avg_weight_ssse3
[x262.git] / common / x86 / mc-c.c
1 /*****************************************************************************
2  * mc-c.c: h264 encoder library (Motion Compensation)
3  *****************************************************************************
4  * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
5  *
6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
8  *          Jason Garrett-Glaser <darkshikari@gmail.com>
9  *
10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
13  * (at your option) any later version.
14  *
15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
18  * GNU General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
21  * along with this program; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
23  *****************************************************************************/
24
25 #include <stdlib.h>
26 #include <stdio.h>
27 #include <string.h>
28
29 #include "common/common.h"
30 #include "mc.h"
31
32 #define DECL_SUF( func, args )\
33     void func##_mmxext args;\
34     void func##_sse2 args;\
35     void func##_ssse3 args;
36
37 DECL_SUF( x264_pixel_avg_16x16, ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
38 DECL_SUF( x264_pixel_avg_16x8,  ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
39 DECL_SUF( x264_pixel_avg_8x16,  ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
40 DECL_SUF( x264_pixel_avg_8x8,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
41 DECL_SUF( x264_pixel_avg_8x4,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
42 DECL_SUF( x264_pixel_avg_4x8,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
43 DECL_SUF( x264_pixel_avg_4x4,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
44 DECL_SUF( x264_pixel_avg_4x2,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
45 extern void x264_mc_copy_w4_mmx( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
46 extern void x264_mc_copy_w8_mmx( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
47 extern void x264_mc_copy_w16_mmx( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
48 extern void x264_mc_copy_w16_sse2( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
49 extern void x264_mc_copy_w16_sse3( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
50 extern void x264_mc_copy_w16_aligned_sse2( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
51 extern void x264_prefetch_fenc_mmxext( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
52 extern void x264_prefetch_ref_mmxext( uint8_t *, int, int );
53 extern void x264_mc_chroma_mmxext( uint8_t *src, int i_src_stride,
54                                    uint8_t *dst, int i_dst_stride,
55                                    int dx, int dy, int i_width, int i_height );
56 extern void x264_mc_chroma_sse2( uint8_t *src, int i_src_stride,
57                                  uint8_t *dst, int i_dst_stride,
58                                  int dx, int dy, int i_width, int i_height );
59 extern void x264_mc_chroma_ssse3( uint8_t *src, int i_src_stride,
60                                   uint8_t *dst, int i_dst_stride,
61                                   int dx, int dy, int i_width, int i_height );
62 extern void x264_plane_copy_mmxext( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int w, int h);
63 extern void *x264_memcpy_aligned_mmx( void * dst, const void * src, size_t n );
64 extern void *x264_memcpy_aligned_sse2( void * dst, const void * src, size_t n );
