swscale: implement >8bit scaling support.
[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[4], int dstW, int chrDstW)
102 {
103     uint8_t *yDest = dest[0], *uDest = dest[1], *vDest = dest[2];
104     const vector signed int vini = {(1 << 18), (1 << 18), (1 << 18), (1 << 18)};
105     register int i, j;
106     {
107         DECLARE_ALIGNED(16, int, val)[dstW];
108
109         for (i = 0; i < (dstW -7); i+=4) {
110             vec_st(vini, i << 2, val);
111         }
112         for (; i < dstW; i++) {
113             val[i] = (1 << 18);
114         }
115
116         for (j = 0; j < lumFilterSize; j++) {
117             vector signed short l1, vLumFilter = vec_ld(j << 1, lumFilter);
118             vector unsigned char perm, perm0 = vec_lvsl(j << 1, lumFilter);
119             vLumFilter = vec_perm(vLumFilter, vLumFilter, perm0);
120             vLumFilter = vec_splat(vLumFilter, 0); // lumFilter[j] is loaded 8 times in vLumFilter
121
122             perm = vec_lvsl(0, lumSrc[j]);
123             l1 = vec_ld(0, lumSrc[j]);
124
125             for (i = 0; i < (dstW - 7); i+=8) {
126                 int offset = i << 2;
127                 vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, lumSrc[j]);
128
129                 vector signed int v1 = vec_ld(offset, val);
130                 vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
131
132                 vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // lumSrc[j][i] ... lumSrc[j][i+7]
133
134                 vector signed int i1 = vec_mule(vLumFilter, ls);
135                 vector signed int i2 = vec_mulo(vLumFilter, ls);
136
137                 vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
138                 vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // lumSrc[j][i] * lumFilter[j] ... lumSrc[j][i+7] * lumFilter[j]
139
140                 vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
141                 vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
142
143                 vec_st(vo1, offset, val);
144                 vec_st(vo2, offset + 16, val);
145
146                 l1 = l2;
147             }
148             for ( ; i < dstW; i++) {
149                 val[i] += lumSrc[j][i] * lumFilter[j];
150             }
151         }
152         altivec_packIntArrayToCharArray(val, yDest, dstW);
153     }
154     if (uDest != 0) {
155         DECLARE_ALIGNED(16, int, u)[chrDstW];
156         DECLARE_ALIGNED(16, int, v)[chrDstW];
157
158         for (i = 0; i < (chrDstW -7); i+=4) {
159             vec_st(vini, i << 2, u);
160             vec_st(vini, i << 2, v);
161         }
162         for (; i < chrDstW; i++) {
163             u[i] = (1 << 18);
164             v[i] = (1 << 18);
165         }
166
167         for (j = 0; j < chrFilterSize; j++) {
168             vector signed short l1, l1_V, vChrFilter = vec_ld(j << 1, chrFilter);
169             vector unsigned char perm, perm0 = vec_lvsl(j << 1, chrFilter);
170             vChrFilter = vec_perm(vChrFilter, vChrFilter, perm0);
171             vChrFilter = vec_splat(vChrFilter, 0); // chrFilter[j] is loaded 8 times in vChrFilter
172
173             perm = vec_lvsl(0, chrUSrc[j]);
174             l1 = vec_ld(0, chrUSrc[j]);
175             l1_V = vec_ld(0, chrVSrc[j]);
176
177             for (i = 0; i < (chrDstW - 7); i+=8) {
178                 int offset = i << 2;
179                 vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, chrUSrc[j]);
180                 vector signed short l2_V = vec_ld((i << 1) + 16, chrVSrc[j]);
181
182                 vector signed int v1 = vec_ld(offset, u);
183                 vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, u);
184                 vector signed int v1_V = vec_ld(offset, v);
185                 vector signed int v2_V = vec_ld(offset + 16, v);
186
187                 vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // chrUSrc[j][i] ... chrUSrc[j][i+7]
188                 vector signed short ls_V = vec_perm(l1_V, l2_V, perm); // chrVSrc[j][i] ... chrVSrc[j][i]
189
190                 vector signed int i1 = vec_mule(vChrFilter, ls);
191                 vector signed int i2 = vec_mulo(vChrFilter, ls);
192                 vector signed int i1_V = vec_mule(vChrFilter, ls_V);
193                 vector signed int i2_V = vec_mulo(vChrFilter, ls_V);
194
