git.sesse.net Git - x264/blob - common/ppc/ppccommon.h

   1 /*****************************************************************************
   2  * ppccommon.h: h264 encoder
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003 Eric Petit <titer@m0k.org>
   5  *
   6  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
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  10  *
  11  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14  * GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  * along with this program; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  19  *****************************************************************************/
  20
  21 /***********************************************************************
  22  * For constant vectors, use parentheses on OS X and braces on Linux
  23  **********************************************************************/
  24 #ifdef SYS_MACOSX
  25 #define CV(a...) (a)
  26 #else
  27 #define CV(a...) {a}
  28 #endif
  29
  30 /***********************************************************************
  31  * Vector types
  32  **********************************************************************/
  33 #define vec_u8_t  vector unsigned char
  34 #define vec_s8_t  vector signed char
  35 #define vec_u16_t vector unsigned short
  36 #define vec_s16_t vector signed short
  37 #define vec_u32_t vector unsigned int
  38 #define vec_s32_t vector signed int
  39
  40 typedef union {
  41   unsigned int s[4];
  42   vector unsigned int v;
  43 } vect_int_u;
  44
  45 typedef union {
  46   unsigned short s[8];
  47   vector unsigned short v;
  48 } vect_ushort_u;
  49
  50 typedef union {
  51   signed short s[8];
  52   vector signed short v;
  53 } vect_sshort_u;
  54
  55 /***********************************************************************
  56  * Null vector
  57  **********************************************************************/
  58 #define LOAD_ZERO const vec_u8_t zerov = vec_splat_u8( 0 )
  59
  60 #define zero_u8v  (vec_u8_t)  zerov
  61 #define zero_s8v  (vec_s8_t)  zerov
  62 #define zero_u16v (vec_u16_t) zerov
  63 #define zero_s16v (vec_s16_t) zerov
  64 #define zero_u32v (vec_u32_t) zerov
  65 #define zero_s32v (vec_s32_t) zerov
  66
  67 /***********************************************************************
  68  * 8 <-> 16 bits conversions
  69  **********************************************************************/
  70 #define vec_u8_to_u16_h(v) (vec_u16_t) vec_mergeh( zero_u8v, (vec_u8_t) v )
  71 #define vec_u8_to_u16_l(v) (vec_u16_t) vec_mergel( zero_u8v, (vec_u8_t) v )
  72 #define vec_u8_to_s16_h(v) (vec_s16_t) vec_mergeh( zero_u8v, (vec_u8_t) v )
  73 #define vec_u8_to_s16_l(v) (vec_s16_t) vec_mergel( zero_u8v, (vec_u8_t) v )
  74
  75 #define vec_u8_to_u16(v) vec_u8_to_u16_h(v)
  76 #define vec_u8_to_s16(v) vec_u8_to_s16_h(v)
  77
  78 #define vec_u16_to_u8(v) vec_pack( v, zero_u16v )
  79 #define vec_s16_to_u8(v) vec_packsu( v, zero_s16v )
  80
  81 /***********************************************************************
  82  * PREP_LOAD: declares two vectors required to perform unaligned loads
  83  * VEC_LOAD:  loads n bytes from u8 * p into vector v of type t
  84  **********************************************************************/
  85 #define PREP_LOAD \
  86     vec_u8_t _hv, _lv
  87
  88 #define VEC_LOAD( p, v, n, t )                  \
  89     _hv = vec_ld( 0, p );                       \
  90     v   = (t) vec_lvsl( 0, p );                 \
  91     _lv = vec_ld( n - 1, p );                   \
  92     v   = (t) vec_perm( _hv, _lv, (vec_u8_t) v )
  93
  94 /***********************************************************************
  95  * PREP_STORE##n: declares required vectors to store n bytes to a
  96  *                potentially unaligned address
  97  * VEC_STORE##n:  stores n bytes from vector v to address p
  98  **********************************************************************/
  99 #define PREP_STORE16 \
 100     vec_u8_t _tmp1v, _tmp2v \
 101
 102 #define VEC_STORE16( v, p ) \
 103     _hv    = vec_ld( 0, p ); \
 104     _tmp2v = vec_lvsl( 0, p ); \