65 extern void x264_memzero_aligned_mmx( void * dst, int n );
66 extern void x264_memzero_aligned_sse2( void * dst, int n );
67 #define LOWRES(cpu) \
68 extern void x264_frame_init_lowres_core_##cpu( uint8_t *src0, uint8_t *dst0, uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc,\
69                                                int src_stride, int dst_stride, int width, int height );
70 LOWRES(mmxext)
71 LOWRES(cache32_mmxext)
72 LOWRES(sse2)
73 LOWRES(ssse3)
74
75 #define PIXEL_AVG_W(width,cpu)\
76 extern void x264_pixel_avg2_w##width##_##cpu( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int );
77 /* This declares some functions that don't exist, but that isn't a problem. */
78 #define PIXEL_AVG_WALL(cpu)\
79 PIXEL_AVG_W(4,cpu); PIXEL_AVG_W(8,cpu); PIXEL_AVG_W(12,cpu); PIXEL_AVG_W(16,cpu); PIXEL_AVG_W(20,cpu);
80
81 PIXEL_AVG_WALL(mmxext)
82 PIXEL_AVG_WALL(cache32_mmxext)
83 PIXEL_AVG_WALL(cache64_mmxext)
84 PIXEL_AVG_WALL(cache64_sse2)
85 PIXEL_AVG_WALL(sse2)
86
87 #define PIXEL_AVG_WTAB(instr, name1, name2, name3, name4, name5)\
88 static void (* const x264_pixel_avg_wtab_##instr[6])( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int ) =\
89 {\
90     NULL,\
91     x264_pixel_avg2_w4_##name1,\
92     x264_pixel_avg2_w8_##name2,\
93     x264_pixel_avg2_w12_##name3,\
94     x264_pixel_avg2_w16_##name4,\
95     x264_pixel_avg2_w20_##name5,\
96 };
97
98 /* w16 sse2 is faster than w12 mmx as long as the cacheline issue is resolved */
99 #define x264_pixel_avg2_w12_cache64_sse2 x264_pixel_avg2_w16_cache64_sse2
100 #define x264_pixel_avg2_w12_sse3         x264_pixel_avg2_w16_sse3
101
102 PIXEL_AVG_WTAB(mmxext, mmxext, mmxext, mmxext, mmxext, mmxext)
103 #ifdef ARCH_X86
104 PIXEL_AVG_WTAB(cache32_mmxext, mmxext, cache32_mmxext, cache32_mmxext, cache32_mmxext, cache32_mmxext)
105 #endif
106 PIXEL_AVG_WTAB(cache64_mmxext, mmxext, cache64_mmxext, cache64_mmxext, cache64_mmxext, cache64_mmxext)
107 PIXEL_AVG_WTAB(sse2, mmxext, mmxext, mmxext, sse2, sse2)
108 PIXEL_AVG_WTAB(cache64_sse2, mmxext, cache64_mmxext, cache64_sse2, cache64_sse2, cache64_sse2)
109
110 #define MC_COPY_WTAB(instr, name1, name2, name3)\
111 static void (* const x264_mc_copy_wtab_##instr[5])( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ) =\
112 {\
113     NULL,\
114     x264_mc_copy_w4_##name1,\
115     x264_mc_copy_w8_##name2,\
116     NULL,\
117     x264_mc_copy_w16_##name3,\
118 };
119
120 MC_COPY_WTAB(mmx,mmx,mmx,mmx)
121 MC_COPY_WTAB(sse2,mmx,mmx,sse2)
122
123 static const int hpel_ref0[16] = {0,1,1,1,0,1,1,1,2,3,3,3,0,1,1,1};
124 static const int hpel_ref1[16] = {0,0,0,0,2,2,3,2,2,2,3,2,2,2,3,2};
125
126 #define MC_LUMA(name,instr1,instr2)\
127 static void mc_luma_##name( uint8_t *dst,    int i_dst_stride,\
128                   uint8_t *src[4], int i_src_stride,\
129                   int mvx, int mvy,\
130                   int i_width, int i_height )\
131 {\
132     int qpel_idx = ((mvy&3)<<2) + (mvx&3);\
133     int offset = (mvy>>2)*i_src_stride + (mvx>>2);\
134     uint8_t *src1 = src[hpel_ref0[qpel_idx]] + offset + ((mvy&3) == 3) * i_src_stride;\
135     if( qpel_idx & 5 ) /* qpel interpolation needed */\
136     {\
137         uint8_t *src2 = src[hpel_ref1[qpel_idx]] + offset + ((mvx&3) == 3);\
138         x264_pixel_avg_wtab_##instr1[i_width>>2](\
139                 dst, i_dst_stride, src1, i_src_stride,\
140                 src2, i_height );\
141     }\
142     else\
143     {\
