AltiVec hScale, all size patch by (Romain Dolbeau <dolbeaur at club-internet dot...
[ffmpeg.git] / postproc / swscale_altivec_template.c
1 /*
2   AltiVec-enhanced yuv2yuvX
3
4     Copyright (C) 2004 Romain Dolbeau <romain@dolbeau.org>
5     based on the equivalent C code in "postproc/swscale.c"
6
7
8     This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9     it under the terms of the GNU General Public License as published by
10     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11     (at your option) any later version.
12
13     This program is distributed in the hope that it will be useful,
14     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16     GNU General Public License for more details.
17
18     You should have received a copy of the GNU General Public License
19     along with this program; if not, write to the Free Software
20     Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
21 */
22
23 #ifdef CONFIG_DARWIN
24 static const vector signed int vzero =
25   (vector signed int)(0, 0, 0, 0);
26 static const vector unsigned int altivec_vectorShiftInt19 =
27   (vector unsigned int)(19, 19, 19, 19);
28 #else
29 static const vector signed int vzero =
30   (vector signed int){0,0,0,0};
31 static const vector unsigned int altivec_vectorShiftInt19 =
32   (vector unsigned int){19, 19, 19, 19};
33
34 #endif
35
36 static inline void
37 altivec_packIntArrayToCharArray(int *val, uint8_t* dest, int dstW) {
38   register int i;
39   if ((unsigned long)dest % 16) {
40     /* badly aligned store, we force store alignement */
41     /* and will handle load misalignement on val w/ vec_perm */
42     for (i = 0 ; (i < dstW) &&
43            (((unsigned long)dest + i) % 16) ; i++) {
44       int t = val[i] >> 19;
45       dest[i] = (t < 0) ? 0 : ((t > 255) ? 255 : t);
46     }
47     vector unsigned char perm1 = vec_lvsl(i << 2, val);
48     vector signed int v1 = vec_ld(i << 2, val);
49     for ( ; i < (dstW - 15); i+=16) {
50       int offset = i << 2;
51       vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
52       vector signed int v3 = vec_ld(offset + 32, val);
53       vector signed int v4 = vec_ld(offset + 48, val);
54       vector signed int v5 = vec_ld(offset + 64, val);
55       vector signed int v12 = vec_perm(v1,v2,perm1);
56       vector signed int v23 = vec_perm(v2,v3,perm1);
57       vector signed int v34 = vec_perm(v3,v4,perm1);
58       vector signed int v45 = vec_perm(v4,v5,perm1);
59       
60       vector signed int vA = vec_sra(v12, altivec_vectorShiftInt19);
61       vector signed int vB = vec_sra(v23, altivec_vectorShiftInt19);
62       vector signed int vC = vec_sra(v34, altivec_vectorShiftInt19);
63       vector signed int vD = vec_sra(v45, altivec_vectorShiftInt19);
64       vector unsigned short vs1 = vec_packsu(vA, vB);
65       vector unsigned short vs2 = vec_packsu(vC, vD);
66       vector unsigned char vf = vec_packsu(vs1, vs2);
67       vec_st(vf, i, dest);
68       v1 = v5;
69     }
70   } else { // dest is properly aligned, great
71     for (i = 0; i < (dstW - 15); i+=16) {
72       int offset = i << 2;
73       vector signed int v1 = vec_ld(offset, val);
74       vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
75       vector signed int v3 = vec_ld(offset + 32, val);
76       vector signed int v4 = vec_ld(offset + 48, val);
77       vector signed int v5 = vec_sra(v1, altivec_vectorShiftInt19);
78       vector signed int v6 = vec_sra(v2, altivec_vectorShiftInt19);
79       vector signed int v7 = vec_sra(v3, altivec_vectorShiftInt19);
80       vector signed int v8 = vec_sra(v4, altivec_vectorShiftInt19);
81       vector unsigned short vs1 = vec_packsu(v5, v6);
82       vector unsigned short vs2 = vec_packsu(v7, v8);
83       vector unsigned char vf = vec_packsu(vs1, vs2);
84       vec_st(vf, i, dest);
85     }
86   }
87   for ( ; i < dstW ; i++) {
88     int t = val[i] >> 19;
89     dest[i] = (t < 0) ? 0 : ((t > 255) ? 255 : t);
90   }
91 }
92
93 static inline void
94 yuv2yuvX_altivec_real(int16_t *lumFilter, int16_t **lumSrc, int lumFilterSize,
95                       int16_t *chrFilter, int16_t **chrSrc, int chrFilterSize,
96                       uint8_t *dest, uint8_t *uDest, uint8_t *vDest, int dstW, int chrDstW)
97 {
98   const vector signed int vini = {(1 << 18), (1 << 18), (1 << 18), (1 << 18)};
99   register int i, j;
100   {
101     int __attribute__ ((aligned (16))) val[dstW];
102     
103     for (i = 0; i < (dstW -7); i+=4) {
104       vec_st(vini, i << 2, val);
105     }
106     for (; i < dstW; i++) {
107       val[i] = (1 << 18);
108     }
109     
110     for (j = 0; j < lumFilterSize; j++) {
111       vector signed short vLumFilter = vec_ld(j << 1, lumFilter);
112       vector unsigned char perm0 = vec_lvsl(j << 1, lumFilter);
113       vLumFilter = vec_perm(vLumFilter, vLumFilter, perm0);
114       vLumFilter = vec_splat(vLumFilter, 0); // lumFilter[j] is loaded 8 times in vLumFilter
115       
116       vector unsigned char perm = vec_lvsl(0, lumSrc[j]);
117       vector signed short l1 = vec_ld(0, lumSrc[j]);
118       
119       for (i = 0; i < (dstW - 7); i+=8) {
120         int offset = i << 2;
121         vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, lumSrc[j]);
122         
123         vector signed int v1 = vec_ld(offset, val);