 105     _lv    = vec_ld( 15, p ); \
 106     _tmp1v = vec_perm( _lv, _hv, _tmp2v ); \
 107     _tmp2v = vec_lvsr( 0, p ); \
 108     _lv    = vec_perm( (vec_u8_t) v, _tmp1v, _tmp2v ); \
 109     vec_st( _lv, 15, (uint8_t *) p ); \
 110     _hv    = vec_perm( _tmp1v, (vec_u8_t) v, _tmp2v ); \
 111     vec_st( _hv, 0, (uint8_t *) p )
 112
 113 #define PREP_STORE8 \
 114     PREP_STORE16; \
 115     vec_u8_t _tmp3v, _tmp4v; \
 116     const vec_u8_t sel_h = \
 117         (vec_u8_t) CV(-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,0,0,0,0,0,0,0,0)
 118
 119 #define PREP_STORE8_HL \
 120     PREP_STORE8; \
 121     const vec_u8_t sel_l = \
 122         (vec_u8_t) CV(0,0,0,0,0,0,0,0,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1,-1)
 123
 124 #define VEC_STORE8 VEC_STORE8_H
 125
 126 #define VEC_STORE8_H( v, p ) \
 127     _tmp3v = vec_lvsr( 0, (uint8_t *) p ); \
 128     _tmp4v = vec_perm( (vec_u8_t) v, (vec_u8_t) v, _tmp3v ); \
 129     _lv    = vec_ld( 7, (uint8_t *) p ); \
 130     _tmp1v = vec_perm( sel_h, zero_u8v, _tmp3v ); \
 131     _lv    = vec_sel( _lv, _tmp4v, _tmp1v ); \
 132     vec_st( _lv, 7, (uint8_t *) p ); \
 133     _hv    = vec_ld( 0, (uint8_t *) p ); \
 134     _tmp2v = vec_perm( zero_u8v, sel_h, _tmp3v ); \
 135     _hv    = vec_sel( _hv, _tmp4v, _tmp2v ); \
 136     vec_st( _hv, 0, (uint8_t *) p )
 137
 138 #define VEC_STORE8_L( v, p ) \
 139     _tmp3v = vec_lvsr( 8, (uint8_t *) p ); \
 140     _tmp4v = vec_perm( (vec_u8_t) v, (vec_u8_t) v, _tmp3v ); \
 141     _lv    = vec_ld( 7, (uint8_t *) p ); \
 142     _tmp1v = vec_perm( sel_l, zero_u8v, _tmp3v ); \
 143     _lv    = vec_sel( _lv, _tmp4v, _tmp1v ); \
 144     vec_st( _lv, 7, (uint8_t *) p ); \
 145     _hv    = vec_ld( 0, (uint8_t *) p ); \
 146     _tmp2v = vec_perm( zero_u8v, sel_l, _tmp3v ); \
 147     _hv    = vec_sel( _hv, _tmp4v, _tmp2v ); \
 148     vec_st( _hv, 0, (uint8_t *) p )
 149
 150 #define PREP_STORE4 \
 151     PREP_STORE16; \
 152     vec_u8_t _tmp3v; \
 153     const vec_u8_t sel = \
 154         (vec_u8_t) CV(-1,-1,-1,-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)
 155
 156 #define VEC_STORE4( v, p ) \
 157     _tmp3v = vec_lvsr( 0, p ); \
 158     v      = vec_perm( v, v, _tmp3v ); \
 159     _lv    = vec_ld( 3, p ); \
 160     _tmp1v = vec_perm( sel, zero_u8v, _tmp3v ); \
 161     _lv    = vec_sel( _lv, v, _tmp1v ); \
 162     vec_st( _lv, 3, p ); \
 163     _hv    = vec_ld( 0, p ); \
 164     _tmp2v = vec_perm( zero_u8v, sel, _tmp3v ); \
 165     _hv    = vec_sel( _hv, v, _tmp2v ); \
 166     vec_st( _hv, 0, p )
 167
 168 /***********************************************************************
 169  * VEC_TRANSPOSE_8
 170  ***********************************************************************
 171  * Transposes a 8x8 matrix of s16 vectors
 172  **********************************************************************/
 173 #define VEC_TRANSPOSE_8(a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7) \
 174     b0 = vec_mergeh( a0, a4 ); \
 175     b1 = vec_mergel( a0, a4 ); \
 176     b2 = vec_mergeh( a1, a5 ); \
 177     b3 = vec_mergel( a1, a5 ); \
 178     b4 = vec_mergeh( a2, a6 ); \
 179     b5 = vec_mergel( a2, a6 ); \
 180     b6 = vec_mergeh( a3, a7 ); \
 181     b7 = vec_mergel( a3, a7 ); \
 182     a0 = vec_mergeh( b0, b4 ); \
 183     a1 = vec_mergel( b0, b4 ); \
 184     a2 = vec_mergeh( b1, b5 ); \
 185     a3 = vec_mergel( b1, b5 ); \
 186     a4 = vec_mergeh( b2, b6 ); \
 187     a5 = vec_mergel( b2, b6 ); \
 188     a6 = vec_mergeh( b3, b7 ); \
 189     a7 = vec_mergel( b3, b7 ); \
 190     b0 = vec_mergeh( a0, a4 ); \
 191     b1 = vec_mergel( a0, a4 ); \
 192     b2 = vec_mergeh( a1, a5 ); \
 193     b3 = vec_mergel( a1, a5 ); \
 194     b4 = vec_mergeh( a2, a6 ); \
 195     b5 = vec_mergel( a2, a6 ); \
 196     b6 = vec_mergeh( a3, a7 ); \
 197     b7 = vec_mergel( a3, a7 )
 198
 199 /***********************************************************************
 200  * VEC_TRANSPOSE_4
 201  ***********************************************************************
 202  * Transposes a 4x4 matrix of s16 vectors.
