renamed - use of s->dct_unquantize function pointer - SHOULD add faster h263 mmx...
[ffmpeg.git] / libavcodec / i386 / mpegvideo_mmx.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 #include "../dsputil.h"
23 #include "../mpegvideo.h"
24
25 #if 0
26
27 /* XXX: GL: I don't understand why this function needs optimization
28    (it is called only once per frame!), so I disabled it */
29
30 void MPV_frame_start(MpegEncContext *s)
31 {
32     if (s->pict_type == B_TYPE) {
33         __asm __volatile(
34             "movl       (%1), %%eax\n\t"
35             "movl       4(%1), %%edx\n\t"
36             "movl       8(%1), %%ecx\n\t"
37             "movl       %%eax, (%0)\n\t"
38             "movl       %%edx, 4(%0)\n\t"
39             "movl       %%ecx, 8(%0)\n\t"
40             :
41             :"r"(s->current_picture), "r"(s->aux_picture)
42             :"eax","edx","ecx","memory");
43     } else {
44             /* swap next and last */
45         __asm __volatile(
46             "movl       (%1), %%eax\n\t"
47             "movl       4(%1), %%edx\n\t"
48             "movl       8(%1), %%ecx\n\t"
49             "xchgl      (%0), %%eax\n\t"
50             "xchgl      4(%0), %%edx\n\t"
51             "xchgl      8(%0), %%ecx\n\t"
52             "movl       %%eax, (%1)\n\t"
53             "movl       %%edx, 4(%1)\n\t"
54             "movl       %%ecx, 8(%1)\n\t"
55             "movl       %%eax, (%2)\n\t"
56             "movl       %%edx, 4(%2)\n\t"
57             "movl       %%ecx, 8(%2)\n\t"
58             :
59             :"r"(s->last_picture), "r"(s->next_picture), "r"(s->current_picture)
60             :"eax","edx","ecx","memory");
61     }
62 }
63 #endif
64
65 static const unsigned long long int mm_wabs __attribute__ ((aligned(8))) = 0xffffffffffffffffULL;
66 static const unsigned long long int mm_wone __attribute__ ((aligned(8))) = 0x0001000100010001ULL;
67
68 /*
69   NK:
70   Note: looking at PARANOID:
71   "enable all paranoid tests for rounding, overflows, etc..."
72
73 #ifdef PARANOID
74                 if (level < -2048 || level > 2047)
75                     fprintf(stderr, "unquant error %d %d\n", i, level);
76 #endif
77   We can suppose that result of two multiplications can't be greate of 0xFFFF
78   i.e. is 16-bit, so we use here only PMULLW instruction and can avoid
79   a complex multiplication.
80 =====================================================
81  Full formula for multiplication of 2 integer numbers
82  which are represent as high:low words:
83  input: value1 = high1:low1
84         value2 = high2:low2
85  output: value3 = value1*value2
86  value3=high3:low3 (on overflow: modulus 2^32 wrap-around)
87  this mean that for 0x123456 * 0x123456 correct result is 0x766cb0ce4
88  but this algorithm will compute only 0x66cb0ce4
89  this limited by 16-bit size of operands
90  ---------------------------------
91  tlow1 = high1*low2
92  tlow2 = high2*low1
93  tlow1 = tlow1 + tlow2
94  high3:low3 = low1*low2
95  high3 += tlow1
96 */
97 static void dct_unquantize_mpeg1_mmx(MpegEncContext *s,
98                                      DCTELEM *block, int n, int qscale)
99 {
100     int i, level;
101     const UINT16 *quant_matrix;
102     if (s->mb_intra) {
103         if (n < 4) 
104             block[0] = block[0] * s->y_dc_scale;
105         else
106             block[0] = block[0] * s->c_dc_scale;
107         if (s->out_format == FMT_H263) {
108             i = 1;
109             goto unquant_even;
110         }
111         /* XXX: only mpeg1 */
112         quant_matrix = s->intra_matrix;
113         i=1;
114         /* Align on 4 elements boundary */
115         while(i&3)
116         {
117             level = block[i];
118             if (level) {
119                 if (level < 0) level = -level;
120                     level = (int)(level * qscale * quant_matrix[i]) >> 3;
121                     level = (level - 1) | 1;
122                 if (block[i] < 0) level = -level;
123                 block[i] = level;
124             }
125             i++;
126         }
127         __asm __volatile(
128         "movd   %0, %%mm6\n\t"       /* mm6 = qscale | 0  */
129         "punpckldq %%mm6, %%mm6\n\t" /* mm6 = qscale | qscale */
130         "movq   %2, %%mm4\n\t"
131         "movq   %%mm6, %%mm7\n\t"
132         "movq   %1, %%mm5\n\t"
133         "packssdw %%mm6, %%mm7\n\t" /* mm7 = qscale | qscale | qscale | qscale */