124         vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
125         
126         vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // lumSrc[j][i] ... lumSrc[j][i+7]
127         
128         vector signed int i1 = vec_mule(vLumFilter, ls);
129         vector signed int i2 = vec_mulo(vLumFilter, ls);
130         
131         vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
132         vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // lumSrc[j][i] * lumFilter[j] ... lumSrc[j][i+7] * lumFilter[j]
133         
134         vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
135         vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
136         
137         vec_st(vo1, offset, val);
138         vec_st(vo2, offset + 16, val);
139         
140         l1 = l2;
141       }
142       for ( ; i < dstW; i++) {
143         val[i] += lumSrc[j][i] * lumFilter[j];
144       }
145     }
146     altivec_packIntArrayToCharArray(val,dest,dstW);
147   }
148   if (uDest != 0) {
149     int  __attribute__ ((aligned (16))) u[chrDstW];
150     int  __attribute__ ((aligned (16))) v[chrDstW];
151
152     for (i = 0; i < (chrDstW -7); i+=4) {
153       vec_st(vini, i << 2, u);
154       vec_st(vini, i << 2, v);
155     }
156     for (; i < chrDstW; i++) {
157       u[i] = (1 << 18);
158       v[i] = (1 << 18);
159     }
160     
161     for (j = 0; j < chrFilterSize; j++) {
162       vector signed short vChrFilter = vec_ld(j << 1, chrFilter);
163       vector unsigned char perm0 = vec_lvsl(j << 1, chrFilter);
164       vChrFilter = vec_perm(vChrFilter, vChrFilter, perm0);
165       vChrFilter = vec_splat(vChrFilter, 0); // chrFilter[j] is loaded 8 times in vChrFilter
166       
167       vector unsigned char perm = vec_lvsl(0, chrSrc[j]);
168       vector signed short l1 = vec_ld(0, chrSrc[j]);
169       vector signed short l1_V = vec_ld(2048 << 1, chrSrc[j]);
170       
171       for (i = 0; i < (chrDstW - 7); i+=8) {
172         int offset = i << 2;
173         vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, chrSrc[j]);
174         vector signed short l2_V = vec_ld(((i + 2048) << 1) + 16, chrSrc[j]);
175         
176         vector signed int v1 = vec_ld(offset, u);
177         vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, u);
178         vector signed int v1_V = vec_ld(offset, v);
179         vector signed int v2_V = vec_ld(offset + 16, v);
180         
181         vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // chrSrc[j][i] ... chrSrc[j][i+7]
182         vector signed short ls_V = vec_perm(l1_V, l2_V, perm); // chrSrc[j][i+2048] ... chrSrc[j][i+2055]
183         
184         vector signed int i1 = vec_mule(vChrFilter, ls);
185         vector signed int i2 = vec_mulo(vChrFilter, ls);
186         vector signed int i1_V = vec_mule(vChrFilter, ls_V);
187         vector signed int i2_V = vec_mulo(vChrFilter, ls_V);
188         
189         vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
190         vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // chrSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
191         vector signed int vf1_V = vec_mergeh(i1_V, i2_V);
192         vector signed int vf2_V = vec_mergel(i1_V, i2_V); // chrSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
193         
194         vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
195         vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
196         vector signed int vo1_V = vec_add(v1_V, vf1_V);
197         vector signed int vo2_V = vec_add(v2_V, vf2_V);
198         
199         vec_st(vo1, offset, u);
200         vec_st(vo2, offset + 16, u);
201         vec_st(vo1_V, offset, v);
202         vec_st(vo2_V, offset + 16, v);
203         
204         l1 = l2;
205         l1_V = l2_V;
206       }
207       for ( ; i < chrDstW; i++) {
208         u[i] += chrSrc[j][i] * chrFilter[j];
209         v[i] += chrSrc[j][i + 2048] * chrFilter[j];
210       } 
211     }
212     altivec_packIntArrayToCharArray(u,uDest,chrDstW);
213     altivec_packIntArrayToCharArray(v,vDest,chrDstW);
214   }
215 }
216
217 static inline void hScale_altivec_real(int16_t *dst, int dstW, uint8_t *src, int srcW, int xInc, int16_t *filter, int16_t *filterPos, int filterSize) {
218   register int i;
219   int __attribute__ ((aligned (16))) tempo[4];
220
221   if (filterSize % 4) {
222     for(i=0; i<dstW; i++) {
223       register int j;
224       register int srcPos = filterPos[i];
225       register int val = 0;
226       for(j=0; j<filterSize; j++) {
227         val += ((int)src[srcPos + j])*filter[filterSize*i + j];
228       }
229       dst[i] = MIN(MAX(0, val>>7), (1<<15)-1);
230     }
231   }
232   else
233   switch (filterSize) {
234   case 4:
235     {
236       for(i=0; i<dstW; i++) {
237         register int j;
238         register int srcPos = filterPos[i];
239
240         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
241         vector unsigned char src_v1;
242         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 12) {
243           src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
244         }
245         vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
246
247         vector signed short src_v = // vec_unpackh sign-extends...
