Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[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 FFmpeg.
8  *
9  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; 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 ((uintptr_t)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             (((uintptr_t)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 //FIXME remove the usage of scratch buffers.
96 static void
97 yuv2yuvX_altivec_real(SwsContext *c,
98                       const int16_t *lumFilter, const int16_t **lumSrc,
99                       int lumFilterSize, const int16_t *chrFilter,
100                       const int16_t **chrUSrc, const int16_t **chrVSrc,
101                       int chrFilterSize, const int16_t **alpSrc,
102                       uint8_t *dest[4], int dstW, int chrDstW)
103 {
104     uint8_t *yDest = dest[0], *uDest = dest[1], *vDest = dest[2];
105     const uint8_t *lumDither = c->lumDither8, *chrDither = c->chrDither8;
106     register int i, j;
107     {
108         DECLARE_ALIGNED(16, int, val)[dstW];
109
110         for (i=0; i<dstW; i++)
111             val[i] = lumDither[i & 7] << 12;
112
113         for (j = 0; j < lumFilterSize; j++) {
114             vector signed short l1, vLumFilter = vec_ld(j << 1, lumFilter);
115             vector unsigned char perm, perm0 = vec_lvsl(j << 1, lumFilter);
116             vLumFilter = vec_perm(vLumFilter, vLumFilter, perm0);
117             vLumFilter = vec_splat(vLumFilter, 0); // lumFilter[j] is loaded 8 times in vLumFilter
118
119             perm = vec_lvsl(0, lumSrc[j]);
120             l1 = vec_ld(0, lumSrc[j]);
121
122             for (i = 0; i < (dstW - 7); i+=8) {
123                 int offset = i << 2;
124                 vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, lumSrc[j]);
125
126                 vector signed int v1 = vec_ld(offset, val);
127                 vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
128
129                 vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // lumSrc[j][i] ... lumSrc[j][i+7]
130
131                 vector signed int i1 = vec_mule(vLumFilter, ls);
132                 vector signed int i2 = vec_mulo(vLumFilter, ls);
133
134                 vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
135                 vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // lumSrc[j][i] * lumFilter[j] ... lumSrc[j][i+7] * lumFilter[j]
136
137                 vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
138                 vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
139
140                 vec_st(vo1, offset, val);
141                 vec_st(vo2, offset + 16, val);
142
143                 l1 = l2;
144             }
145             for ( ; i < dstW; i++) {
146                 val[i] += lumSrc[j][i] * lumFilter[j];
147             }
148         }
149         altivec_packIntArrayToCharArray(val, yDest, dstW);
150     }
151     if (uDest != 0) {
152         DECLARE_ALIGNED(16, int, u)[chrDstW];
153         DECLARE_ALIGNED(16, int, v)[chrDstW];
154
155         for (i=0; i<chrDstW; i++) {
156             u[i] = chrDither[i & 7] << 12;
157             v[i] = chrDither[(i + 3) & 7] << 12;
158         }
159
160         for (j = 0; j < chrFilterSize; j++) {
161             vector signed short l1, l1_V, vChrFilter = vec_ld(j << 1, chrFilter);
162             vector unsigned char perm, perm0 = vec_lvsl(j << 1, chrFilter);
163             vChrFilter = vec_perm(vChrFilter, vChrFilter, perm0);
164             vChrFilter = vec_splat(vChrFilter, 0); // chrFilter[j] is loaded 8 times in vChrFilter
165
166             perm = vec_lvsl(0, chrUSrc[j]);
167             l1 = vec_ld(0, chrUSrc[j]);
168             l1_V = vec_ld(0, chrVSrc[j]);
169
170             for (i = 0; i < (chrDstW - 7); i+=8) {
171                 int offset = i << 2;
172                 vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, chrUSrc[j]);
173                 vector signed short l2_V = vec_ld((i << 1) + 16, chrVSrc[j]);
174
175                 vector signed int v1 = vec_ld(offset, u);
176                 vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, u);
177                 vector signed int v1_V = vec_ld(offset, v);
178                 vector signed int v2_V = vec_ld(offset + 16, v);
179
180                 vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // chrUSrc[j][i] ... chrUSrc[j][i+7]
181                 vector signed short ls_V = vec_perm(l1_V, l2_V, perm); // chrVSrc[j][i] ... chrVSrc[j][i]
182
183                 vector signed int i1 = vec_mule(vChrFilter, ls);
