6d64583356092e7e3d66aa7f68e3dc433f02b5b8
[ffmpeg.git] / libavcodec / ppc / dsputil_altivec.c
1 /*
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20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #include "config.h"
24 #if HAVE_ALTIVEC_H
25 #include <altivec.h>
26 #endif
27
28 #include "libavutil/attributes.h"
29 #include "libavutil/ppc/types_altivec.h"
30 #include "libavutil/ppc/util_altivec.h"
31 #include "libavcodec/avcodec.h"
32 #include "libavcodec/dsputil.h"
33 #include "libavcodec/mpegvideo.h"
34 #include "dsputil_altivec.h"
35
36 static int sad16_x2_altivec(MpegEncContext *v, uint8_t *pix1, uint8_t *pix2,
37                             int line_size, int h)
38 {
39     int i, s = 0;
40     const vector unsigned char zero =
41         (const vector unsigned char) vec_splat_u8(0);
42     vector unsigned char perm1 = vec_lvsl(0, pix2);
43     vector unsigned char perm2 = vec_add(perm1, vec_splat_u8(1));
44     vector unsigned int sad = (vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
45     vector signed int sumdiffs;
46
47     for (i = 0; i < h; i++) {
48         /* Read unaligned pixels into our vectors. The vectors are as follows:
49          * pix1v: pix1[0] - pix1[15]
50          * pix2v: pix2[0] - pix2[15]      pix2iv: pix2[1] - pix2[16] */
51         vector unsigned char pix1v  = vec_ld(0,  pix1);
52         vector unsigned char pix2l  = vec_ld(0,  pix2);
53         vector unsigned char pix2r  = vec_ld(16, pix2);
54         vector unsigned char pix2v  = vec_perm(pix2l, pix2r, perm1);
55         vector unsigned char pix2iv = vec_perm(pix2l, pix2r, perm2);
56
57         /* Calculate the average vector. */
58         vector unsigned char avgv = vec_avg(pix2v, pix2iv);
59
60         /* Calculate a sum of abs differences vector. */
61         vector unsigned char t5 = vec_sub(vec_max(pix1v, avgv),
62                                           vec_min(pix1v, avgv));
63
64         /* Add each 4 pixel group together and put 4 results into sad. */
65         sad = vec_sum4s(t5, sad);
66
67         pix1 += line_size;
68         pix2 += line_size;
69     }
70     /* Sum up the four partial sums, and put the result into s. */
71     sumdiffs = vec_sums((vector signed int) sad, (vector signed int) zero);
72     sumdiffs = vec_splat(sumdiffs, 3);
73     vec_ste(sumdiffs, 0, &s);
74
75     return s;
76 }
77
78 static int sad16_y2_altivec(MpegEncContext *v, uint8_t *pix1, uint8_t *pix2,
79                             int line_size, int h)
80 {
81     int i, s = 0;
82     const vector unsigned char zero =
83         (const vector unsigned char) vec_splat_u8(0);
84     vector unsigned char perm = vec_lvsl(0, pix2);
85     vector unsigned char pix1v, pix3v, avgv, t5;
86     vector unsigned int sad = (vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
87     vector signed int sumdiffs;
88     uint8_t *pix3 = pix2 + line_size;
89
90     /* Due to the fact that pix3 = pix2 + line_size, the pix3 of one
91      * iteration becomes pix2 in the next iteration. We can use this
92      * fact to avoid a potentially expensive unaligned read, each
93      * time around the loop.
94      * Read unaligned pixels into our vectors. The vectors are as follows:
95      * pix2v: pix2[0] - pix2[15]
96      * Split the pixel vectors into shorts. */
97     vector unsigned char pix2l = vec_ld(0,  pix2);
98     vector unsigned char pix2r = vec_ld(15, pix2);
99     vector unsigned char pix2v = vec_perm(pix2l, pix2r, perm);
100
101     for (i = 0; i < h; i++) {
102         /* Read unaligned pixels into our vectors. The vectors are as follows:
103          * pix1v: pix1[0] - pix1[15]
104          * pix3v: pix3[0] - pix3[15] */
105         pix1v = vec_ld(0,  pix1);
106
107         pix2l = vec_ld(0,  pix3);
108         pix2r = vec_ld(15, pix3);
109         pix3v = vec_perm(pix2l, pix2r, perm);
110
111         /* Calculate the average vector. */
112         avgv = vec_avg(pix2v, pix3v);
113
114         /* Calculate a sum of abs differences vector. */
115         t5 = vec_sub(vec_max(pix1v, avgv), vec_min(pix1v, avgv));
116
117         /* Add each 4 pixel group together and put 4 results into sad. */
118         sad = vec_sum4s(t5, sad);
119
120         pix1 += line_size;
121         pix2v = pix3v;
122         pix3 += line_size;
123     }
124
125     /* Sum up the four partial sums, and put the result into s. */
126     sumdiffs = vec_sums((vector signed int) sad, (vector signed int) zero);
127     sumdiffs = vec_splat(sumdiffs, 3);
128     vec_ste(sumdiffs, 0, &s);
129     return s;
130 }
131
132 static int sad16_xy2_altivec(MpegEncContext *v, uint8_t *pix1, uint8_t *pix2,
133                              int line_size, int h)
134 {
135     int i, s = 0;
136     uint8_t *pix3 = pix2 + line_size;
137     const vector unsigned char zero =
138         (const vector unsigned char) vec_splat_u8(0);
139     const vector unsigned short two =
140         (const vector unsigned short) vec_splat_u16(2);
141     vector unsigned char avgv, t5;
142     vector unsigned char perm1 = vec_lvsl(0, pix2);
143     vector unsigned char perm2 = vec_add(perm1, vec_splat_u8(1));
144     vector unsigned char pix1v, pix3v, pix3iv;
145     vector unsigned short pix3lv, pix3hv, pix3ilv, pix3ihv;
146     vector unsigned short avghv, avglv;
147     vector unsigned int sad = (vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
148     vector signed int sumdiffs;
149
150     /* Due to the fact that pix3 = pix2 + line_size, the pix3 of one
151      * iteration becomes pix2 in the next iteration. We can use this
152      * fact to avoid a potentially expensive unaligned read, as well
153      * as some splitting, and vector addition each time around the loop.
