Sync with mplayer's stuff
[ffmpeg.git] / libavcodec / i386 / mpegvideo.c
1 /*
2  * The simplest mpeg encoder (well, it was the simplest!)
3  * Copyright (c) 2000,2001 Gerard Lantau.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
7  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
8  * (at your option) any later version.
9  *
10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13  * GNU General Public License for more details.
14  *
15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
16  * along with this program; if not, write to the Free Software
17  * Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
18  *
19  * Optimized for ia32 cpus by Nick Kurshev <nickols_k@mail.ru>
20  */
21
22 void MPV_frame_start(MpegEncContext *s)
23 {
24     if (s->pict_type == B_TYPE) {
25         __asm __volatile(
26             "movl       (%1), %%eax\n\t"
27             "movl       4(%1), %%edx\n\t"
28             "movl       8(%1), %%ecx\n\t"
29             "movl       %%eax, (%0)\n\t"
30             "movl       %%edx, 4(%0)\n\t"
31             "movl       %%ecx, 8(%0)\n\t"
32             :
33             :"r"(s->current_picture), "r"(s->aux_picture)
34             :"eax","edx","ecx","memory");
35     } else {
36             /* swap next and last */
37         __asm __volatile(
38             "movl       (%1), %%eax\n\t"
39             "movl       4(%1), %%edx\n\t"
40             "movl       8(%1), %%ecx\n\t"
41             "xchgl      (%0), %%eax\n\t"
42             "xchgl      4(%0), %%edx\n\t"
43             "xchgl      8(%0), %%ecx\n\t"
44             "movl       %%eax, (%1)\n\t"
45             "movl       %%edx, 4(%1)\n\t"
46             "movl       %%ecx, 8(%1)\n\t"
47             "movl       %%eax, (%2)\n\t"
48             "movl       %%edx, 4(%2)\n\t"
49             "movl       %%ecx, 8(%2)\n\t"
50             :
51             :"r"(s->last_picture), "r"(s->next_picture), "r"(s->current_picture)
52             :"eax","edx","ecx","memory");
53     }
54 }
55
56 static void dct_unquantize(MpegEncContext *s, DCTELEM *block, int n, int qscale);
57
58 #ifdef HAVE_MMX 
59 static const unsigned long long int mm_wabs __attribute__ ((aligned(8))) = 0xffffffffffffffffULL;
60 static const unsigned long long int mm_wone __attribute__ ((aligned(8))) = 0x0001000100010001ULL;
61
62 /*
63   NK:
64   Note: looking at PARANOID:
65   "enable all paranoid tests for rounding, overflows, etc..."
66
67 #ifdef PARANOID
68                 if (level < -2048 || level > 2047)
69                     fprintf(stderr, "unquant error %d %d\n", i, level);
70 #endif
71   We can suppose that result of two multiplications can't be greate of 0xFFFF
72   i.e. is 16-bit, so we use here only PMULLW instruction and can avoid
73   a complex multiplication.
74 =====================================================
75  Full formula for multiplication of 2 integer numbers
76  which are represent as high:low words:
77  input: value1 = high1:low1
78         value2 = high2:low2
79  output: value3 = value1*value2
80  value3=high3:low3 (on overflow: modulus 2^32 wrap-around)
81  this mean that for 0x123456 * 0x123456 correct result is 0x766cb0ce4
82  but this algorithm will compute only 0x66cb0ce4
83  this limited by 16-bit size of operands
84  ---------------------------------
85  tlow1 = high1*low2
86  tlow2 = high2*low1
87  tlow1 = tlow1 + tlow2
88  high3:low3 = low1*low2
89  high3 += tlow1
90 */
91 #ifdef BIN_PORTABILITY
92 static void dct_unquantize_mmx
93 #else
94 #define HAVE_DCT_UNQUANTIZE 1
95 static void dct_unquantize
96 #endif
97 (MpegEncContext *s,DCTELEM *block, int n, int qscale)
98 {
99     int i, level;
100     const UINT16 *quant_matrix;
101     if (s->mb_intra) {
102         if (n < 4) 
103             block[0] = block[0] * s->y_dc_scale;
104         else
105             block[0] = block[0] * s->c_dc_scale;
106         if (s->out_format == FMT_H263) {
107             i = 1;
108             goto unquant_even;
109         }
110         /* XXX: only mpeg1 */
111         quant_matrix = s->intra_matrix;
112         i=1;
113         /* Align on 4 elements boundary */
114         while(i&3)
115         {
116             level = block[i];
117             if (level) {
118                 if (level < 0) level = -level;
119                     level = (int)(level * qscale * quant_matrix[i]) >> 3;
120                     level = (level - 1) | 1;
121                 if (block[i] < 0) level = -level;
122                 block[i] = level;
123             }
124             i++;
125         }
126         __asm __volatile(
127         "movd   %0, %%mm6\n\t"       /* mm6 = qscale | 0  */
128         "punpckldq %%mm6, %%mm6\n\t" /* mm6 = qscale | qscale */
129         "movq   %2, %%mm4\n\t"
130         "movq   %%mm6, %%mm7\n\t"
131         "movq   %1, %%mm5\n\t"
