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

   1 /*****************************************************************************
   2  * ppccommon.h: h264 encoder
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003 Eric Petit <eric.petit@lapsus.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
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  15  *
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  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 #ifdef HAVE_ALTIVEC_H
  22 #include <altivec.h>
  23 #endif
  24
  25 /***********************************************************************
  26  * For constant vectors, use parentheses on OS X and braces on Linux
  27  **********************************************************************/
  28 #if defined(__APPLE__) && __GNUC__ < 4
  29 #define CV(a...) (a)
  30 #else
  31 #define CV(a...) {a}
  32 #endif
  33
  34 /***********************************************************************
  35  * Vector types
  36  **********************************************************************/
  37 #define vec_u8_t  vector unsigned char
  38 #define vec_s8_t  vector signed char
  39 #define vec_u16_t vector unsigned short
  40 #define vec_s16_t vector signed short
  41 #define vec_u32_t vector unsigned int
  42 #define vec_s32_t vector signed int
  43
  44 typedef union {
  45   uint32_t s[4];
  46   vec_u32_t v;
  47 } vec_u32_u;
  48
  49 typedef union {
  50   uint16_t s[8];
  51   vec_u16_t v;
  52 } vec_u16_u;
  53
  54 typedef union {
  55   int16_t s[8];
  56   vec_s16_t v;
  57 } vec_s16_u;
  58
  59 typedef union {
  60   uint8_t s[16];
  61   vec_u8_t v;
  62 } vec_u8_u;
  63
  64 /***********************************************************************
  65  * Null vector
  66  **********************************************************************/
  67 #define LOAD_ZERO const vec_u8_t zerov = vec_splat_u8( 0 )
  68
  69 #define zero_u8v  (vec_u8_t)  zerov
  70 #define zero_s8v  (vec_s8_t)  zerov
  71 #define zero_u16v (vec_u16_t) zerov
  72 #define zero_s16v (vec_s16_t) zerov
  73 #define zero_u32v (vec_u32_t) zerov
  74 #define zero_s32v (vec_s32_t) zerov
  75
  76 /***********************************************************************
  77  * 8 <-> 16 bits conversions
  78  **********************************************************************/
  79 #define vec_u8_to_u16_h(v) (vec_u16_t) vec_mergeh( zero_u8v, (vec_u8_t) v )
  80 #define vec_u8_to_u16_l(v) (vec_u16_t) vec_mergel( zero_u8v, (vec_u8_t) v )
  81 #define vec_u8_to_s16_h(v) (vec_s16_t) vec_mergeh( zero_u8v, (vec_u8_t) v )
  82 #define vec_u8_to_s16_l(v) (vec_s16_t) vec_mergel( zero_u8v, (vec_u8_t) v )
  83
  84 #define vec_u8_to_u16(v) vec_u8_to_u16_h(v)
  85 #define vec_u8_to_s16(v) vec_u8_to_s16_h(v)
  86
  87 #define vec_u16_to_u8(v) vec_pack( v, zero_u16v )
  88 #define vec_s16_to_u8(v) vec_packsu( v, zero_s16v )
  89
  90 /***********************************************************************
  91  * PREP_LOAD: declares two vectors required to perform unaligned loads
  92  * VEC_LOAD:  loads n bytes from u8 * p into vector v of type t where o is from original src offset
  93  * VEC_LOAD:_G: loads n bytes from u8 * p into vectory v of type t - use when offset is not known
  94  * VEC_LOAD_OFFSET: as above, but with offset vector known in advance
  95  **********************************************************************/
  96 #define PREP_LOAD     \
  97     vec_u8_t _hv, _lv
  98
  99 #define PREP_LOAD_SRC( src )              \
 100     vec_u8_t _##src##_ = vec_lvsl(0, src)
 101
