(32, v, sse);
172
173 ipred_dc_funcs(16, sse2);
174 ipred_dc_funcs(32, sse2);
175
176 #define ipred_dir_tm_h_funcs(size, opt) \
177 ipred_dir_tm_funcs(size, opt); \
178 ipred_func(size, h, opt)
179
180 ipred_dir_tm_h_funcs(8, sse2);
181 ipred_dir_tm_h_funcs(16, sse2);
182 ipred_dir_tm_h_funcs(32, sse2);
183
184 ipred_func(4, h, sse2);
185
186 #define ipred_all_funcs(size, opt) \
187 ipred_dc_funcs(size, opt); \
188 ipred_dir_tm_h_funcs(size, opt)
189
190 // FIXME hd/vl_4x4_ssse3 does not exist
191 ipred_all_funcs(4, ssse3);
192 ipred_all_funcs(8, ssse3);
193 ipred_all_funcs(16, ssse3);
194 ipred_all_funcs(32, ssse3);
195
196 ipred_dir_tm_h_funcs(8, avx);
197 ipred_dir_tm_h_funcs(16, avx);
198 ipred_dir_tm_h_funcs(32, avx);
199
200 ipred_func(32, v, avx);
201
202 ipred_dc_funcs(32, avx2);
203 ipred_func(32, h, avx2);
204 ipred_func(32, tm, avx2);
205
206 #undef ipred_func
207 #undef ipred_dir_tm_h_funcs
208 #undef ipred_dir_tm_funcs
209 #undef ipred_dc_funcs
210
211 #endif /* HAVE_YASM */
212
213 av_cold void ff_vp9dsp_init_x86(VP9DSPContext *dsp, int bpp, int bitexact)
214 {
215 #if HAVE_YASM
216     int cpu_flags;
217
218     if (bpp == 10) {
219         ff_vp9dsp_init_10bpp_x86(dsp);
220         return;
221     } else if (bpp == 12) {
222         ff_vp9dsp_init_12bpp_x86(dsp);
223         return;
224     }
225
226     cpu_flags = av_get_cpu_flags();
227
228 #define init_lpf(opt) do { \
229     dsp->loop_filter_16[0] = ff_vp9_loop_filter_h_16_16_##opt; \
230     dsp->loop_filter_16[1] = ff_vp9_loop_filter_v_16_16_##opt; \
231     dsp->loop_filter_mix2[0][0][0] = ff_vp9_loop_filter_h_44_16_##opt; \
232     dsp->loop_filter_mix2[0][0][1] = ff_vp9_loop_filter_v_44_16_##opt; \
233     dsp->loop_filter_mix2[0][1][0] = ff_vp9_loop_filter_h_48_16_##opt; \
234     dsp->loop_filter_mix2[0][1][1] = ff_vp9_loop_filter_v_48_16_##opt; \
235     dsp->loop_filter_mix2[1][0][0] = ff_vp9_loop_filter_h_84_16_##opt; \
236     dsp->loop_filter_mix2[1][0][1] = ff_vp9_loop_filter_v_84_16_##opt; \
237     dsp->loop_filter_mix2[1][1][0] = ff_vp9_loop_filter_h_88_16_##opt; \
238     dsp->loop_filter_mix2[1][1][1] = ff_vp9_loop_filter_v_88_16_##opt; \
239 } while (0)
240
241 #define init_ipred(sz, opt, t, e) \
242     dsp->intra_pred[TX_##sz##X##sz][e##_PRED] = ff_vp9_ipred_##t##_##sz##x##sz##_##opt
243
244 #define ff_vp9_ipred_hd_4x4_ssse3 ff_vp9_ipred_hd_4x4_mmxext
245 #define ff_vp9_ipred_vl_4x4_ssse3 ff_vp9_ipred_vl_4x4_mmxext
246 #define init_dir_tm_ipred(sz, opt) do { \
247     init_ipred(sz, opt, dl, DIAG_DOWN_LEFT); \
248     init_ipred(sz, opt, dr, DIAG_DOWN_RIGHT); \
249     init_ipred(sz, opt, hd, HOR_DOWN); \
250     init_ipred(sz, opt, vl, VERT_LEFT); \
251     init_ipred(sz, opt, hu, HOR_UP); \
252     init_ipred(sz, opt, tm, TM_VP8); \
253     init_ipred(sz, opt, vr, VERT_RIGHT); \
254 } while (0)
255 #define init_dir_tm_h_ipred(sz, opt) do { \
256     init_dir_tm_ipred(sz, opt); \
257     init_ipred(sz, opt, h,  HOR); \
258 } while (0)
259 #define init_dc_ipred(sz, opt) do { \
260     init_ipred(sz, opt, dc,      DC); \
261     init_ipred(sz, opt, dc_left, LEFT_DC); \
262     init_ipred(sz, opt, dc_top,  TOP_DC); \
263 } while (0)
264 #define init_all_ipred(sz, opt) do { \
265     init_dc_ipred(sz, opt); \