132         "packssdw %%mm6, %%mm7\n\t" /* mm7 = qscale | qscale | qscale | qscale */
133         "pxor   %%mm6, %%mm6\n\t"
134         ::"g"(qscale),"m"(mm_wone),"m"(mm_wabs):"memory");
135         for(;i<64;i+=4) {
136                 __asm __volatile(
137                         "movq   %1, %%mm0\n\t"
138                         "movq   %%mm7, %%mm1\n\t"
139                         "movq   %%mm0, %%mm2\n\t"
140                         "movq   %%mm0, %%mm3\n\t"
141                         "pcmpgtw %%mm6, %%mm2\n\t"
142                         "pmullw %2, %%mm1\n\t"
143                         "pandn  %%mm4, %%mm2\n\t"
144                         "por    %%mm5, %%mm2\n\t"  
145                         "pmullw %%mm2, %%mm0\n\t" /* mm0 = abs(block[i]). */
146                         
147                         "pcmpeqw %%mm6, %%mm3\n\t"
148                         "pmullw %%mm0, %%mm1\n\t"
149                         "psraw  $3, %%mm1\n\t"
150                         "psubw  %%mm5, %%mm1\n\t"   /* block[i] --; */
151                         "pandn  %%mm4, %%mm3\n\t"  /* fake of pcmpneqw : mm0 != 0 then mm1 = -1 */
152                         "por    %%mm5, %%mm1\n\t"   /* block[i] |= 1 */
153                         "pmullw %%mm2, %%mm1\n\t"   /* change signs again */
154
155                         "pand   %%mm3, %%mm1\n\t" /* nullify if was zero */
156                         "movq   %%mm1, %0"
157                         :"=m"(block[i])
158                         :"m"(block[i]), "m"(quant_matrix[i])
159                         :"memory");
160         }
161     } else {
162         i = 0;
163     unquant_even:
164         quant_matrix = s->non_intra_matrix;
165         /* Align on 4 elements boundary */
166         while(i&3)
167         {
168             level = block[i];
169             if (level) {
170                 if (level < 0) level = -level;
171                     level = (((level << 1) + 1) * qscale *
172                              ((int) quant_matrix[i])) >> 4;
173                     level = (level - 1) | 1;
174                 if(block[i] < 0) level = -level;
175                 block[i] = level;
176             }
177             i++;
178         }
179         __asm __volatile(
180         "movd   %0, %%mm6\n\t"       /* mm6 = qscale | 0  */
181         "punpckldq %%mm6, %%mm6\n\t" /* mm6 = qscale | qscale */
182         "movq   %2, %%mm4\n\t"
183         "movq   %%mm6, %%mm7\n\t"
184         "movq   %1, %%mm5\n\t"
185         "packssdw %%mm6, %%mm7\n\t" /* mm7 = qscale | qscale | qscale | qscale */
186         "pxor   %%mm6, %%mm6\n\t"
187         ::"g"(qscale),"m"(mm_wone),"m"(mm_wabs):"memory");
188         for(;i<64;i+=4) {
189                 __asm __volatile(
190                         "movq   %1, %%mm0\n\t"
191                         "movq   %%mm7, %%mm1\n\t"
192                         "movq   %%mm0, %%mm2\n\t"
193                         "movq   %%mm0, %%mm3\n\t"
194                         "pcmpgtw %%mm6, %%mm2\n\t"
195                         "pmullw %2, %%mm1\n\t"
196                         "pandn  %%mm4, %%mm2\n\t"
197                         "por    %%mm5, %%mm2\n\t"  
198                         "pmullw %%mm2, %%mm0\n\t" /* mm0 = abs(block[i]). */
199                         "psllw  $1, %%mm0\n\t" /* block[i] <<= 1 */
200                         "paddw  %%mm5, %%mm0\n\t" /* block[i] ++ */
201                         
202                         "pmullw %%mm0, %%mm1\n\t"
203                         "psraw  $4, %%mm1\n\t"
204                         "pcmpeqw %%mm6, %%mm3\n\t"
205                         "psubw  %%mm5, %%mm1\n\t"   /* block[i] --; */
206                         "pandn  %%mm4, %%mm3\n\t"  /* fake of pcmpneqw : mm0 != 0 then mm1 = -1 */
207                         "por    %%mm5, %%mm1\n\t"   /* block[i] |= 1 */
208                         "pmullw %%mm2, %%mm1\n\t"   /* change signs again */
209
210                         "pand   %%mm3, %%mm1\n\t" /* nullify if was zero */
211                         "movq   %%mm1, %0"
212                         :"=m"(block[i])
213                         :"m"(block[i]), "m"(quant_matrix[i])
214                         :"memory");
215         }
216     }
217 }
218
219 #ifdef BIN_PORTABILITY
220 static void (*dct_unquantize_ptr)(MpegEncContext *s, 
221                                     DCTELEM *block, int n, int qscale);
222
223 void MPV_common_init_mmx(void)
224 {
225   int mm_flags;
226   mm_flags = mm_support();
227   if (mm_flags & MM_MMX) {
228     dct_unquantize_ptr = dct_unquantize_mmx;
229   }
230   else {
231     dct_unquantize_ptr = dct_unquantize;
232   }
233 }
234
235 #define DCT_UNQUANTIZE(a,b,c,d) (*dct_unquantize_ptr)(a,b,c,d)
236 #else
237 #define DCT_UNQUANTIZE(a,b,c,d) dct_unquantize(a,b,c,d)
238 #endif /* BIN_PORTABILITY */
239 #endif /* HAVE_MMX */