 102 #define VEC_LOAD_G( p, v, n, t )                 \
 103     _hv = vec_ld( 0, p );                        \
 104     v   = (t) vec_lvsl( 0, p );                  \
 105     _lv = vec_ld( n - 1, p );                    \
 106     v   = (t) vec_perm( _hv, _lv, (vec_u8_t) v )
 107
 108 #define VEC_LOAD( p, v, n, t, g )                   \
 109     _hv = vec_ld( 0, p );                           \
 110     _lv = vec_ld( n - 1, p );                       \
 111     v = (t) vec_perm( _hv, _lv, (vec_u8_t) _##g##_ )
 112
 113 #define VEC_LOAD_OFFSET( p, v, n, t, o )         \
 114     _hv = vec_ld( 0, p);                         \
 115     _lv = vec_ld( n - 1, p );                    \
 116     v   = (t) vec_perm( _hv, _lv, (vec_u8_t) o )
 117
 118 #define VEC_LOAD_PARTIAL( p, v, n, t, g)               \
 119     _hv = vec_ld( 0, p);                               \
 120     v   = (t) vec_perm( _hv, _hv, (vec_u8_t) _##g##_ )
 121
 122
 123 /***********************************************************************
 124  * PREP_STORE##n: declares required vectors to store n bytes to a
 125  *                potentially unaligned address
 126  * VEC_STORE##n:  stores n bytes from vector v to address p
 127  **********************************************************************/
 128 #define PREP_STORE16 \
 129     vec_u8_t _tmp1v  \
 130
 131 #define PREP_STORE16_DST( dst )             \
 132     vec_u8_t _##dst##l_ = vec_lvsl(0, dst); \
 133     vec_u8_t _##dst##r_ = vec_lvsr(0, dst);
 134
 135 #define VEC_STORE16( v, p, o )                           \
 136     _hv    = vec_ld( 0, p );                             \
 137     _lv    = vec_ld( 15, p );                            \
 138     _tmp1v = vec_perm( _lv, _hv, _##o##l_ );             \
 139     _lv    = vec_perm( (vec_u8_t) v, _tmp1v, _##o##r_ ); \
 140     vec_st( _lv, 15, (uint8_t *) p );                    \
 141     _hv    = vec_perm( _tmp1v, (vec_u8_t) v, _##o##r_ ); \
 142     vec_st( _hv, 0, (uint8_t *) p )
 143
 144
 145 #define PREP_STORE8 \
 146     vec_u8_t _tmp3v \
 147
 148 #define VEC_STORE8( v, p )                \
 149     _tmp3v = vec_lvsl(0, p);              \
 150     v = vec_perm(v, v, _tmp3v);           \
 151     vec_ste((vec_u32_t)v,0,(uint32_t*)p); \
 152     vec_ste((vec_u32_t)v,4,(uint32_t*)p)
 153
 154
 155 #define PREP_STORE4                                        \
 156     PREP_STORE16;                                          \
 157     vec_u8_t _tmp2v, _tmp3v;                               \
 158     const vec_u8_t sel =                                   \
 159         (vec_u8_t) CV(-1,-1,-1,-1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0)
 160
 161 #define VEC_STORE4( v, p )                      \
 162     _tmp3v = vec_lvsr( 0, p );                  \
 163     v      = vec_perm( v, v, _tmp3v );          \
 164     _lv    = vec_ld( 3, p );                    \
 165     _tmp1v = vec_perm( sel, zero_u8v, _tmp3v ); \
 166     _lv    = vec_sel( _lv, v, _tmp1v );         \
 167     vec_st( _lv, 3, p );                        \
 168     _hv    = vec_ld( 0, p );                    \
 169     _tmp2v = vec_perm( zero_u8v, sel, _tmp3v ); \
 170     _hv    = vec_sel( _hv, v, _tmp2v );         \
 171     vec_st( _hv, 0, p )
 172
 173 /***********************************************************************
 174  * VEC_TRANSPOSE_8
 175  ***********************************************************************
 176  * Transposes a 8x8 matrix of s16 vectors
 177  **********************************************************************/