154      * Read unaligned pixels into our vectors. The vectors are as follows:
155      * pix2v: pix2[0] - pix2[15]  pix2iv: pix2[1] - pix2[16]
156      * Split the pixel vectors into shorts. */
157     vector unsigned char pix2l  = vec_ld(0,  pix2);
158     vector unsigned char pix2r  = vec_ld(16, pix2);
159     vector unsigned char pix2v  = vec_perm(pix2l, pix2r, perm1);
160     vector unsigned char pix2iv = vec_perm(pix2l, pix2r, perm2);
161
162     vector unsigned short pix2hv  =
163         (vector unsigned short) vec_mergeh(zero, pix2v);
164     vector unsigned short pix2lv  =
165         (vector unsigned short) vec_mergel(zero, pix2v);
166     vector unsigned short pix2ihv =
167         (vector unsigned short) vec_mergeh(zero, pix2iv);
168     vector unsigned short pix2ilv =
169         (vector unsigned short) vec_mergel(zero, pix2iv);
170     vector unsigned short t1 = vec_add(pix2hv, pix2ihv);
171     vector unsigned short t2 = vec_add(pix2lv, pix2ilv);
172     vector unsigned short t3, t4;
173
174     for (i = 0; i < h; i++) {
175         /* Read unaligned pixels into our vectors. The vectors are as follows:
176          * pix1v: pix1[0] - pix1[15]
177          * pix3v: pix3[0] - pix3[15]      pix3iv: pix3[1] - pix3[16] */
178         pix1v  = vec_ld(0, pix1);
179
180         pix2l  = vec_ld(0, pix3);
181         pix2r  = vec_ld(16, pix3);
182         pix3v  = vec_perm(pix2l, pix2r, perm1);
183         pix3iv = vec_perm(pix2l, pix2r, perm2);
184
185         /* Note that AltiVec does have vec_avg, but this works on vector pairs
186          * and rounds up. We could do avg(avg(a, b), avg(c, d)), but the
187          * rounding would mean that, for example, avg(3, 0, 0, 1) = 2, when
188          * it should be 1. Instead, we have to split the pixel vectors into
189          * vectors of shorts and do the averaging by hand. */
190
191         /* Split the pixel vectors into shorts. */
192         pix3hv  = (vector unsigned short) vec_mergeh(zero, pix3v);
193         pix3lv  = (vector unsigned short) vec_mergel(zero, pix3v);
194         pix3ihv = (vector unsigned short) vec_mergeh(zero, pix3iv);
195         pix3ilv = (vector unsigned short) vec_mergel(zero, pix3iv);
196
197         /* Do the averaging on them. */
198         t3 = vec_add(pix3hv, pix3ihv);
199         t4 = vec_add(pix3lv, pix3ilv);
200
201         avghv = vec_sr(vec_add(vec_add(t1, t3), two), two);
202         avglv = vec_sr(vec_add(vec_add(t2, t4), two), two);
203
204         /* Pack the shorts back into a result. */
205         avgv = vec_pack(avghv, avglv);
206
207         /* Calculate a sum of abs differences vector. */
208         t5 = vec_sub(vec_max(pix1v, avgv), vec_min(pix1v, avgv));
209
210         /* Add each 4 pixel group together and put 4 results into sad. */
211         sad = vec_sum4s(t5, sad);
212
213         pix1 += line_size;
214         pix3 += line_size;
215         /* Transfer the calculated values for pix3 into pix2. */
216         t1 = t3;
217         t2 = t4;
218     }
219     /* Sum up the four partial sums, and put the result into s. */
220     sumdiffs = vec_sums((vector signed int) sad, (vector signed int) zero);
221     sumdiffs = vec_splat(sumdiffs, 3);
222     vec_ste(sumdiffs, 0, &s);
223
224     return s;
225 }
226
227 static int sad16_altivec(MpegEncContext *v, uint8_t *pix1, uint8_t *pix2,
228                          int line_size, int h)
229 {
230     int i, s;
231     const vector unsigned int zero =
232         (const vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
233     vector unsigned char perm = vec_lvsl(0, pix2);
234     vector unsigned int sad = (vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
235     vector signed int sumdiffs;
236
237     for (i = 0; i < h; i++) {
238         /* Read potentially unaligned pixels into t1 and t2. */
239         vector unsigned char pix2l = vec_ld(0,  pix2);
240         vector unsigned char pix2r = vec_ld(15, pix2);
241         vector unsigned char t1 = vec_ld(0, pix1);
242         vector unsigned char t2 = vec_perm(pix2l, pix2r, perm);
243
244         /* Calculate a sum of abs differences vector. */
245         vector unsigned char t3 = vec_max(t1, t2);
246         vector unsigned char t4 = vec_min(t1, t2);
247         vector unsigned char t5 = vec_sub(t3, t4);
248
249         /* Add each 4 pixel group together and put 4 results into sad. */
250         sad = vec_sum4s(t5, sad);
251
252         pix1 += line_size;
253         pix2 += line_size;
254     }
255
256     /* Sum up the four partial sums, and put the result into s. */
257     sumdiffs = vec_sums((vector signed int) sad, (vector signed int) zero);
258     sumdiffs = vec_splat(sumdiffs, 3);
259     vec_ste(sumdiffs, 0, &s);
260
261     return s;
262 }
263
264 static int sad8_altivec(MpegEncContext *v, uint8_t *pix1, uint8_t *pix2,
265                         int line_size, int h)
266 {
267     int i, s;
268     const vector unsigned int zero =
269         (const vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
270     const vector unsigned char permclear =
271         (vector unsigned char)
272         { 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
273     vector unsigned char perm1 = vec_lvsl(0, pix1);
274     vector unsigned char perm2 = vec_lvsl(0, pix2);
275     vector unsigned int sad = (vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
276     vector signed int sumdiffs;
277
278     for (i = 0; i < h; i++) {
279         /* Read potentially unaligned pixels into t1 and t2.