184                 vector signed int i2 = vec_mulo(vChrFilter, ls);
185                 vector signed int i1_V = vec_mule(vChrFilter, ls_V);
186                 vector signed int i2_V = vec_mulo(vChrFilter, ls_V);
187
188                 vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
189                 vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // chrUSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrUSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
190                 vector signed int vf1_V = vec_mergeh(i1_V, i2_V);
191                 vector signed int vf2_V = vec_mergel(i1_V, i2_V); // chrVSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrVSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
192
193                 vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
194                 vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
195                 vector signed int vo1_V = vec_add(v1_V, vf1_V);
196                 vector signed int vo2_V = vec_add(v2_V, vf2_V);
197
198                 vec_st(vo1, offset, u);
199                 vec_st(vo2, offset + 16, u);
200                 vec_st(vo1_V, offset, v);
201                 vec_st(vo2_V, offset + 16, v);
202
203                 l1 = l2;
204                 l1_V = l2_V;
205             }
206             for ( ; i < chrDstW; i++) {
207                 u[i] += chrUSrc[j][i] * chrFilter[j];
208                 v[i] += chrVSrc[j][i] * chrFilter[j];
209             }
210         }
211         altivec_packIntArrayToCharArray(u, uDest, chrDstW);
212         altivec_packIntArrayToCharArray(v, vDest, chrDstW);
213     }
214 }
215
216 static void hScale_altivec_real(SwsContext *c, int16_t *dst, int dstW,
217                                 const uint8_t *src, const int16_t *filter,
218                                 const int16_t *filterPos, int filterSize)
219 {
220     register int i;
221     DECLARE_ALIGNED(16, int, tempo)[4];
222
223     if (filterSize % 4) {
224         for (i=0; i<dstW; i++) {
225             register int j;
226             register int srcPos = filterPos[i];
227             register int val = 0;
228             for (j=0; j<filterSize; j++) {
229                 val += ((int)src[srcPos + j])*filter[filterSize*i + j];
230             }
231             dst[i] = FFMIN(val>>7, (1<<15)-1);
232         }
233     }
234     else
235     switch (filterSize) {
236     case 4:
237     {
238     for (i=0; i<dstW; i++) {
239         register int srcPos = filterPos[i];
240
241         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
242         vector unsigned char src_v1, src_vF;
243         vector signed short src_v, filter_v;
244         vector signed int val_vEven, val_s;
245         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 12) {
246             src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
247         }
248         src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
249
250         src_v = // vec_unpackh sign-extends...
251             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
252         // now put our elements in the even slots
253         src_v = vec_mergeh(src_v, (vector signed short)vzero);
254
255         filter_v = vec_ld(i << 3, filter);
256         // The 3 above is 2 (filterSize == 4) + 1 (sizeof(short) == 2).
257
258         // The neat trick: We only care for half the elements,
259         // high or low depending on (i<<3)%16 (it's 0 or 8 here),
260         // and we're going to use vec_mule, so we choose
261         // carefully how to "unpack" the elements into the even slots.
262         if ((i << 3) % 16)
263             filter_v = vec_mergel(filter_v, (vector signed short)vzero);
264         else
265             filter_v = vec_mergeh(filter_v, (vector signed short)vzero);
266
267         val_vEven = vec_mule(src_v, filter_v);
268         val_s = vec_sums(val_vEven, vzero);
269         vec_st(val_s, 0, tempo);
270         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
271     }
272     }
273     break;
274
275     case 8:
276     {
277     for (i=0; i<dstW; i++) {
278         register int srcPos = filterPos[i];
279
280         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
281         vector unsigned char src_v1, src_vF;
282         vector signed short src_v, filter_v;
283         vector signed int val_v, val_s;
284         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
285             src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
286         }
287         src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
288
289         src_v = // vec_unpackh sign-extends...