134         "pxor   %%mm6, %%mm6\n\t"
135         ::"g"(qscale),"m"(mm_wone),"m"(mm_wabs):"memory");
136         for(;i<64;i+=4) {
137                 __asm __volatile(
138                         "movq   %1, %%mm0\n\t"
139                         "movq   %%mm7, %%mm1\n\t"
140                         "movq   %%mm0, %%mm2\n\t"
141                         "movq   %%mm0, %%mm3\n\t"
142                         "pcmpgtw %%mm6, %%mm2\n\t"
143                         "pmullw %2, %%mm1\n\t"
144                         "pandn  %%mm4, %%mm2\n\t"
145                         "por    %%mm5, %%mm2\n\t"  
146                         "pmullw %%mm2, %%mm0\n\t" /* mm0 = abs(block[i]). */
147                         
148                         "pcmpeqw %%mm6, %%mm3\n\t"
149                         "pmullw %%mm0, %%mm1\n\t"
150                         "psraw  $3, %%mm1\n\t"
151                         "psubw  %%mm5, %%mm1\n\t"   /* block[i] --; */
152                         "pandn  %%mm4, %%mm3\n\t"  /* fake of pcmpneqw : mm0 != 0 then mm1 = -1 */
153                         "por    %%mm5, %%mm1\n\t"   /* block[i] |= 1 */
154                         "pmullw %%mm2, %%mm1\n\t"   /* change signs again */
155
156                         "pand   %%mm3, %%mm1\n\t" /* nullify if was zero */
157                         "movq   %%mm1, %0"
158                         :"=m"(block[i])
159                         :"m"(block[i]), "m"(quant_matrix[i])
160                         :"memory");
161         }
162     } else {
163         i = 0;
164     unquant_even:
165         quant_matrix = s->non_intra_matrix;
166         /* Align on 4 elements boundary */
167         while(i&3)
168         {
169             level = block[i];
170             if (level) {
171                 if (level < 0) level = -level;
172                     level = (((level << 1) + 1) * qscale *
173                              ((int) quant_matrix[i])) >> 4;
174                     level = (level - 1) | 1;
175                 if(block[i] < 0) level = -level;
176                 block[i] = level;
177             }
178             i++;
179         }
180         __asm __volatile(
181         "movd   %0, %%mm6\n\t"       /* mm6 = qscale | 0  */
182         "punpckldq %%mm6, %%mm6\n\t" /* mm6 = qscale | qscale */
183         "movq   %2, %%mm4\n\t"
184         "movq   %%mm6, %%mm7\n\t"
185         "movq   %1, %%mm5\n\t"
186         "packssdw %%mm6, %%mm7\n\t" /* mm7 = qscale | qscale | qscale | qscale */
187         "pxor   %%mm6, %%mm6\n\t"
188         ::"g"(qscale),"m"(mm_wone),"m"(mm_wabs):"memory");
189         for(;i<64;i+=4) {
190                 __asm __volatile(
191                         "movq   %1, %%mm0\n\t"
192                         "movq   %%mm7, %%mm1\n\t"
193                         "movq   %%mm0, %%mm2\n\t"
194                         "movq   %%mm0, %%mm3\n\t"
195                         "pcmpgtw %%mm6, %%mm2\n\t"
196                         "pmullw %2, %%mm1\n\t"
197                         "pandn  %%mm4, %%mm2\n\t"
198                         "por    %%mm5, %%mm2\n\t"  
199                         "pmullw %%mm2, %%mm0\n\t" /* mm0 = abs(block[i]). */
200                         "psllw  $1, %%mm0\n\t" /* block[i] <<= 1 */
201                         "paddw  %%mm5, %%mm0\n\t" /* block[i] ++ */
202                         
203                         "pmullw %%mm0, %%mm1\n\t"
204                         "psraw  $4, %%mm1\n\t"
205                         "pcmpeqw %%mm6, %%mm3\n\t"
206                         "psubw  %%mm5, %%mm1\n\t"   /* block[i] --; */
207                         "pandn  %%mm4, %%mm3\n\t"  /* fake of pcmpneqw : mm0 != 0 then mm1 = -1 */
208                         "por    %%mm5, %%mm1\n\t"   /* block[i] |= 1 */
209                         "pmullw %%mm2, %%mm1\n\t"   /* change signs again */
210
211                         "pand   %%mm3, %%mm1\n\t" /* nullify if was zero */
212                         "movq   %%mm1, %0"
213                         :"=m"(block[i])
214                         :"m"(block[i]), "m"(quant_matrix[i])
215                         :"memory");
216         }
217     }
218 }
219
220 void MPV_common_init_mmx(MpegEncContext *s)
221 {
222     if (mm_flags & MM_MMX) {
223         /* XXX: should include h263 optimization too. It would go even
224            faster! */
225         s->dct_unquantize = dct_unquantize_mpeg1_mmx;
226     }
227 }