280          * Since we're reading 16 pixels, and actually only want 8,
281          * mask out the last 8 pixels. The 0s don't change the sum. */
282         vector unsigned char pix1l = vec_ld(0, pix1);
283         vector unsigned char pix1r = vec_ld(7, pix1);
284         vector unsigned char pix2l = vec_ld(0, pix2);
285         vector unsigned char pix2r = vec_ld(7, pix2);
286         vector unsigned char t1 = vec_and(vec_perm(pix1l, pix1r, perm1),
287                                           permclear);
288         vector unsigned char t2 = vec_and(vec_perm(pix2l, pix2r, perm2),
289                                           permclear);
290
291         /* Calculate a sum of abs differences vector. */
292         vector unsigned char t3 = vec_max(t1, t2);
293         vector unsigned char t4 = vec_min(t1, t2);
294         vector unsigned char t5 = vec_sub(t3, t4);
295
296         /* Add each 4 pixel group together and put 4 results into sad. */
297         sad = vec_sum4s(t5, sad);
298
299         pix1 += line_size;
300         pix2 += line_size;
301     }
302
303     /* Sum up the four partial sums, and put the result into s. */
304     sumdiffs = vec_sums((vector signed int) sad, (vector signed int) zero);
305     sumdiffs = vec_splat(sumdiffs, 3);
306     vec_ste(sumdiffs, 0, &s);
307
308     return s;
309 }
310
311 static int pix_norm1_altivec(uint8_t *pix, int line_size)
312 {
313     int i, s = 0;
314     const vector unsigned int zero =
315         (const vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
316     vector unsigned char perm = vec_lvsl(0, pix);
317     vector unsigned int sv = (vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
318     vector signed int sum;
319
320     for (i = 0; i < 16; i++) {
321         /* Read the potentially unaligned pixels. */
322         vector unsigned char pixl = vec_ld(0,  pix);
323         vector unsigned char pixr = vec_ld(15, pix);
324         vector unsigned char pixv = vec_perm(pixl, pixr, perm);
325
326         /* Square the values, and add them to our sum. */
327         sv = vec_msum(pixv, pixv, sv);
328
329         pix += line_size;
330     }
331     /* Sum up the four partial sums, and put the result into s. */
332     sum = vec_sums((vector signed int) sv, (vector signed int) zero);
333     sum = vec_splat(sum, 3);
334     vec_ste(sum, 0, &s);
335
336     return s;
337 }
338
339 /* Sum of Squared Errors for an 8x8 block, AltiVec-enhanced.
340  * It's the sad8_altivec code above w/ squaring added. */
341 static int sse8_altivec(MpegEncContext *v, uint8_t *pix1, uint8_t *pix2,
342                         int line_size, int h)
343 {
344     int i, s;
345     const vector unsigned int zero =
346         (const vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
347     const vector unsigned char permclear =
348         (vector unsigned char)
349         { 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 255, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 };
350     vector unsigned char perm1 = vec_lvsl(0, pix1);
351     vector unsigned char perm2 = vec_lvsl(0, pix2);
352     vector unsigned int sum = (vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
353     vector signed int sumsqr;
354
355     for (i = 0; i < h; i++) {
356         /* Read potentially unaligned pixels into t1 and t2.
357          * Since we're reading 16 pixels, and actually only want 8,
358          * mask out the last 8 pixels. The 0s don't change the sum. */
359         vector unsigned char pix1l = vec_ld(0, pix1);
360         vector unsigned char pix1r = vec_ld(7, pix1);
361         vector unsigned char pix2l = vec_ld(0, pix2);
362         vector unsigned char pix2r = vec_ld(7, pix2);
363         vector unsigned char t1 = vec_and(vec_perm(pix1l, pix1r, perm1),
364                                           permclear);
365         vector unsigned char t2 = vec_and(vec_perm(pix2l, pix2r, perm2),
366                                           permclear);
367
368         /* Since we want to use unsigned chars, we can take advantage
369          * of the fact that abs(a - b) ^ 2 = (a - b) ^ 2. */
370
371         /* Calculate abs differences vector. */
372         vector unsigned char t3 = vec_max(t1, t2);
373         vector unsigned char t4 = vec_min(t1, t2);
374         vector unsigned char t5 = vec_sub(t3, t4);
375
376         /* Square the values and add them to our sum. */
377         sum = vec_msum(t5, t5, sum);
378
379         pix1 += line_size;
380         pix2 += line_size;
381     }
382
383     /* Sum up the four partial sums, and put the result into s. */
384     sumsqr = vec_sums((vector signed int) sum, (vector signed int) zero);
385     sumsqr = vec_splat(sumsqr, 3);
386     vec_ste(sumsqr, 0, &s);
387
388     return s;
389 }
390
391 /* Sum of Squared Errors for a 16x16 block, AltiVec-enhanced.