290             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
291         filter_v = vec_ld(i << 4, filter);
292         // the 4 above is 3 (filterSize == 8) + 1 (sizeof(short) == 2)
293
294         val_v = vec_msums(src_v, filter_v, (vector signed int)vzero);
295         val_s = vec_sums(val_v, vzero);
296         vec_st(val_s, 0, tempo);
297         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
298     }
299     }
300     break;
301
302     case 16:
303     {
304         for (i=0; i<dstW; i++) {
305             register int srcPos = filterPos[i];
306
307             vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
308             vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
309             vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
310
311             vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
312                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
313             vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
314                 (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
315
316             vector signed short filter_v0 = vec_ld(i << 5, filter);
317             vector signed short filter_v1 = vec_ld((i << 5) + 16, filter);
318             // the 5 above are 4 (filterSize == 16) + 1 (sizeof(short) == 2)
319
320             vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, (vector signed int)vzero);
321             vector signed int val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
322
323             vector signed int val_s = vec_sums(val_v, vzero);
324
325             vec_st(val_s, 0, tempo);
326             dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
327         }
328     }
329     break;
330
331     default:
332     {
333     for (i=0; i<dstW; i++) {
334         register int j;
335         register int srcPos = filterPos[i];
336
337         vector signed int val_s, val_v = (vector signed int)vzero;
338         vector signed short filter_v0R = vec_ld(i * 2 * filterSize, filter);
339         vector unsigned char permF = vec_lvsl((i * 2 * filterSize), filter);
340
341         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
342         vector unsigned char permS = vec_lvsl(srcPos, src);
343
344         for (j = 0 ; j < filterSize - 15; j += 16) {
345             vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
346             vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
347
348             vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
349                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
350             vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
351                 (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
352
353             vector signed short filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
354             vector signed short filter_v2R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 32, filter);
355             vector signed short filter_v0  = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
356             vector signed short filter_v1  = vec_perm(filter_v1R, filter_v2R, permF);
357
358             vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, val_v);
359             val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
360
361             filter_v0R = filter_v2R;
362             src_v0 = src_v1;
363         }
364
365         if (j < filterSize-7) {
366             // loading src_v0 is useless, it's already done above
367             //vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos + j, src);
368             vector unsigned char src_v1, src_vF;
369             vector signed short src_v, filter_v1R, filter_v;
370             if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
371                 src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
372             }
373             src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
374
375             src_v = // vec_unpackh sign-extends...
376                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
377             // loading filter_v0R is useless, it's already done above
378             //vector signed short filter_v0R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + j, filter);
379             filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
380             filter_v = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
381
382             val_v = vec_msums(src_v, filter_v, val_v);
383         }
384
385         val_s = vec_sums(val_v, vzero);
386
387         vec_st(val_s, 0, tempo);
388         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
389     }
390
391     }
392     }
393 }
394
395 void ff_sws_init_swScale_altivec(SwsContext *c)
396 {
397     enum PixelFormat dstFormat = c->dstFormat;
398
399     if (!(av_get_cpu_flags() & AV_CPU_FLAG_ALTIVEC))
400         return;
401
402     if (c->srcBpc == 8 && c->dstBpc <= 10) {
403         c->hScale       = hScale_altivec_real;
404     }
405     if (!is16BPS(dstFormat) && !is9_OR_10BPS(dstFormat) &&
406         dstFormat != PIX_FMT_NV12 && dstFormat != PIX_FMT_NV21 &&
407         !c->alpPixBuf) {
408         c->yuv2yuvX     = yuv2yuvX_altivec_real;
409     }
410
411     /* The following list of supported dstFormat values should
412      * match what's found in the body of ff_yuv2packedX_altivec() */
413     if (!(c->flags & (SWS_BITEXACT | SWS_FULL_CHR_H_INT)) && !c->alpPixBuf) {
414         switch (c->dstFormat) {
415         case PIX_FMT_ABGR:  c->yuv2packedX = ff_yuv2abgr_X_altivec;  break;
416         case PIX_FMT_BGRA:  c->yuv2packedX = ff_yuv2bgra_X_altivec;  break;
417         case PIX_FMT_ARGB:  c->yuv2packedX = ff_yuv2argb_X_altivec;  break;
418         case PIX_FMT_RGBA:  c->yuv2packedX = ff_yuv2rgba_X_altivec;  break;
419         case PIX_FMT_BGR24: c->yuv2packedX = ff_yuv2bgr24_X_altivec; break;
420         case PIX_FMT_RGB24: c->yuv2packedX = ff_yuv2rgb24_X_altivec; break;
421         }
422     }
423 }