47fe54c088859eb24102ce7d55e66cc1ec8fe357
[ffmpeg.git] / libswscale / ppc / swscale_altivec.c
1 /*
2  * AltiVec-enhanced yuv2yuvX
3  *
4  * Copyright (C) 2004 Romain Dolbeau <romain@dolbeau.org>
5  * based on the equivalent C code in swscale.c
6  *
7  * This file is part of Libav.
8  *
9  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
11  * License as published by the Free Software Foundation; either
12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
13  *
14  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
17  * Lesser General Public License for more details.
18  *
19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
20  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
22  */
23
24 #include <inttypes.h>
25 #include "config.h"
26 #include "libswscale/swscale.h"
27 #include "libswscale/swscale_internal.h"
28 #include "libavutil/cpu.h"
29 #include "yuv2rgb_altivec.h"
30
31 #define vzero vec_splat_s32(0)
32
33 static inline void
34 altivec_packIntArrayToCharArray(int *val, uint8_t* dest, int dstW)
35 {
36     register int i;
37     vector unsigned int altivec_vectorShiftInt19 =
38         vec_add(vec_splat_u32(10), vec_splat_u32(9));
39     if ((unsigned int)dest % 16) {
40         /* badly aligned store, we force store alignment */
41         /* and will handle load misalignment on val w/ vec_perm */
42         vector unsigned char perm1;
43         vector signed int v1;
44         for (i = 0 ; (i < dstW) &&
45             (((unsigned int)dest + i) % 16) ; i++) {
46                 int t = val[i] >> 19;
47                 dest[i] = (t < 0) ? 0 : ((t > 255) ? 255 : t);
48         }
49         perm1 = vec_lvsl(i << 2, val);
50         v1 = vec_ld(i << 2, val);
51         for ( ; i < (dstW - 15); i+=16) {
52             int offset = i << 2;
53             vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
54             vector signed int v3 = vec_ld(offset + 32, val);
55             vector signed int v4 = vec_ld(offset + 48, val);
56             vector signed int v5 = vec_ld(offset + 64, val);
57             vector signed int v12 = vec_perm(v1, v2, perm1);
58             vector signed int v23 = vec_perm(v2, v3, perm1);
59             vector signed int v34 = vec_perm(v3, v4, perm1);
60             vector signed int v45 = vec_perm(v4, v5, perm1);
61
62             vector signed int vA = vec_sra(v12, altivec_vectorShiftInt19);
63             vector signed int vB = vec_sra(v23, altivec_vectorShiftInt19);
64             vector signed int vC = vec_sra(v34, altivec_vectorShiftInt19);
65             vector signed int vD = vec_sra(v45, altivec_vectorShiftInt19);
66             vector unsigned short vs1 = vec_packsu(vA, vB);
67             vector unsigned short vs2 = vec_packsu(vC, vD);
68             vector unsigned char vf = vec_packsu(vs1, vs2);
69             vec_st(vf, i, dest);
70             v1 = v5;
71         }
72     } else { // dest is properly aligned, great
73         for (i = 0; i < (dstW - 15); i+=16) {
74             int offset = i << 2;
75             vector signed int v1 = vec_ld(offset, val);
76             vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
77             vector signed int v3 = vec_ld(offset + 32, val);
78             vector signed int v4 = vec_ld(offset + 48, val);
79             vector signed int v5 = vec_sra(v1, altivec_vectorShiftInt19);
80             vector signed int v6 = vec_sra(v2, altivec_vectorShiftInt19);
81             vector signed int v7 = vec_sra(v3, altivec_vectorShiftInt19);
82             vector signed int v8 = vec_sra(v4, altivec_vectorShiftInt19);
83             vector unsigned short vs1 = vec_packsu(v5, v6);
84             vector unsigned short vs2 = vec_packsu(v7, v8);
85             vector unsigned char vf = vec_packsu(vs1, vs2);
86             vec_st(vf, i, dest);
87         }
88     }
89     for ( ; i < dstW ; i++) {
90         int t = val[i] >> 19;
91         dest[i] = (t < 0) ? 0 : ((t > 255) ? 255 : t);
92     }
93 }
94
95 static void
96 yuv2yuvX_altivec_real(SwsContext *c,
97                       const int16_t *lumFilter, const int16_t **lumSrc,
98                       int lumFilterSize, const int16_t *chrFilter,
99                       const int16_t **chrUSrc, const int16_t **chrVSrc,
100                       int chrFilterSize, const int16_t **alpSrc,
101                       uint8_t *dest, uint8_t *uDest,