392  * It's the sad16_altivec code above w/ squaring added. */
393 static int sse16_altivec(MpegEncContext *v, uint8_t *pix1, uint8_t *pix2,
394                          int line_size, int h)
395 {
396     int i, s;
397     const vector unsigned int zero =
398         (const vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
399     vector unsigned char perm = vec_lvsl(0, pix2);
400     vector unsigned int sum = (vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
401     vector signed int sumsqr;
402
403     for (i = 0; i < h; i++) {
404         /* Read potentially unaligned pixels into t1 and t2. */
405         vector unsigned char pix2l = vec_ld(0,  pix2);
406         vector unsigned char pix2r = vec_ld(15, pix2);
407         vector unsigned char t1 = vec_ld(0, pix1);
408         vector unsigned char t2 = vec_perm(pix2l, pix2r, perm);
409
410         /* Since we want to use unsigned chars, we can take advantage
411          * of the fact that abs(a - b) ^ 2 = (a - b) ^ 2. */
412
413         /* Calculate abs differences vector. */
414         vector unsigned char t3 = vec_max(t1, t2);
415         vector unsigned char t4 = vec_min(t1, t2);
416         vector unsigned char t5 = vec_sub(t3, t4);
417
418         /* Square the values and add them to our sum. */
419         sum = vec_msum(t5, t5, sum);
420
421         pix1 += line_size;
422         pix2 += line_size;
423     }
424
425     /* Sum up the four partial sums, and put the result into s. */
426     sumsqr = vec_sums((vector signed int) sum, (vector signed int) zero);
427     sumsqr = vec_splat(sumsqr, 3);
428     vec_ste(sumsqr, 0, &s);
429
430     return s;
431 }
432
433 static int pix_sum_altivec(uint8_t *pix, int line_size)
434 {
435     int i, s;
436     const vector unsigned int zero =
437         (const vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
438     vector unsigned char perm = vec_lvsl(0, pix);
439     vector unsigned int sad = (vector unsigned int) vec_splat_u32(0);
440     vector signed int sumdiffs;
441
442     for (i = 0; i < 16; i++) {
443         /* Read the potentially unaligned 16 pixels into t1. */
444         vector unsigned char pixl = vec_ld(0,  pix);
445         vector unsigned char pixr = vec_ld(15, pix);
446         vector unsigned char t1   = vec_perm(pixl, pixr, perm);
447
448         /* Add each 4 pixel group together and put 4 results into sad. */
449         sad = vec_sum4s(t1, sad);
450
451         pix += line_size;
452     }
453
454     /* Sum up the four partial sums, and put the result into s. */
455     sumdiffs = vec_sums((vector signed int) sad, (vector signed int) zero);
456     sumdiffs = vec_splat(sumdiffs, 3);
457     vec_ste(sumdiffs, 0, &s);
458
459     return s;
460 }
461
462 static void get_pixels_altivec(int16_t *restrict block, const uint8_t *pixels,
463                                int line_size)
464 {
465     int i;
466     vector unsigned char perm = vec_lvsl(0, pixels);
467     const vector unsigned char zero =
468         (const vector unsigned char) vec_splat_u8(0);
469
470     for (i = 0; i < 8; i++) {
471         /* Read potentially unaligned pixels.
472          * We're reading 16 pixels, and actually only want 8,
473          * but we simply ignore the extras. */
474         vector unsigned char pixl = vec_ld(0, pixels);
475         vector unsigned char pixr = vec_ld(7, pixels);
476         vector unsigned char bytes = vec_perm(pixl, pixr, perm);
477
478         // Convert the bytes into shorts.
479         vector signed short shorts = (vector signed short) vec_mergeh(zero,
480                                                                       bytes);
481
482         // Save the data to the block, we assume the block is 16-byte aligned.
483         vec_st(shorts, i * 16, (vector signed short *) block);
484
485         pixels += line_size;
486     }
487 }
488
489 static void diff_pixels_altivec(int16_t *restrict block, const uint8_t *s1,
490                                 const uint8_t *s2, int stride)
491 {
492     int i;
493     vector unsigned char perm1 = vec_lvsl(0, s1);
494     vector unsigned char perm2 = vec_lvsl(0, s2);
495     const vector unsigned char zero =
496         (const vector unsigned char) vec_splat_u8(0);
497     vector signed short shorts1, shorts2;
498
499     for (i = 0; i < 4; i++) {
500         /* Read potentially unaligned pixels.
501          * We're reading 16 pixels, and actually only want 8,
502          * but we simply ignore the extras. */
503         vector unsigned char pixl  = vec_ld(0,  s1);
504         vector unsigned char pixr  = vec_ld(15, s1);
505         vector unsigned char bytes = vec_perm(pixl, pixr, perm1);
506
507         // Convert the bytes into shorts.