195                 vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
196                 vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // chrUSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrUSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
197                 vector signed int vf1_V = vec_mergeh(i1_V, i2_V);
198                 vector signed int vf2_V = vec_mergel(i1_V, i2_V); // chrVSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrVSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
199
200                 vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
201                 vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
202                 vector signed int vo1_V = vec_add(v1_V, vf1_V);
203                 vector signed int vo2_V = vec_add(v2_V, vf2_V);
204
205                 vec_st(vo1, offset, u);
206                 vec_st(vo2, offset + 16, u);
207                 vec_st(vo1_V, offset, v);
208                 vec_st(vo2_V, offset + 16, v);
209
210                 l1 = l2;
211                 l1_V = l2_V;
212             }
213             for ( ; i < chrDstW; i++) {
214                 u[i] += chrUSrc[j][i] * chrFilter[j];
215                 v[i] += chrVSrc[j][i] * chrFilter[j];
216             }
217         }
218         altivec_packIntArrayToCharArray(u, uDest, chrDstW);
219         altivec_packIntArrayToCharArray(v, vDest, chrDstW);
220     }
221 }
222
223 static void hScale_altivec_real(int16_t *dst, int dstW,
224                                 const uint8_t *src, const int16_t *filter,
225                                 const int16_t *filterPos, int filterSize)
226 {
227     register int i;
228     DECLARE_ALIGNED(16, int, tempo)[4];
229
230     if (filterSize % 4) {
231         for (i=0; i<dstW; i++) {
232             register int j;
233             register int srcPos = filterPos[i];
234             register int val = 0;
235             for (j=0; j<filterSize; j++) {
236                 val += ((int)src[srcPos + j])*filter[filterSize*i + j];
237             }
238             dst[i] = FFMIN(val>>7, (1<<15)-1);
239         }
240     }
241     else
242     switch (filterSize) {
243     case 4:
244     {
245     for (i=0; i<dstW; i++) {
246         register int srcPos = filterPos[i];
247
248         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
249         vector unsigned char src_v1, src_vF;
250         vector signed short src_v, filter_v;
251         vector signed int val_vEven, val_s;
252         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 12) {
253             src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
254         }
255         src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
256
257         src_v = // vec_unpackh sign-extends...
258             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
259         // now put our elements in the even slots
260         src_v = vec_mergeh(src_v, (vector signed short)vzero);
261
262         filter_v = vec_ld(i << 3, filter);
263         // The 3 above is 2 (filterSize == 4) + 1 (sizeof(short) == 2).
264
265         // The neat trick: We only care for half the elements,
266         // high or low depending on (i<<3)%16 (it's 0 or 8 here),
267         // and we're going to use vec_mule, so we choose
268         // carefully how to "unpack" the elements into the even slots.
269         if ((i << 3) % 16)
270             filter_v = vec_mergel(filter_v, (vector signed short)vzero);
271         else
272             filter_v = vec_mergeh(filter_v, (vector signed short)vzero);
273
274         val_vEven = vec_mule(src_v, filter_v);
275         val_s = vec_sums(val_vEven, vzero);
276         vec_st(val_s, 0, tempo);
277         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
278     }
279     }
280     break;
281
282     case 8:
283     {
284     for (i=0; i<dstW; i++) {
285         register int srcPos = filterPos[i];
286
287         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
288         vector unsigned char src_v1, src_vF;
289         vector signed short src_v, filter_v;
290         vector signed int val_v, val_s;
291         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
292             src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
293         }
294         src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
295
296         src_v = // vec_unpackh sign-extends...