 203  * Actually source and destination are 8x4. The low elements of the
 204  * source are discarded and the low elements of the destination mustn't
 205  * be used.
 206  **********************************************************************/
 207 #define VEC_TRANSPOSE_4(a0,a1,a2,a3,b0,b1,b2,b3) \
 208     b0 = vec_mergeh( a0, a0 ); \
 209     b1 = vec_mergeh( a1, a0 ); \
 210     b2 = vec_mergeh( a2, a0 ); \
 211     b3 = vec_mergeh( a3, a0 ); \
 212     a0 = vec_mergeh( b0, b2 ); \
 213     a1 = vec_mergel( b0, b2 ); \
 214     a2 = vec_mergeh( b1, b3 ); \
 215     a3 = vec_mergel( b1, b3 ); \
 216     b0 = vec_mergeh( a0, a2 ); \
 217     b1 = vec_mergel( a0, a2 ); \
 218     b2 = vec_mergeh( a1, a3 ); \
 219     b3 = vec_mergel( a1, a3 )
 220
 221 /***********************************************************************
 222  * VEC_DIFF_H
 223  ***********************************************************************
 224  * p1, p2:    u8 *
 225  * i1, i2, n: int
 226  * d:         s16v
 227  *
 228  * Loads n bytes from p1 and p2, do the diff of the high elements into
 229  * d, increments p1 and p2 by i1 and i2
 230  **********************************************************************/
 231 #define PREP_DIFF           \
 232     LOAD_ZERO;              \
 233     PREP_LOAD;              \
 234     vec_s16_t pix1v, pix2v;
 235
 236 #define VEC_DIFF_H(p1,i1,p2,i2,n,d)      \
 237     VEC_LOAD( p1, pix1v, n, vec_s16_t ); \
 238     pix1v = vec_u8_to_s16( pix1v );      \
 239     VEC_LOAD( p2, pix2v, n, vec_s16_t ); \
 240     pix2v = vec_u8_to_s16( pix2v );      \
 241     d     = vec_sub( pix1v, pix2v );     \
 242     p1   += i1;                          \
 243     p2   += i2
 244
 245 /***********************************************************************
 246  * VEC_DIFF_HL
 247  ***********************************************************************
 248  * p1, p2: u8 *
 249  * i1, i2: int
 250  * dh, dl: s16v
 251  *
 252  * Loads 16 bytes from p1 and p2, do the diff of the high elements into
 253  * dh, the diff of the low elements into dl, increments p1 and p2 by i1
 254  * and i2
 255  **********************************************************************/
 256 #define VEC_DIFF_HL(p1,i1,p2,i2,dh,dl)    \
 257     VEC_LOAD( p1, pix1v, 16, vec_s16_t ); \
 258     temp0v = vec_u8_to_s16_h( pix1v );    \
 259     temp1v = vec_u8_to_s16_l( pix1v );    \
 260     VEC_LOAD( p2, pix2v, 16, vec_s16_t ); \
 261     temp2v = vec_u8_to_s16_h( pix2v );    \
 262     temp3v = vec_u8_to_s16_l( pix2v );    \
 263     dh     = vec_sub( temp0v, temp2v );   \
 264     dl     = vec_sub( temp1v, temp3v );   \
 265     p1    += i1;                          \
 266     p2    += i2
 267
 268 /***********************************************************************
 269 * VEC_DIFF_H_8BYTE_ALIGNED
 270 ***********************************************************************
 271 * p1, p2:    u8 *
 272 * i1, i2, n: int
 273 * d:         s16v
 274 *
 275 * Loads n bytes from p1 and p2, do the diff of the high elements into
 276 * d, increments p1 and p2 by i1 and i2
 277 * Slightly faster when we know we are loading/diffing 8bytes which
 278 * are 8 byte aligned. Reduces need for two loads and two vec_lvsl()'s
 279 **********************************************************************/
 280 #define PREP_DIFF_8BYTEALIGNED \
 281 LOAD_ZERO;                     \
 282 vec_s16_t pix1v, pix2v;        \
 283 vec_u8_t pix1v8, pix2v8;       \
 284 vec_u8_t permPix1, permPix2;   \
 285 permPix1 = vec_lvsl(0, pix1);  \
 286 permPix2 = vec_lvsl(0, pix2);  \
 287
 288 #define VEC_DIFF_H_8BYTE_ALIGNED(p1,i1,p2,i2,n,d)     \
 289 pix1v8 = vec_perm(vec_ld(0,p1), zero_u8v, permPix1);  \
 290 pix2v8 = vec_perm(vec_ld(0, p2), zero_u8v, permPix2); \
 291 pix1v = vec_u8_to_s16( pix1v8 );                      \
 292 pix2v = vec_u8_to_s16( pix2v8 );                      \
 293 d = vec_sub( pix1v, pix2v);                           \
 294 p1 += i1;                                             \
 295 p2 += i2;