144         x264_mc_copy_wtab_##instr2[i_width>>2](\
145                 dst, i_dst_stride, src1, i_src_stride, i_height );\
146     }\
147 }
148
149 MC_LUMA(mmxext,mmxext,mmx)
150 #ifdef ARCH_X86
151 MC_LUMA(cache32_mmxext,cache32_mmxext,mmx)
152 MC_LUMA(cache64_mmxext,cache64_mmxext,mmx)
153 #endif
154 MC_LUMA(sse2,sse2,sse2)
155 MC_LUMA(cache64_sse2,cache64_sse2,sse2)
156
157 #define GET_REF(name)\
158 static uint8_t *get_ref_##name( uint8_t *dst,   int *i_dst_stride,\
159                          uint8_t *src[4], int i_src_stride,\
160                          int mvx, int mvy,\
161                          int i_width, int i_height )\
162 {\
163     int qpel_idx = ((mvy&3)<<2) + (mvx&3);\
164     int offset = (mvy>>2)*i_src_stride + (mvx>>2);\
165     uint8_t *src1 = src[hpel_ref0[qpel_idx]] + offset + ((mvy&3) == 3) * i_src_stride;\
166     if( qpel_idx & 5 ) /* qpel interpolation needed */\
167     {\
168         uint8_t *src2 = src[hpel_ref1[qpel_idx]] + offset + ((mvx&3) == 3);\
169         x264_pixel_avg_wtab_##name[i_width>>2](\
170                 dst, *i_dst_stride, src1, i_src_stride,\
171                 src2, i_height );\
172         return dst;\
173     }\
174     else\
175     {\
176         *i_dst_stride = i_src_stride;\
177         return src1;\
178     }\
179 }
180
181 GET_REF(mmxext)
182 #ifdef ARCH_X86
183 GET_REF(cache32_mmxext)
184 GET_REF(cache64_mmxext)
185 #endif
186 GET_REF(sse2)
187 GET_REF(cache64_sse2)
188
189 #define HPEL(align, cpu, cpuv, cpuc, cpuh)\
190 void x264_hpel_filter_v_##cpuv( uint8_t *dst, uint8_t *src, int16_t *buf, int stride, int width);\
191 void x264_hpel_filter_c_##cpuc( uint8_t *dst, int16_t *buf, int width );\
192 void x264_hpel_filter_h_##cpuh( uint8_t *dst, uint8_t *src, int width );\
193 void x264_sfence( void );\
194 static void x264_hpel_filter_##cpu( uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc, uint8_t *src,\
195                              int stride, int width, int height )\
196 {\
197     int16_t *buf;\
198     int realign = (long)src & (align-1);\
199     src -= realign;\
200     dstv -= realign;\
201     dstc -= realign;\
202     dsth -= realign;\
203     width += realign;\
204     buf = x264_malloc((width+16)*sizeof(int16_t));\
205     while( height-- )\
206     {\
207         x264_hpel_filter_v_##cpuv( dstv, src, buf+8, stride, width );\
208         x264_hpel_filter_c_##cpuc( dstc, buf+8, width );\
209         x264_hpel_filter_h_##cpuh( dsth, src, width );\
210         dsth += stride;\
211         dstv += stride;\
212         dstc += stride;\
213         src  += stride;\
214     }\
215     x264_sfence();\
216     x264_free(buf);\
217 }
218
219 HPEL(8, mmxext, mmxext, mmxext, mmxext)
220 HPEL(16, sse2_amd, mmxext, mmxext, sse2)
221 #ifdef ARCH_X86_64
222 void x264_hpel_filter_sse2( uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc, uint8_t *src, int stride, int width, int height );
223 void x264_hpel_filter_ssse3( uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc, uint8_t *src, int stride, int width, int height );
224 #else
225 HPEL(16, sse2, sse2, sse2, sse2)
226 HPEL(16, ssse3, sse2, ssse3, ssse3)
227 #endif
228
229 void x264_mc_init_mmx( int cpu, x264_mc_functions_t *pf )
230 {
231     if( !(cpu&X264_CPU_MMX) )
232         return;
233
234     pf->copy[PIXEL_16x16] = x264_mc_copy_w16_mmx;
235     pf->copy[PIXEL_8x8]   = x264_mc_copy_w8_mmx;
236     pf->copy[PIXEL_4x4]   = x264_mc_copy_w4_mmx;