102                       uint8_t *vDest, uint8_t *aDest,
103                       int dstW, int chrDstW)
104 {
105     const vector signed int vini = {(1 << 18), (1 << 18), (1 << 18), (1 << 18)};
106     register int i, j;
107     {
108         DECLARE_ALIGNED(16, int, val)[dstW];
109
110         for (i = 0; i < (dstW -7); i+=4) {
111             vec_st(vini, i << 2, val);
112         }
113         for (; i < dstW; i++) {
114             val[i] = (1 << 18);
115         }
116
117         for (j = 0; j < lumFilterSize; j++) {
118             vector signed short l1, vLumFilter = vec_ld(j << 1, lumFilter);
119             vector unsigned char perm, perm0 = vec_lvsl(j << 1, lumFilter);
120             vLumFilter = vec_perm(vLumFilter, vLumFilter, perm0);
121             vLumFilter = vec_splat(vLumFilter, 0); // lumFilter[j] is loaded 8 times in vLumFilter
122
123             perm = vec_lvsl(0, lumSrc[j]);
124             l1 = vec_ld(0, lumSrc[j]);
125
126             for (i = 0; i < (dstW - 7); i+=8) {
127                 int offset = i << 2;
128                 vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, lumSrc[j]);
129
130                 vector signed int v1 = vec_ld(offset, val);
131                 vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
132
133                 vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // lumSrc[j][i] ... lumSrc[j][i+7]
134
135                 vector signed int i1 = vec_mule(vLumFilter, ls);
136                 vector signed int i2 = vec_mulo(vLumFilter, ls);
137
138                 vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
139                 vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // lumSrc[j][i] * lumFilter[j] ... lumSrc[j][i+7] * lumFilter[j]
140
141                 vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
142                 vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
143
144                 vec_st(vo1, offset, val);
145                 vec_st(vo2, offset + 16, val);
146
147                 l1 = l2;
148             }
149             for ( ; i < dstW; i++) {
150                 val[i] += lumSrc[j][i] * lumFilter[j];
151             }
152         }
153         altivec_packIntArrayToCharArray(val, dest, dstW);
154     }
155     if (uDest != 0) {
156         DECLARE_ALIGNED(16, int, u)[chrDstW];
157         DECLARE_ALIGNED(16, int, v)[chrDstW];
158
159         for (i = 0; i < (chrDstW -7); i+=4) {
160             vec_st(vini, i << 2, u);
161             vec_st(vini, i << 2, v);
162         }
163         for (; i < chrDstW; i++) {
164             u[i] = (1 << 18);
165             v[i] = (1 << 18);
166         }
167
168         for (j = 0; j < chrFilterSize; j++) {
169             vector signed short l1, l1_V, vChrFilter = vec_ld(j << 1, chrFilter);
170             vector unsigned char perm, perm0 = vec_lvsl(j << 1, chrFilter);
171             vChrFilter = vec_perm(vChrFilter, vChrFilter, perm0);
172             vChrFilter = vec_splat(vChrFilter, 0); // chrFilter[j] is loaded 8 times in vChrFilter
173
174             perm = vec_lvsl(0, chrUSrc[j]);
175             l1 = vec_ld(0, chrUSrc[j]);
176             l1_V = vec_ld(0, chrVSrc[j]);
177
178             for (i = 0; i < (chrDstW - 7); i+=8) {
179                 int offset = i << 2;
180                 vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, chrUSrc[j]);
181                 vector signed short l2_V = vec_ld((i << 1) + 16, chrVSrc[j]);
182
183                 vector signed int v1 = vec_ld(offset, u);
184                 vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, u);
185                 vector signed int v1_V = vec_ld(offset, v);
186                 vector signed int v2_V = vec_ld(offset + 16, v);
187
188                 vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // chrUSrc[j][i] ... chrUSrc[j][i+7]
189                 vector signed short ls_V = vec_perm(l1_V, l2_V, perm); // chrVSrc[j][i] ... chrVSrc[j][i]
190
191                 vector signed int i1 = vec_mule(vChrFilter, ls);
192                 vector signed int i2 = vec_mulo(vChrFilter, ls);
193                 vector signed int i1_V = vec_mule(vChrFilter, ls_V);
194                 vector signed int i2_V = vec_mulo(vChrFilter, ls_V);
195
196                 vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
