Do not misuse long as the size of a register in x86.
[ffmpeg.git] / libavcodec / i386 / motion_est_mmx.c
1 /*
2  * MMX optimized motion estimation
3  * Copyright (c) 2001 Fabrice Bellard.
4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
5  *
6  * mostly by Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
7  *
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9  *
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14  *
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16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
18  * Lesser General Public License for more details.
19  *
20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
23  */
24 #include "dsputil.h"
25 #include "x86_cpu.h"
26
27 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, round_tab[3])={
28 0x0000000000000000ULL,
29 0x0001000100010001ULL,
30 0x0002000200020002ULL,
31 };
32
33 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, bone)= 0x0101010101010101LL;
34
35 static inline void sad8_1_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
36 {
37     x86_reg len= -(stride*h);
38     asm volatile(
39         ASMALIGN(4)
40         "1:                             \n\t"
41         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
42         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
43         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
44         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
45         "psubusb %%mm0, %%mm2           \n\t"
46         "psubusb %%mm4, %%mm0           \n\t"
47         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
48         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
49         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
50         "psubusb %%mm1, %%mm3           \n\t"
51         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
52         "por %%mm2, %%mm0               \n\t"
53         "por %%mm1, %%mm3               \n\t"
54         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
55         "movq %%mm3, %%mm2              \n\t"
56         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
57         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
58         "punpcklbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
59         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
60         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
61         "paddw %%mm3, %%mm2             \n\t"
62         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
63         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
64         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
65         " js 1b                         \n\t"
66         : "+a" (len)
67         : "r" (blk1 - len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
68     );
69 }
70
71 static inline void sad8_1_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
72 {
73     asm volatile(
74         ASMALIGN(4)
75         "1:                             \n\t"
76         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
77         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
78         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
79         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
80         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
81         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
82         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
83         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
84         "sub $2, %0                     \n\t"
85         " jg 1b                         \n\t"
86         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
87         : "r" ((x86_reg)stride)
88     );
89 }
90
91 static int sad16_sse2(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)
92 {
93     int ret;
94     asm volatile(
95         "pxor %%xmm6, %%xmm6            \n\t"
96         ASMALIGN(4)
97         "1:                             \n\t"
98         "movdqu (%1), %%xmm0            \n\t"
99         "movdqu (%1, %3), %%xmm1        \n\t"
100         "psadbw (%2), %%xmm0            \n\t"
101         "psadbw (%2, %3), %%xmm1        \n\t"
102         "paddw %%xmm0, %%xmm6           \n\t"
103         "paddw %%xmm1, %%xmm6           \n\t"
104         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
105         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
106         "sub $2, %0                     \n\t"
107         " jg 1b                         \n\t"
108         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
109         : "r" ((x86_reg)stride)
110     );
111     asm volatile(
112         "movhlps %%xmm6, %%xmm0         \n\t"
113         "paddw   %%xmm0, %%xmm6         \n\t"
114         "movd    %%xmm6, %0             \n\t"
115         : "=r"(ret)
116     );
117     return ret;
118 }
119
120 static inline void sad8_x2a_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
121 {
122     asm volatile(
123         ASMALIGN(4)
124         "1:                             \n\t"
125         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
126         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
127         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
128         "pavgb 1(%1, %3), %%mm1         \n\t"
129         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
130         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
131         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
132         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
133         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
134         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
135         "sub $2, %0                     \n\t"
136         " jg 1b                         \n\t"
137         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
138         : "r" ((x86_reg)stride)
139     );
140 }
141
142 static inline void sad8_y2a_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
143 {
144     asm volatile(
145         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
146         "add %3, %1                     \n\t"
147         ASMALIGN(4)
148         "1:                             \n\t"
149         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
150         "movq (%1, %3), %%mm2           \n\t"
151         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
152         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
153         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
154         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
155         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
156         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
157         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
158         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
159         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
160         "sub $2, %0                     \n\t"
161         " jg 1b                         \n\t"
162         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
163         : "r" ((x86_reg)stride)
164     );
165 }
166
167 static inline void sad8_4_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
168 {
169     asm volatile(
170         "movq "MANGLE(bone)", %%mm5     \n\t"
171         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
172         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
173         "add %3, %1                     \n\t"
174         ASMALIGN(4)
175         "1:                             \n\t"
176         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
177         "movq (%1,%3), %%mm2            \n\t"
178         "pavgb 1(%1), %%mm1             \n\t"
179         "pavgb 1(%1,%3), %%mm2          \n\t"
180         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
181         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
182         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
183         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
184         "psadbw (%2,%3), %%mm1          \n\t"
185         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
186         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
187         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
188         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
189         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
190         "sub $2, %0                     \n\t"
191         " jg 1b                         \n\t"
192         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
193         : "r" ((x86_reg)stride)
194     );
195 }
196
197 static inline void sad8_2_mmx(uint8_t *blk1a, uint8_t *blk1b, uint8_t *blk2, int stride, int h)
198 {
199     x86_reg len= -(stride*h);
200     asm volatile(
201         ASMALIGN(4)
202         "1:                             \n\t"
203         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
204         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
205         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
206         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
207         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
208         "punpcklbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
209         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
210         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
211         "paddw %%mm0, %%mm1             \n\t"
212         "paddw %%mm2, %%mm3             \n\t"
213         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
214         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
215         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
216         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
217         "psrlw $1, %%mm1                \n\t"
218         "psrlw $1, %%mm3                \n\t"
219         "packuswb %%mm3, %%mm1          \n\t"
220         "psubusb %%mm1, %%mm4           \n\t"
221         "psubusb %%mm2, %%mm1           \n\t"
222         "por %%mm4, %%mm1               \n\t"