266     init_dir_tm_h_ipred(sz, opt); \
267 } while (0)
268
269     if (EXTERNAL_MMX(cpu_flags)) {
270         init_fpel_func(4, 0,  4, put, , mmx);
271         init_fpel_func(3, 0,  8, put, , mmx);
272         if (!bitexact) {
273             dsp->itxfm_add[4 /* lossless */][DCT_DCT] =
274             dsp->itxfm_add[4 /* lossless */][ADST_DCT] =
275             dsp->itxfm_add[4 /* lossless */][DCT_ADST] =
276             dsp->itxfm_add[4 /* lossless */][ADST_ADST] = ff_vp9_iwht_iwht_4x4_add_mmx;
277         }
278         init_ipred(8, mmx, v, VERT);
279     }
280
281     if (EXTERNAL_MMXEXT(cpu_flags)) {
282         init_subpel2(4, 0, 4, put, 8, mmxext);
283         init_subpel2(4, 1, 4, avg, 8, mmxext);
284         init_fpel_func(4, 1,  4, avg, _8, mmxext);
285         init_fpel_func(3, 1,  8, avg, _8, mmxext);
286         dsp->itxfm_add[TX_4X4][DCT_DCT] = ff_vp9_idct_idct_4x4_add_mmxext;
287         init_dc_ipred(4, mmxext);
288         init_dc_ipred(8, mmxext);
289         init_dir_tm_ipred(4, mmxext);
290     }
291
292     if (EXTERNAL_SSE(cpu_flags)) {
293         init_fpel_func(2, 0, 16, put, , sse);
294         init_fpel_func(1, 0, 32, put, , sse);
295         init_fpel_func(0, 0, 64, put, , sse);
296         init_ipred(16, sse, v, VERT);
297         init_ipred(32, sse, v, VERT);
298     }
299
300     if (EXTERNAL_SSE2(cpu_flags)) {
301         init_subpel3_8to64(0, put, 8, sse2);
302         init_subpel3_8to64(1, avg, 8, sse2);
303         init_fpel_func(2, 1, 16, avg,  _8, sse2);
304         init_fpel_func(1, 1, 32, avg,  _8, sse2);
305         init_fpel_func(0, 1, 64, avg,  _8, sse2);
306         init_lpf(sse2);
307         dsp->itxfm_add[TX_4X4][ADST_DCT]  = ff_vp9_idct_iadst_4x4_add_sse2;
308         dsp->itxfm_add[TX_4X4][DCT_ADST]  = ff_vp9_iadst_idct_4x4_add_sse2;
309         dsp->itxfm_add[TX_4X4][ADST_ADST] = ff_vp9_iadst_iadst_4x4_add_sse2;
310         dsp->itxfm_add[TX_8X8][DCT_DCT] = ff_vp9_idct_idct_8x8_add_sse2;
311         dsp->itxfm_add[TX_8X8][ADST_DCT]  = ff_vp9_idct_iadst_8x8_add_sse2;
312         dsp->itxfm_add[TX_8X8][DCT_ADST]  = ff_vp9_iadst_idct_8x8_add_sse2;
313         dsp->itxfm_add[TX_8X8][ADST_ADST] = ff_vp9_iadst_iadst_8x8_add_sse2;
314         dsp->itxfm_add[TX_16X16][DCT_DCT]   = ff_vp9_idct_idct_16x16_add_sse2;
315         dsp->itxfm_add[TX_16X16][ADST_DCT]  = ff_vp9_idct_iadst_16x16_add_sse2;
316         dsp->itxfm_add[TX_16X16][DCT_ADST]  = ff_vp9_iadst_idct_16x16_add_sse2;
317         dsp->itxfm_add[TX_16X16][ADST_ADST] = ff_vp9_iadst_iadst_16x16_add_sse2;
318         dsp->itxfm_add[TX_32X32][ADST_ADST] =
319         dsp->itxfm_add[TX_32X32][ADST_DCT] =
320         dsp->itxfm_add[TX_32X32][DCT_ADST] =
321         dsp->itxfm_add[TX_32X32][DCT_DCT] = ff_vp9_idct_idct_32x32_add_sse2;
322         init_dc_ipred(16, sse2);
323         init_dc_ipred(32, sse2);
324         init_dir_tm_h_ipred(8, sse2);
325         init_dir_tm_h_ipred(16, sse2);
326         init_dir_tm_h_ipred(32, sse2);
327         init_ipred(4, sse2, h, HOR);
328     }
329
330     if (EXTERNAL_SSSE3(cpu_flags)) {
331         init_subpel3(0, put, 8, ssse3);
332         init_subpel3(1, avg, 8, ssse3);
333         dsp->itxfm_add[TX_4X4][DCT_DCT] = ff_vp9_idct_idct_4x4_add_ssse3;