197                 vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // chrUSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrUSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
198                 vector signed int vf1_V = vec_mergeh(i1_V, i2_V);
199                 vector signed int vf2_V = vec_mergel(i1_V, i2_V); // chrVSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrVSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
200
201                 vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
202                 vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
203                 vector signed int vo1_V = vec_add(v1_V, vf1_V);
204                 vector signed int vo2_V = vec_add(v2_V, vf2_V);
205
206                 vec_st(vo1, offset, u);
207                 vec_st(vo2, offset + 16, u);
208                 vec_st(vo1_V, offset, v);
209                 vec_st(vo2_V, offset + 16, v);
210
211                 l1 = l2;
212                 l1_V = l2_V;
213             }
214             for ( ; i < chrDstW; i++) {
215                 u[i] += chrUSrc[j][i] * chrFilter[j];
216                 v[i] += chrVSrc[j][i] * chrFilter[j];
217             }
218         }
219         altivec_packIntArrayToCharArray(u, uDest, chrDstW);
220         altivec_packIntArrayToCharArray(v, vDest, chrDstW);
221     }
222 }
223
224 static void hScale_altivec_real(int16_t *dst, int dstW,
225                                 const uint8_t *src, const int16_t *filter,
226                                 const int16_t *filterPos, int filterSize)
227 {
228     register int i;
229     DECLARE_ALIGNED(16, int, tempo)[4];
230
231     if (filterSize % 4) {
232         for (i=0; i<dstW; i++) {
233             register int j;
234             register int srcPos = filterPos[i];
235             register int val = 0;
236             for (j=0; j<filterSize; j++) {
237                 val += ((int)src[srcPos + j])*filter[filterSize*i + j];
238             }
239             dst[i] = FFMIN(val>>7, (1<<15)-1);
240         }
241     }
242     else
243     switch (filterSize) {
244     case 4:
245     {
246     for (i=0; i<dstW; i++) {
247         register int srcPos = filterPos[i];
248
249         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
250         vector unsigned char src_v1, src_vF;
251         vector signed short src_v, filter_v;
252         vector signed int val_vEven, val_s;
253         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 12) {
254             src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
255         }
256         src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
257
258         src_v = // vec_unpackh sign-extends...
259             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
260         // now put our elements in the even slots
261         src_v = vec_mergeh(src_v, (vector signed short)vzero);
262
263         filter_v = vec_ld(i << 3, filter);
264         // The 3 above is 2 (filterSize == 4) + 1 (sizeof(short) == 2).
265
266         // The neat trick: We only care for half the elements,
267         // high or low depending on (i<<3)%16 (it's 0 or 8 here),
268         // and we're going to use vec_mule, so we choose
269         // carefully how to "unpack" the elements into the even slots.
270         if ((i << 3) % 16)
271             filter_v = vec_mergel(filter_v, (vector signed short)vzero);
272         else
273             filter_v = vec_mergeh(filter_v, (vector signed short)vzero);
274
275         val_vEven = vec_mule(src_v, filter_v);
276         val_s = vec_sums(val_vEven, vzero);
277         vec_st(val_s, 0, tempo);
278         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
279     }
280     }
281     break;
282
283     case 8:
284     {
285     for (i=0; i<dstW; i++) {
286         register int srcPos = filterPos[i];
287
288         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
289         vector unsigned char src_v1, src_vF;
290         vector signed short src_v, filter_v;
291         vector signed int val_v, val_s;
292         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
293             src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
294         }
295         src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
296
297         src_v = // vec_unpackh sign-extends...