508         shorts1 = (vector signed short) vec_mergeh(zero, bytes);
509
510         // Do the same for the second block of pixels.
511         pixl  = vec_ld(0,  s2);
512         pixr  = vec_ld(15, s2);
513         bytes = vec_perm(pixl, pixr, perm2);
514
515         // Convert the bytes into shorts.
516         shorts2 = (vector signed short) vec_mergeh(zero, bytes);
517
518         // Do the subtraction.
519         shorts1 = vec_sub(shorts1, shorts2);
520
521         // Save the data to the block, we assume the block is 16-byte aligned.
522         vec_st(shorts1, 0, (vector signed short *) block);
523
524         s1    += stride;
525         s2    += stride;
526         block += 8;
527
528         /* The code below is a copy of the code above...
529          * This is a manual unroll. */
530
531         /* Read potentially unaligned pixels.
532          * We're reading 16 pixels, and actually only want 8,
533          * but we simply ignore the extras. */
534         pixl  = vec_ld(0,  s1);
535         pixr  = vec_ld(15, s1);
536         bytes = vec_perm(pixl, pixr, perm1);
537
538         // Convert the bytes into shorts.
539         shorts1 = (vector signed short) vec_mergeh(zero, bytes);
540
541         // Do the same for the second block of pixels.
542         pixl  = vec_ld(0,  s2);
543         pixr  = vec_ld(15, s2);
544         bytes = vec_perm(pixl, pixr, perm2);
545
546         // Convert the bytes into shorts.
547         shorts2 = (vector signed short) vec_mergeh(zero, bytes);
548
549         // Do the subtraction.
550         shorts1 = vec_sub(shorts1, shorts2);
551
552         // Save the data to the block, we assume the block is 16-byte aligned.
553         vec_st(shorts1, 0, (vector signed short *) block);
554
555         s1    += stride;
556         s2    += stride;
557         block += 8;
558     }
559 }
560
561 static void clear_block_altivec(int16_t *block)
562 {
563     LOAD_ZERO;
564     vec_st(zero_s16v,   0, block);
565     vec_st(zero_s16v,  16, block);
566     vec_st(zero_s16v,  32, block);
567     vec_st(zero_s16v,  48, block);
568     vec_st(zero_s16v,  64, block);
569     vec_st(zero_s16v,  80, block);
570     vec_st(zero_s16v,  96, block);
571     vec_st(zero_s16v, 112, block);
572 }
573
574 static void add_bytes_altivec(uint8_t *dst, uint8_t *src, int w)
575 {
576     register int i;
577     register vector unsigned char vdst, vsrc;
578
579     /* dst and src are 16 bytes-aligned (guaranteed). */
580     for (i = 0; i + 15 < w; i += 16) {
581         vdst = vec_ld(i, (unsigned char *) dst);
582         vsrc = vec_ld(i, (unsigned char *) src);
583         vdst = vec_add(vsrc, vdst);
584         vec_st(vdst, i, (unsigned char *) dst);
585     }
586     /* If w is not a multiple of 16. */
587     for (; i < w; i++)
588         dst[i] = src[i];
589 }
590
591 static int hadamard8_diff8x8_altivec(MpegEncContext *s, uint8_t *dst,
592                                      uint8_t *src, int stride, int h)
593 {
594     int sum;
595     register const vector unsigned char vzero =
596         (const vector unsigned char) vec_splat_u8(0);
597     register vector signed short temp0, temp1, temp2, temp3, temp4,
598                                  temp5, temp6, temp7;
599     {
600         register const vector signed short vprod1 =
601             (const vector signed short) { 1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1 };
602         register const vector signed short vprod2 =
603             (const vector signed short) { 1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, -1 };
604         register const vector signed short vprod3 =
605             (const vector signed short) { 1, 1, 1, 1, -1, -1, -1, -1 };
606         register const vector unsigned char perm1 =
607             (const vector unsigned char)
608             { 0x02, 0x03, 0x00, 0x01, 0x06, 0x07, 0x04, 0x05,
609               0x0A, 0x0B, 0x08, 0x09, 0x0E, 0x0F, 0x0C, 0x0D };
610         register const vector unsigned char perm2 =
611             (const vector unsigned char)
612             { 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x00, 0x01, 0x02, 0x03,
613               0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F, 0x08, 0x09, 0x0A, 0x0B };
614         register const vector unsigned char perm3 =
615             (const vector unsigned char)
616             { 0x08, 0x09, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F,
617               0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07 };
618
619 #define ONEITERBUTTERFLY(i, res)                                            \
620     {                                                                       \
621         register vector unsigned char src1 = vec_ld(stride * i, src);       \
622         register vector unsigned char src2 = vec_ld(stride * i + 15, src);  \
623         register vector unsigned char srcO =                                \
624             vec_perm(src1, src2, vec_lvsl(stride * i, src));                \
625         register vector unsigned char dst1 = vec_ld(stride * i, dst);       \
626         register vector unsigned char dst2 = vec_ld(stride * i + 15, dst);  \
627         register vector unsigned char dstO =                                \
628             vec_perm(dst1, dst2, vec_lvsl(stride * i, dst));                \
629                                                                             \