334         dsp->itxfm_add[TX_4X4][ADST_DCT]  = ff_vp9_idct_iadst_4x4_add_ssse3;
335         dsp->itxfm_add[TX_4X4][DCT_ADST]  = ff_vp9_iadst_idct_4x4_add_ssse3;
336         dsp->itxfm_add[TX_4X4][ADST_ADST] = ff_vp9_iadst_iadst_4x4_add_ssse3;
337         dsp->itxfm_add[TX_8X8][DCT_DCT] = ff_vp9_idct_idct_8x8_add_ssse3;
338         dsp->itxfm_add[TX_8X8][ADST_DCT]  = ff_vp9_idct_iadst_8x8_add_ssse3;
339         dsp->itxfm_add[TX_8X8][DCT_ADST]  = ff_vp9_iadst_idct_8x8_add_ssse3;
340         dsp->itxfm_add[TX_8X8][ADST_ADST] = ff_vp9_iadst_iadst_8x8_add_ssse3;
341         dsp->itxfm_add[TX_16X16][DCT_DCT]   = ff_vp9_idct_idct_16x16_add_ssse3;
342         dsp->itxfm_add[TX_16X16][ADST_DCT]  = ff_vp9_idct_iadst_16x16_add_ssse3;
343         dsp->itxfm_add[TX_16X16][DCT_ADST]  = ff_vp9_iadst_idct_16x16_add_ssse3;
344         dsp->itxfm_add[TX_16X16][ADST_ADST] = ff_vp9_iadst_iadst_16x16_add_ssse3;
345         dsp->itxfm_add[TX_32X32][ADST_ADST] =
346         dsp->itxfm_add[TX_32X32][ADST_DCT] =
347         dsp->itxfm_add[TX_32X32][DCT_ADST] =
348         dsp->itxfm_add[TX_32X32][DCT_DCT] = ff_vp9_idct_idct_32x32_add_ssse3;
349         init_lpf(ssse3);
350         init_all_ipred(4, ssse3);
351         init_all_ipred(8, ssse3);
352         init_all_ipred(16, ssse3);
353         init_all_ipred(32, ssse3);
354     }
355
356     if (EXTERNAL_AVX(cpu_flags)) {
357         dsp->itxfm_add[TX_8X8][DCT_DCT] = ff_vp9_idct_idct_8x8_add_avx;
358         dsp->itxfm_add[TX_8X8][ADST_DCT]  = ff_vp9_idct_iadst_8x8_add_avx;
359         dsp->itxfm_add[TX_8X8][DCT_ADST]  = ff_vp9_iadst_idct_8x8_add_avx;
360         dsp->itxfm_add[TX_8X8][ADST_ADST] = ff_vp9_iadst_iadst_8x8_add_avx;
361         dsp->itxfm_add[TX_16X16][DCT_DCT] = ff_vp9_idct_idct_16x16_add_avx;
362         dsp->itxfm_add[TX_16X16][ADST_DCT]  = ff_vp9_idct_iadst_16x16_add_avx;
363         dsp->itxfm_add[TX_16X16][DCT_ADST]  = ff_vp9_iadst_idct_16x16_add_avx;
364         dsp->itxfm_add[TX_16X16][ADST_ADST] = ff_vp9_iadst_iadst_16x16_add_avx;
365         dsp->itxfm_add[TX_32X32][ADST_ADST] =
366         dsp->itxfm_add[TX_32X32][ADST_DCT] =
367         dsp->itxfm_add[TX_32X32][DCT_ADST] =
368         dsp->itxfm_add[TX_32X32][DCT_DCT] = ff_vp9_idct_idct_32x32_add_avx;
369         init_lpf(avx);
370         init_dir_tm_h_ipred(8, avx);
371         init_dir_tm_h_ipred(16, avx);
372         init_dir_tm_h_ipred(32, avx);
373     }
374     if (EXTERNAL_AVX_FAST(cpu_flags)) {
375         init_fpel_func(1, 0, 32, put, , avx);
376         init_fpel_func(0, 0, 64, put, , avx);
377         init_ipred(32, avx, v, VERT);
378     }
379
380     if (EXTERNAL_AVX2(cpu_flags)) {
381         init_fpel_func(1, 1, 32, avg, _8, avx2);
382         init_fpel_func(0, 1, 64, avg, _8, avx2);
383         if (ARCH_X86_64) {
384 #if ARCH_X86_64 && HAVE_AVX2_EXTERNAL
385             init_subpel3_32_64(0, put, 8, avx2);
386             init_subpel3_32_64(1, avg, 8, avx2);
387 #endif
388         }
389         init_dc_ipred(32, avx2);
390         init_ipred(32, avx2, h,  HOR);
391         init_ipred(32, avx2, tm, TM_VP8);
392     }
393
394 #undef init_fpel
395 #undef init_subpel1
396 #undef init_subpel2
397 #undef init_subpel3
398
399 #endif /* HAVE_YASM */
400 }