297             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
298         filter_v = vec_ld(i << 4, filter);
299         // the 4 above is 3 (filterSize == 8) + 1 (sizeof(short) == 2)
300
301         val_v = vec_msums(src_v, filter_v, (vector signed int)vzero);
302         val_s = vec_sums(val_v, vzero);
303         vec_st(val_s, 0, tempo);
304         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
305     }
306     }
307     break;
308
309     case 16:
310     {
311         for (i=0; i<dstW; i++) {
312             register int srcPos = filterPos[i];
313
314             vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
315             vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
316             vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
317
318             vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
319                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
320             vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
321                 (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
322
323             vector signed short filter_v0 = vec_ld(i << 5, filter);
324             vector signed short filter_v1 = vec_ld((i << 5) + 16, filter);
325             // the 5 above are 4 (filterSize == 16) + 1 (sizeof(short) == 2)
326
327             vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, (vector signed int)vzero);
328             vector signed int val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
329
330             vector signed int val_s = vec_sums(val_v, vzero);
331
332             vec_st(val_s, 0, tempo);
333             dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
334         }
335     }
336     break;
337
338     default:
339     {
340     for (i=0; i<dstW; i++) {
341         register int j;
342         register int srcPos = filterPos[i];
343
344         vector signed int val_s, val_v = (vector signed int)vzero;
345         vector signed short filter_v0R = vec_ld(i * 2 * filterSize, filter);
346         vector unsigned char permF = vec_lvsl((i * 2 * filterSize), filter);
347
348         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
349         vector unsigned char permS = vec_lvsl(srcPos, src);
350
351         for (j = 0 ; j < filterSize - 15; j += 16) {
352             vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
353             vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
354
355             vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
356                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
357             vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
358                 (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
359
360             vector signed short filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
361             vector signed short filter_v2R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 32, filter);
362             vector signed short filter_v0  = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
363             vector signed short filter_v1  = vec_perm(filter_v1R, filter_v2R, permF);
364
365             vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, val_v);
366             val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
367
368             filter_v0R = filter_v2R;
369             src_v0 = src_v1;
370         }
371
372         if (j < filterSize-7) {
373             // loading src_v0 is useless, it's already done above
374             //vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos + j, src);
375             vector unsigned char src_v1, src_vF;
376             vector signed short src_v, filter_v1R, filter_v;
377             if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
378                 src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
379             }
380             src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
381
382             src_v = // vec_unpackh sign-extends...
383                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
384             // loading filter_v0R is useless, it's already done above
385             //vector signed short filter_v0R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + j, filter);
386             filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
387             filter_v = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
388
389             val_v = vec_msums(src_v, filter_v, val_v);
390         }
391
392         val_s = vec_sums(val_v, vzero);
393
394         vec_st(val_s, 0, tempo);
395         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
396     }
397
398     }
399     }
400 }
401
402 void ff_sws_init_swScale_altivec(SwsContext *c)
403 {
404     enum PixelFormat dstFormat = c->dstFormat;
405
406     if (!(av_get_cpu_flags() & AV_CPU_FLAG_ALTIVEC))
407         return;
408
409     if (c->scalingBpp == 8) {
410         c->hScale       = hScale_altivec_real;
411     }
412     if (!is16BPS(dstFormat) && !is9_OR_10BPS(dstFormat) &&
413         dstFormat != PIX_FMT_NV12 && dstFormat != PIX_FMT_NV21 &&
414         !c->alpPixBuf) {
415         c->yuv2yuvX     = yuv2yuvX_altivec_real;
416     }
417
418     /* The following list of supported dstFormat values should
419      * match what's found in the body of ff_yuv2packedX_altivec() */
420     if (!(c->flags & (SWS_BITEXACT | SWS_FULL_CHR_H_INT)) && !c->alpPixBuf) {
421         switch (c->dstFormat) {
422         case PIX_FMT_ABGR:  c->yuv2packedX = ff_yuv2abgr_X_altivec;  break;
423         case PIX_FMT_BGRA:  c->yuv2packedX = ff_yuv2bgra_X_altivec;  break;
424         case PIX_FMT_ARGB:  c->yuv2packedX = ff_yuv2argb_X_altivec;  break;
425         case PIX_FMT_RGBA:  c->yuv2packedX = ff_yuv2rgba_X_altivec;  break;
426         case PIX_FMT_BGR24: c->yuv2packedX = ff_yuv2bgr24_X_altivec; break;
427         case PIX_FMT_RGB24: c->yuv2packedX = ff_yuv2rgb24_X_altivec; break;
428         }
429     }
430 }