630         /* Promote the unsigned chars to signed shorts. */                  \
631         /* We're in the 8x8 function, we only care for the first 8. */      \
632         register vector signed short srcV =                                 \
633             (vector signed short) vec_mergeh((vector signed char) vzero,    \
634                                              (vector signed char) srcO);    \
635         register vector signed short dstV =                                 \
636             (vector signed short) vec_mergeh((vector signed char) vzero,    \
637                                              (vector signed char) dstO);    \
638                                                                             \
639         /* subtractions inside the first butterfly */                       \
640         register vector signed short but0 = vec_sub(srcV, dstV);            \
641         register vector signed short op1  = vec_perm(but0, but0, perm1);    \
642         register vector signed short but1 = vec_mladd(but0, vprod1, op1);   \
643         register vector signed short op2  = vec_perm(but1, but1, perm2);    \
644         register vector signed short but2 = vec_mladd(but1, vprod2, op2);   \
645         register vector signed short op3  = vec_perm(but2, but2, perm3);    \
646         res  = vec_mladd(but2, vprod3, op3);                                \
647     }
648         ONEITERBUTTERFLY(0, temp0);
649         ONEITERBUTTERFLY(1, temp1);
650         ONEITERBUTTERFLY(2, temp2);
651         ONEITERBUTTERFLY(3, temp3);
652         ONEITERBUTTERFLY(4, temp4);
653         ONEITERBUTTERFLY(5, temp5);
654         ONEITERBUTTERFLY(6, temp6);
655         ONEITERBUTTERFLY(7, temp7);
656     }
657 #undef ONEITERBUTTERFLY
658     {
659         register vector signed int vsum;
660         register vector signed short line0  = vec_add(temp0, temp1);
661         register vector signed short line1  = vec_sub(temp0, temp1);
662         register vector signed short line2  = vec_add(temp2, temp3);
663         register vector signed short line3  = vec_sub(temp2, temp3);
664         register vector signed short line4  = vec_add(temp4, temp5);
665         register vector signed short line5  = vec_sub(temp4, temp5);
666         register vector signed short line6  = vec_add(temp6, temp7);
667         register vector signed short line7  = vec_sub(temp6, temp7);
668
669         register vector signed short line0B = vec_add(line0, line2);
670         register vector signed short line2B = vec_sub(line0, line2);
671         register vector signed short line1B = vec_add(line1, line3);
672         register vector signed short line3B = vec_sub(line1, line3);
673         register vector signed short line4B = vec_add(line4, line6);
674         register vector signed short line6B = vec_sub(line4, line6);
675         register vector signed short line5B = vec_add(line5, line7);
676         register vector signed short line7B = vec_sub(line5, line7);
677
678         register vector signed short line0C = vec_add(line0B, line4B);
679         register vector signed short line4C = vec_sub(line0B, line4B);
680         register vector signed short line1C = vec_add(line1B, line5B);
681         register vector signed short line5C = vec_sub(line1B, line5B);
682         register vector signed short line2C = vec_add(line2B, line6B);
683         register vector signed short line6C = vec_sub(line2B, line6B);
684         register vector signed short line3C = vec_add(line3B, line7B);
685         register vector signed short line7C = vec_sub(line3B, line7B);
686
687         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line0C), vec_splat_s32(0));
688         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line1C), vsum);
689         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line2C), vsum);
690         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line3C), vsum);
691         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line4C), vsum);
692         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line5C), vsum);
693         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line6C), vsum);
694         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line7C), vsum);
695         vsum = vec_sums(vsum, (vector signed int) vzero);
696         vsum = vec_splat(vsum, 3);
697         vec_ste(vsum, 0, &sum);
698     }
699     return sum;
700 }
701
702 /*
703  * 16x8 works with 16 elements; it allows to avoid replicating loads, and
704  * gives the compiler more room for scheduling. It's only used from
705  * inside hadamard8_diff16_altivec.
706  *
707  * Unfortunately, it seems gcc-3.3 is a bit dumb, and the compiled code has
708  * a LOT of spill code, it seems gcc (unlike xlc) cannot keep everything in
709  * registers by itself. The following code includes hand-made register
710  * allocation. It's not clean, but on a 7450 the resulting code is much faster
711  * (best case falls from 700+ cycles to 550).
712  *
713  * xlc doesn't add spill code, but it doesn't know how to schedule for the
714  * 7450, and its code isn't much faster than gcc-3.3 on the 7450 (but uses
715  * 25% fewer instructions...)
716  *
717  * On the 970, the hand-made RA is still a win (around 690 vs. around 780),
718  * but xlc goes to around 660 on the regular C code...