223         "movq %%mm1, %%mm0              \n\t"
224         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
225         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
226         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
227         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
228         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
229         " js 1b                         \n\t"
230         : "+a" (len)
231         : "r" (blk1a - len), "r" (blk1b -len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
232     );
233 }
234
235 static inline void sad8_4_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
236 {
237     x86_reg len= -(stride*h);
238     asm volatile(
239         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
240         "movq 1(%1, %%"REG_a"), %%mm2   \n\t"
241         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
242         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
243         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
244         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
245         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
246         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
247         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
248         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
249         ASMALIGN(4)
250         "1:                             \n\t"
251         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
252         "movq 1(%2, %%"REG_a"), %%mm4   \n\t"
253         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
254         "movq %%mm4, %%mm5              \n\t"
255         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
256         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
257         "punpcklbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
258         "punpckhbw %%mm7, %%mm5         \n\t"
259         "paddw %%mm4, %%mm2             \n\t"
260         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
261         "movq 16+"MANGLE(round_tab)", %%mm5 \n\t"
262         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
263         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
264         "paddw %%mm5, %%mm0             \n\t"
265         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
266         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
267         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
268         "psrlw $2, %%mm0                \n\t"
269         "psrlw $2, %%mm1                \n\t"
270         "packuswb %%mm1, %%mm0          \n\t"
271         "psubusb %%mm0, %%mm4           \n\t"
272         "psubusb %%mm5, %%mm0           \n\t"
273         "por %%mm4, %%mm0               \n\t"
274         "movq %%mm0, %%mm4              \n\t"
275         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
276         "punpckhbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
277         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
278         "paddw %%mm4, %%mm6             \n\t"
279         "movq  %%mm2, %%mm0             \n\t"
280         "movq  %%mm3, %%mm1             \n\t"
281         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
282         " js 1b                         \n\t"
283         : "+a" (len)
284         : "r" (blk1 - len), "r" (blk1 -len + stride), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
285     );
286 }
287
288 static inline int sum_mmx(void)
289 {
290     int ret;
291     asm volatile(
292         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
293         "psrlq $32, %%mm6               \n\t"
294         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
295         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
296         "psrlq $16, %%mm6               \n\t"
297         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
298         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
299         : "=r" (ret)
300     );
301     return ret&0xFFFF;
302 }
303
304 static inline int sum_mmx2(void)
305 {
306     int ret;
307     asm volatile(
308         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
309         : "=r" (ret)
310     );
311     return ret;
312 }
313
314 static inline void sad8_x2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
315 {
316     sad8_2_mmx(blk1, blk1+1, blk2, stride, h);
317 }
318 static inline void sad8_y2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
319 {
320     sad8_2_mmx(blk1, blk1+stride, blk2, stride, h);
321 }
322
323
324 #define PIX_SAD(suf)\
325 static int sad8_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
326 {\
327     assert(h==8);\
328     asm volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
329                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
330 \
331     sad8_1_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
332 \
333     return sum_ ## suf();\
334 }\
335 static int sad8_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
336 {\
337     assert(h==8);\
338     asm volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
339                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
340                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
341                  :: "m"(round_tab[1]) \
342                  );\
343 \
344     sad8_x2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
345 \
346     return sum_ ## suf();\
347 }\
348 \
349 static int sad8_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
350 {\
351     assert(h==8);\
352     asm volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
353                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
354                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
355                  :: "m"(round_tab[1]) \
356                  );\
357 \
358     sad8_y2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
359 \
360     return sum_ ## suf();\
361 }\
362 \
363 static int sad8_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
364 {\
365     assert(h==8);\
366     asm volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
367                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
368                  ::);\
369 \
370     sad8_4_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
371 \
372     return sum_ ## suf();\
373 }\
374 \
375 static int sad16_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
376 {\
377     asm volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
378                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
379 \
380     sad8_1_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
381     sad8_1_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
382 \
383     return sum_ ## suf();\
384 }\
385 static int sad16_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
386 {\
387     asm volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
388                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
389                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
390                  :: "m"(round_tab[1]) \
391                  );\
392 \
393     sad8_x2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
394     sad8_x2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
395 \
396     return sum_ ## suf();\
397 }\
398 static int sad16_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
399 {\
400     asm volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
401                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
402                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
403                  :: "m"(round_tab[1]) \
404                  );\
405 \
406     sad8_y2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
407     sad8_y2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
408 \
409     return sum_ ## suf();\
410 }\
411 static int sad16_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
412 {\
413     asm volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
414                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
415                  ::);\
416 \
417     sad8_4_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
418     sad8_4_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
419 \
420     return sum_ ## suf();\
421 }\
422
423 PIX_SAD(mmx)
424 PIX_SAD(mmx2)
425
426 void dsputil_init_pix_mmx(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx)
427 {
428     if (mm_flags & MM_MMX) {
429         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmx;
430         c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmx;
431         c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmx;
432         c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmx;
433         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmx;
434         c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmx;
435         c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmx;
436         c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmx;
437
438         c->sad[0]= sad16_mmx;
439         c->sad[1]= sad8_mmx;
440     }
441     if (mm_flags & MM_MMXEXT) {
442         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmx2;
443         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmx2;
444
445         c->sad[0]= sad16_mmx2;
446         c->sad[1]= sad8_mmx2;
447
448         if(!(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)){
449             c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmx2;
450             c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmx2;
451             c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmx2;
452             c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmx2;
453             c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmx2;
454             c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmx2;
455         }
456     }
457     if ((mm_flags & MM_SSE2) && !(mm_flags & MM_3DNOW)) {
458         c->sad[0]= sad16_sse2;
459     }
460 }