248           (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
249         // now put our elements in the even slots
250         src_v = vec_mergeh(src_v, (vector signed short)vzero);
251
252         vector signed short filter_v = vec_ld(i << 3, filter);
253         // the 3 above is 2 (filterSize == 4) + 1 (sizeof(short) == 2)
254
255         // the neat trick : we only care for half the elements,
256         // high or low depending on (i<<3)%16 (it's 0 or 8 here),
257         // and we're going to use vec_mule, so we chose
258         // carefully how to "unpack" the elements into the even slots
259         if ((i << 3) % 16)
260           filter_v = vec_mergel(filter_v,(vector signed short)vzero);
261         else
262           filter_v = vec_mergeh(filter_v,(vector signed short)vzero);
263
264         vector signed int val_vEven = vec_mule(src_v, filter_v);
265         vector signed int val_s = vec_sums(val_vEven, vzero);
266         vec_st(val_s, 0, tempo);
267         dst[i] = MIN(MAX(0, tempo[3]>>7), (1<<15)-1);
268       }
269     }
270     break;
271
272   case 8:
273     {
274       for(i=0; i<dstW; i++) {
275         register int srcPos = filterPos[i];
276
277         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
278         vector unsigned char src_v1;
279         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
280           src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
281         }
282         vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
283
284         vector signed short src_v = // vec_unpackh sign-extends...
285           (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
286         vector signed short filter_v = vec_ld(i << 4, filter);
287         // the 4 above is 3 (filterSize == 8) + 1 (sizeof(short) == 2)
288
289         vector signed int val_v = vec_msums(src_v, filter_v, (vector signed int)vzero);
290         vector signed int val_s = vec_sums(val_v, vzero);
291         vec_st(val_s, 0, tempo);
292         dst[i] = MIN(MAX(0, tempo[3]>>7), (1<<15)-1);
293       }
294     }
295     break;
296
297   case 16:
298     {
299       for(i=0; i<dstW; i++) {
300         register int srcPos = filterPos[i];
301
302         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
303         vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
304         vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
305
306         vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
307           (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
308         vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
309           (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
310
311         vector signed short filter_v0 = vec_ld(i << 5, filter);
312         vector signed short filter_v1 = vec_ld((i << 5) + 16, filter);
313         // the 5 above are 4 (filterSize == 16) + 1 (sizeof(short) == 2)
314
315         vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, (vector signed int)vzero);
316         vector signed int val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
317
318         vector signed int val_s = vec_sums(val_v, vzero);
319
320         vec_st(val_s, 0, tempo);
321         dst[i] = MIN(MAX(0, tempo[3]>>7), (1<<15)-1);
322       }
323     }
324     break;
325     
326   default:
327     {
328       for(i=0; i<dstW; i++) {
329         register int j;
330         register int srcPos = filterPos[i];
331
332         vector signed int val_v = (vector signed int)vzero;
333         vector signed short filter_v0R = vec_ld(i * 2 * filterSize, filter);
334         vector unsigned char permF = vec_lvsl((i * 2 * filterSize), filter);
335
336         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
337         vector unsigned char permS = vec_lvsl(srcPos, src);
338
339         for (j = 0 ; j < filterSize - 15; j += 16) {
340           vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
341           vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
342           
343           vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
344             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
345           vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
346             (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
347           
348           vector signed short filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
349           vector signed short filter_v2R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 32, filter);
350           vector signed short filter_v0 = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
351           vector signed short filter_v1 = vec_perm(filter_v1R, filter_v2R, permF);
352           
353           vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, val_v);
354           val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
355
356           filter_v0R = filter_v2R;
357           src_v0 = src_v1;
358         }
359
360         if (j < (filterSize-7)) {
361           // loading src_v0 is useless, it's already done above
362           //vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos + j, src);
363           vector unsigned char src_v1;
364           if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
365             src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
366           }
367           vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
368           
369           vector signed short src_v = // vec_unpackh sign-extends...
370             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
371           // loading filter_v0R is useless, it's already done above
372           //vector signed short filter_v0R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + j, filter);
373           vector signed short filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
374           vector signed short filter_v = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
375           
376           val_v = vec_msums(src_v, filter_v, val_v);
377         }
378
379         vector signed int val_s = vec_sums(val_v, vzero);
380           
381         vec_st(val_s, 0, tempo);
382         dst[i] = MIN(MAX(0, tempo[3]>>7), (1<<15)-1);        
383       }
384       
385     }
386   }
387 }