237     pf->memcpy_aligned = x264_memcpy_aligned_mmx;
238     pf->memzero_aligned = x264_memzero_aligned_mmx;
239
240     if( !(cpu&X264_CPU_MMXEXT) )
241         return;
242
243     pf->mc_luma = mc_luma_mmxext;
244     pf->get_ref = get_ref_mmxext;
245     pf->mc_chroma = x264_mc_chroma_mmxext;
246
247     pf->avg[PIXEL_16x16] = x264_pixel_avg_16x16_mmxext;
248     pf->avg[PIXEL_16x8]  = x264_pixel_avg_16x8_mmxext;
249     pf->avg[PIXEL_8x16]  = x264_pixel_avg_8x16_mmxext;
250     pf->avg[PIXEL_8x8]   = x264_pixel_avg_8x8_mmxext;
251     pf->avg[PIXEL_8x4]   = x264_pixel_avg_8x4_mmxext;
252     pf->avg[PIXEL_4x8]   = x264_pixel_avg_4x8_mmxext;
253     pf->avg[PIXEL_4x4]   = x264_pixel_avg_4x4_mmxext;
254     pf->avg[PIXEL_4x2]   = x264_pixel_avg_4x2_mmxext;
255
256     pf->plane_copy = x264_plane_copy_mmxext;
257     pf->hpel_filter = x264_hpel_filter_mmxext;
258     pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_mmxext;
259
260     pf->prefetch_fenc = x264_prefetch_fenc_mmxext;
261     pf->prefetch_ref  = x264_prefetch_ref_mmxext;
262
263 #ifdef ARCH_X86 // all x86_64 cpus with cacheline split issues use sse2 instead
264     if( cpu&X264_CPU_CACHELINE_32 )
265     {
266         pf->mc_luma = mc_luma_cache32_mmxext;
267         pf->get_ref = get_ref_cache32_mmxext;
268         pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_cache32_mmxext;
269     }
270     else if( cpu&X264_CPU_CACHELINE_64 )
271     {
272         pf->mc_luma = mc_luma_cache64_mmxext;
273         pf->get_ref = get_ref_cache64_mmxext;
274         pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_cache32_mmxext;
275     }
276 #endif
277
278     if( !(cpu&X264_CPU_SSE2) )
279         return;
280
281     pf->memcpy_aligned = x264_memcpy_aligned_sse2;
282     pf->memzero_aligned = x264_memzero_aligned_sse2;
283     pf->hpel_filter = x264_hpel_filter_sse2_amd;
284
285     if( cpu&X264_CPU_SSE2_IS_SLOW )
286         return;
287
288     pf->copy[PIXEL_16x16] = x264_mc_copy_w16_aligned_sse2;
289     pf->avg[PIXEL_16x16] = x264_pixel_avg_16x16_sse2;
290     pf->avg[PIXEL_16x8]  = x264_pixel_avg_16x8_sse2;
291     pf->avg[PIXEL_8x16] = x264_pixel_avg_8x16_sse2;
292     pf->avg[PIXEL_8x8]  = x264_pixel_avg_8x8_sse2;
293     pf->avg[PIXEL_8x4]  = x264_pixel_avg_8x4_sse2;
294     pf->hpel_filter = x264_hpel_filter_sse2;
295     pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_sse2;
296     pf->mc_chroma = x264_mc_chroma_sse2;
297
298     if( cpu&X264_CPU_SSE2_IS_FAST )
299     {
300         pf->mc_luma = mc_luma_sse2;
301         pf->get_ref = get_ref_sse2;
302         if( cpu&X264_CPU_CACHELINE_64 )
303         {
304             pf->mc_luma = mc_luma_cache64_sse2;
305             pf->get_ref = get_ref_cache64_sse2;
306         }
307     }
308
309     if( !(cpu&X264_CPU_SSSE3) )
310         return;
311
312     pf->avg[PIXEL_16x16] = x264_pixel_avg_16x16_ssse3;
313     pf->avg[PIXEL_16x8]  = x264_pixel_avg_16x8_ssse3;
314     pf->avg[PIXEL_8x16]  = x264_pixel_avg_8x16_ssse3;
315     pf->avg[PIXEL_8x8]   = x264_pixel_avg_8x8_ssse3;
316     pf->avg[PIXEL_8x4]   = x264_pixel_avg_8x4_ssse3;
317     pf->avg[PIXEL_4x8]   = x264_pixel_avg_4x8_ssse3;
318     pf->avg[PIXEL_4x4]   = x264_pixel_avg_4x4_ssse3;
319     pf->avg[PIXEL_4x2]   = x264_pixel_avg_4x2_ssse3;
320
321     pf->hpel_filter = x264_hpel_filter_ssse3;
322     pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_ssse3;
323     pf->mc_chroma = x264_mc_chroma_ssse3;
324 }