719  */
720 static int hadamard8_diff16x8_altivec(MpegEncContext *s, uint8_t *dst,
721                                       uint8_t *src, int stride, int h)
722 {
723     int sum;
724     register vector signed short
725         temp0 __asm__ ("v0"),
726         temp1 __asm__ ("v1"),
727         temp2 __asm__ ("v2"),
728         temp3 __asm__ ("v3"),
729         temp4 __asm__ ("v4"),
730         temp5 __asm__ ("v5"),
731         temp6 __asm__ ("v6"),
732         temp7 __asm__ ("v7");
733     register vector signed short
734         temp0S __asm__ ("v8"),
735         temp1S __asm__ ("v9"),
736         temp2S __asm__ ("v10"),
737         temp3S __asm__ ("v11"),
738         temp4S __asm__ ("v12"),
739         temp5S __asm__ ("v13"),
740         temp6S __asm__ ("v14"),
741         temp7S __asm__ ("v15");
742     register const vector unsigned char vzero __asm__ ("v31") =
743         (const vector unsigned char) vec_splat_u8(0);
744     {
745         register const vector signed short vprod1 __asm__ ("v16") =
746             (const vector signed short) { 1, -1, 1, -1, 1, -1, 1, -1 };
747
748         register const vector signed short vprod2 __asm__ ("v17") =
749             (const vector signed short) { 1, 1, -1, -1, 1, 1, -1, -1 };
750
751         register const vector signed short vprod3 __asm__ ("v18") =
752             (const vector signed short) { 1, 1, 1, 1, -1, -1, -1, -1 };
753
754         register const vector unsigned char perm1 __asm__ ("v19") =
755             (const vector unsigned char)
756             { 0x02, 0x03, 0x00, 0x01, 0x06, 0x07, 0x04, 0x05,
757               0x0A, 0x0B, 0x08, 0x09, 0x0E, 0x0F, 0x0C, 0x0D };
758
759         register const vector unsigned char perm2 __asm__ ("v20") =
760             (const vector unsigned char)
761             { 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x00, 0x01, 0x02, 0x03,
762               0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F, 0x08, 0x09, 0x0A, 0x0B };
763
764         register const vector unsigned char perm3 __asm__ ("v21") =
765             (const vector unsigned char)
766             { 0x08, 0x09, 0x0A, 0x0B, 0x0C, 0x0D, 0x0E, 0x0F,
767               0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07 };
768
769 #define ONEITERBUTTERFLY(i, res1, res2)                                     \
770     {                                                                       \
771         register vector unsigned char src1 __asm__ ("v22") =                \
772             vec_ld(stride * i, src);                                        \
773         register vector unsigned char src2 __asm__ ("v23") =                \
774             vec_ld(stride * i + 16, src);                                   \
775         register vector unsigned char srcO __asm__ ("v22") =                \
776             vec_perm(src1, src2, vec_lvsl(stride * i, src));                \
777         register vector unsigned char dst1 __asm__ ("v24") =                \
778             vec_ld(stride * i, dst);                                        \
779         register vector unsigned char dst2 __asm__ ("v25") =                \
780             vec_ld(stride * i + 16, dst);                                   \
781         register vector unsigned char dstO __asm__ ("v23") =                \
782             vec_perm(dst1, dst2, vec_lvsl(stride * i, dst));                \
783                                                                             \
784         /* Promote the unsigned chars to signed shorts. */                  \
785         register vector signed short srcV __asm__ ("v24") =                 \
786             (vector signed short) vec_mergeh((vector signed char) vzero,    \
787                                              (vector signed char) srcO);    \
788         register vector signed short dstV __asm__ ("v25") =                 \
789             (vector signed short) vec_mergeh((vector signed char) vzero,    \
790                                              (vector signed char) dstO);    \
791         register vector signed short srcW __asm__ ("v26") =                 \
792             (vector signed short) vec_mergel((vector signed char) vzero,    \
793                                              (vector signed char) srcO);    \
794         register vector signed short dstW __asm__ ("v27") =                 \
795             (vector signed short) vec_mergel((vector signed char) vzero,    \
796                                              (vector signed char) dstO);    \
797                                                                             \
798         /* subtractions inside the first butterfly */                       \
799         register vector signed short but0  __asm__ ("v28") =                \
800             vec_sub(srcV, dstV);                                            \
801         register vector signed short but0S __asm__ ("v29") =                \
802             vec_sub(srcW, dstW);                                            \
803         register vector signed short op1   __asm__ ("v30") =                \
804             vec_perm(but0, but0, perm1);                                    \
805         register vector signed short but1  __asm__ ("v22") =                \
806             vec_mladd(but0, vprod1, op1);                                   \
807         register vector signed short op1S  __asm__ ("v23") =                \
808             vec_perm(but0S, but0S, perm1);                                  \
809         register vector signed short but1S __asm__ ("v24") =                \
810             vec_mladd(but0S, vprod1, op1S);                                 \
811         register vector signed short op2   __asm__ ("v25") =                \
812             vec_perm(but1, but1, perm2);                                    \
813         register vector signed short but2  __asm__ ("v26") =                \
814             vec_mladd(but1, vprod2, op2);                                   \
815         register vector signed short op2S  __asm__ ("v27") =                \
816             vec_perm(but1S, but1S, perm2);                                  \
817         register vector signed short but2S __asm__ ("v28") =                \
818             vec_mladd(but1S, vprod2, op2S);                                 \
819         register vector signed short op3   __asm__ ("v29") =                \
820             vec_perm(but2, but2, perm3);                                    \
821         register vector signed short op3S  __asm__ ("v30") =                \
822             vec_perm(but2S, but2S, perm3);                                  \
823         res1 = vec_mladd(but2, vprod3, op3);                                \
824         res2 = vec_mladd(but2S, vprod3, op3S);                              \
825     }
826         ONEITERBUTTERFLY(0, temp0, temp0S);
827         ONEITERBUTTERFLY(1, temp1, temp1S);