298             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
299         filter_v = vec_ld(i << 4, filter);
300         // the 4 above is 3 (filterSize == 8) + 1 (sizeof(short) == 2)
301
302         val_v = vec_msums(src_v, filter_v, (vector signed int)vzero);
303         val_s = vec_sums(val_v, vzero);
304         vec_st(val_s, 0, tempo);
305         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
306     }
307     }
308     break;
309
310     case 16:
311     {
312         for (i=0; i<dstW; i++) {
313             register int srcPos = filterPos[i];
314
315             vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
316             vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
317             vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
318
319             vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
320                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
321             vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
322                 (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
323
324             vector signed short filter_v0 = vec_ld(i << 5, filter);
325             vector signed short filter_v1 = vec_ld((i << 5) + 16, filter);
326             // the 5 above are 4 (filterSize == 16) + 1 (sizeof(short) == 2)
327
328             vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, (vector signed int)vzero);
329             vector signed int val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
330
331             vector signed int val_s = vec_sums(val_v, vzero);
332
333             vec_st(val_s, 0, tempo);
334             dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
335         }
336     }
337     break;
338
339     default:
340     {
341     for (i=0; i<dstW; i++) {
342         register int j;
343         register int srcPos = filterPos[i];
344
345         vector signed int val_s, val_v = (vector signed int)vzero;
346         vector signed short filter_v0R = vec_ld(i * 2 * filterSize, filter);
347         vector unsigned char permF = vec_lvsl((i * 2 * filterSize), filter);
348
349         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
350         vector unsigned char permS = vec_lvsl(srcPos, src);
351
352         for (j = 0 ; j < filterSize - 15; j += 16) {
353             vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
354             vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
355
356             vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
357                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
358             vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
359                 (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
360
361             vector signed short filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
362             vector signed short filter_v2R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 32, filter);
363             vector signed short filter_v0  = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
364             vector signed short filter_v1  = vec_perm(filter_v1R, filter_v2R, permF);
365
366             vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, val_v);
367             val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
368
369             filter_v0R = filter_v2R;
370             src_v0 = src_v1;
371         }
372
373         if (j < filterSize-7) {
374             // loading src_v0 is useless, it's already done above
375             //vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos + j, src);
376             vector unsigned char src_v1, src_vF;
377             vector signed short src_v, filter_v1R, filter_v;
378             if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
379                 src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
380             }
381             src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
382
383             src_v = // vec_unpackh sign-extends...
384                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
385             // loading filter_v0R is useless, it's already done above
386             //vector signed short filter_v0R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + j, filter);
387             filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
388             filter_v = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
389
390             val_v = vec_msums(src_v, filter_v, val_v);
391         }
392
393         val_s = vec_sums(val_v, vzero);
394
395         vec_st(val_s, 0, tempo);
396         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
397     }
398
399     }
400     }
401 }
402
403 void ff_sws_init_swScale_altivec(SwsContext *c)
404 {
405     enum PixelFormat dstFormat = c->dstFormat;
406
407     if (!(av_get_cpu_flags() & AV_CPU_FLAG_ALTIVEC))
408         return;
409
410     c->hScale       = hScale_altivec_real;
411     if (!is16BPS(dstFormat) && !is9_OR_10BPS(dstFormat)) {
412         c->yuv2yuvX     = yuv2yuvX_altivec_real;
413     }
414
415     /* The following list of supported dstFormat values should
416      * match what's found in the body of ff_yuv2packedX_altivec() */
417     if (!(c->flags & (SWS_BITEXACT | SWS_FULL_CHR_H_INT)) && !c->alpPixBuf &&
418         (c->dstFormat==PIX_FMT_ABGR  || c->dstFormat==PIX_FMT_BGRA  ||
419          c->dstFormat==PIX_FMT_BGR24 || c->dstFormat==PIX_FMT_RGB24 ||
420          c->dstFormat==PIX_FMT_RGBA  || c->dstFormat==PIX_FMT_ARGB)) {
421             c->yuv2packedX  = ff_yuv2packedX_altivec;
422         }
423 }