828         ONEITERBUTTERFLY(2, temp2, temp2S);
829         ONEITERBUTTERFLY(3, temp3, temp3S);
830         ONEITERBUTTERFLY(4, temp4, temp4S);
831         ONEITERBUTTERFLY(5, temp5, temp5S);
832         ONEITERBUTTERFLY(6, temp6, temp6S);
833         ONEITERBUTTERFLY(7, temp7, temp7S);
834     }
835 #undef ONEITERBUTTERFLY
836     {
837         register vector signed int vsum;
838
839         register vector signed short line0  = vec_add(temp0, temp1);
840         register vector signed short line1  = vec_sub(temp0, temp1);
841         register vector signed short line2  = vec_add(temp2, temp3);
842         register vector signed short line3  = vec_sub(temp2, temp3);
843         register vector signed short line4  = vec_add(temp4, temp5);
844         register vector signed short line5  = vec_sub(temp4, temp5);
845         register vector signed short line6  = vec_add(temp6, temp7);
846         register vector signed short line7  = vec_sub(temp6, temp7);
847
848         register vector signed short line0B = vec_add(line0, line2);
849         register vector signed short line2B = vec_sub(line0, line2);
850         register vector signed short line1B = vec_add(line1, line3);
851         register vector signed short line3B = vec_sub(line1, line3);
852         register vector signed short line4B = vec_add(line4, line6);
853         register vector signed short line6B = vec_sub(line4, line6);
854         register vector signed short line5B = vec_add(line5, line7);
855         register vector signed short line7B = vec_sub(line5, line7);
856
857         register vector signed short line0C = vec_add(line0B, line4B);
858         register vector signed short line4C = vec_sub(line0B, line4B);
859         register vector signed short line1C = vec_add(line1B, line5B);
860         register vector signed short line5C = vec_sub(line1B, line5B);
861         register vector signed short line2C = vec_add(line2B, line6B);
862         register vector signed short line6C = vec_sub(line2B, line6B);
863         register vector signed short line3C = vec_add(line3B, line7B);
864         register vector signed short line7C = vec_sub(line3B, line7B);
865
866         register vector signed short line0S = vec_add(temp0S, temp1S);
867         register vector signed short line1S = vec_sub(temp0S, temp1S);
868         register vector signed short line2S = vec_add(temp2S, temp3S);
869         register vector signed short line3S = vec_sub(temp2S, temp3S);
870         register vector signed short line4S = vec_add(temp4S, temp5S);
871         register vector signed short line5S = vec_sub(temp4S, temp5S);
872         register vector signed short line6S = vec_add(temp6S, temp7S);
873         register vector signed short line7S = vec_sub(temp6S, temp7S);
874
875         register vector signed short line0BS = vec_add(line0S, line2S);
876         register vector signed short line2BS = vec_sub(line0S, line2S);
877         register vector signed short line1BS = vec_add(line1S, line3S);
878         register vector signed short line3BS = vec_sub(line1S, line3S);
879         register vector signed short line4BS = vec_add(line4S, line6S);
880         register vector signed short line6BS = vec_sub(line4S, line6S);
881         register vector signed short line5BS = vec_add(line5S, line7S);
882         register vector signed short line7BS = vec_sub(line5S, line7S);
883
884         register vector signed short line0CS = vec_add(line0BS, line4BS);
885         register vector signed short line4CS = vec_sub(line0BS, line4BS);
886         register vector signed short line1CS = vec_add(line1BS, line5BS);
887         register vector signed short line5CS = vec_sub(line1BS, line5BS);
888         register vector signed short line2CS = vec_add(line2BS, line6BS);
889         register vector signed short line6CS = vec_sub(line2BS, line6BS);
890         register vector signed short line3CS = vec_add(line3BS, line7BS);
891         register vector signed short line7CS = vec_sub(line3BS, line7BS);
892
893         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line0C), vec_splat_s32(0));
894         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line1C), vsum);
895         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line2C), vsum);
896         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line3C), vsum);
897         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line4C), vsum);
898         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line5C), vsum);
899         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line6C), vsum);
900         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line7C), vsum);
901
902         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line0CS), vsum);
903         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line1CS), vsum);
904         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line2CS), vsum);
905         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line3CS), vsum);
906         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line4CS), vsum);
907         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line5CS), vsum);
908         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line6CS), vsum);
909         vsum = vec_sum4s(vec_abs(line7CS), vsum);
910         vsum = vec_sums(vsum, (vector signed int) vzero);
911         vsum = vec_splat(vsum, 3);
912         vec_ste(vsum, 0, &sum);
913     }
914     return sum;
915 }
916
917 static int hadamard8_diff16_altivec(MpegEncContext *s, uint8_t *dst,
918                                     uint8_t *src, int stride, int h)
919 {
920     int score = hadamard8_diff16x8_altivec(s, dst, src, stride, 8);
921
922     if (h == 16) {
923         dst   += 8 * stride;
924         src   += 8 * stride;
925         score += hadamard8_diff16x8_altivec(s, dst, src, stride, 8);
926     }
927     return score;
928 }
929
930 av_cold void ff_dsputil_init_altivec(DSPContext *c, AVCodecContext *avctx,
931                                      unsigned high_bit_depth)
932 {
933     c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_altivec;
934     c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_altivec;
935     c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_altivec;
936     c->pix_abs[0][0] = sad16_altivec;
937     c->pix_abs[1][0] = sad8_altivec;
938
939     c->sad[0] = sad16_altivec;
940     c->sad[1] = sad8_altivec;
941     c->sse[0] = sse16_altivec;
942     c->sse[1] = sse8_altivec;
943
944     c->pix_norm1 = pix_norm1_altivec;
945     c->pix_sum   = pix_sum_altivec;
946
947     c->diff_pixels = diff_pixels_altivec;
948     c->add_bytes   = add_bytes_altivec;
949
950     if (!high_bit_depth) {
951         c->get_pixels = get_pixels_altivec;
952         c->clear_block = clear_block_altivec;
953     }
954
955     c->hadamard8_diff[0] = hadamard8_diff16_altivec;
956     c->hadamard8_diff[1] = hadamard8_diff8x8_altivec;
957 }