 178 #define VEC_TRANSPOSE_8(a0,a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7,b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7) \
 179     b0 = vec_mergeh( a0, a4 ); \
 180     b1 = vec_mergel( a0, a4 ); \
 181     b2 = vec_mergeh( a1, a5 ); \
 182     b3 = vec_mergel( a1, a5 ); \
 183     b4 = vec_mergeh( a2, a6 ); \
 184     b5 = vec_mergel( a2, a6 ); \
 185     b6 = vec_mergeh( a3, a7 ); \
 186     b7 = vec_mergel( a3, a7 ); \
 187     a0 = vec_mergeh( b0, b4 ); \
 188     a1 = vec_mergel( b0, b4 ); \
 189     a2 = vec_mergeh( b1, b5 ); \
 190     a3 = vec_mergel( b1, b5 ); \
 191     a4 = vec_mergeh( b2, b6 ); \
 192     a5 = vec_mergel( b2, b6 ); \
 193     a6 = vec_mergeh( b3, b7 ); \
 194     a7 = vec_mergel( b3, b7 ); \
 195     b0 = vec_mergeh( a0, a4 ); \
 196     b1 = vec_mergel( a0, a4 ); \
 197     b2 = vec_mergeh( a1, a5 ); \
 198     b3 = vec_mergel( a1, a5 ); \
 199     b4 = vec_mergeh( a2, a6 ); \
 200     b5 = vec_mergel( a2, a6 ); \
 201     b6 = vec_mergeh( a3, a7 ); \
 202     b7 = vec_mergel( a3, a7 )
 203
 204 /***********************************************************************
 205  * VEC_TRANSPOSE_4
 206  ***********************************************************************
 207  * Transposes a 4x4 matrix of s16 vectors.
 208  * Actually source and destination are 8x4. The low elements of the
 209  * source are discarded and the low elements of the destination mustn't
 210  * be used.
 211  **********************************************************************/
 212 #define VEC_TRANSPOSE_4(a0,a1,a2,a3,b0,b1,b2,b3) \
 213     b0 = vec_mergeh( a0, a0 ); \
 214     b1 = vec_mergeh( a1, a0 ); \
 215     b2 = vec_mergeh( a2, a0 ); \
 216     b3 = vec_mergeh( a3, a0 ); \
 217     a0 = vec_mergeh( b0, b2 ); \
 218     a1 = vec_mergel( b0, b2 ); \
 219     a2 = vec_mergeh( b1, b3 ); \
 220     a3 = vec_mergel( b1, b3 ); \
 221     b0 = vec_mergeh( a0, a2 ); \
 222     b1 = vec_mergel( a0, a2 ); \
 223     b2 = vec_mergeh( a1, a3 ); \
 224     b3 = vec_mergel( a1, a3 )
 225
 226 /***********************************************************************
 227  * VEC_DIFF_H
 228  ***********************************************************************
 229  * p1, p2:    u8 *
 230  * i1, i2, n: int
 231  * d:         s16v
 232  *
 233  * Loads n bytes from p1 and p2, do the diff of the high elements into
 234  * d, increments p1 and p2 by i1 and i2 into known offset g
 235  **********************************************************************/
 236 #define PREP_DIFF           \
 237     LOAD_ZERO;              \
 238     PREP_LOAD;              \
 239     vec_s16_t pix1v, pix2v;
 240
 241
 242 #define VEC_DIFF_H(p1,i1,p2,i2,n,d,g)               \
 243     VEC_LOAD_PARTIAL( p1, pix1v, n, vec_s16_t, p1); \
 244     pix1v = vec_u8_to_s16( pix1v );                 \
 245     VEC_LOAD( p2, pix2v, n, vec_s16_t, g);          \
 246     pix2v = vec_u8_to_s16( pix2v );                 \
 247     d     = vec_sub( pix1v, pix2v );                \
 248     p1   += i1;                                     \
 249     p2   += i2
 250
 251 /***********************************************************************
 252  * VEC_DIFF_HL
 253  ***********************************************************************
 254  * p1, p2: u8 *
 255  * i1, i2: int
 256  * dh, dl: s16v
 257  *
 258  * Loads 16 bytes from p1 and p2, do the diff of the high elements into
 259  * dh, the diff of the low elements into dl, increments p1 and p2 by i1
 260  * and i2
 261  **********************************************************************/
 262 #define VEC_DIFF_HL(p1,i1,p2,i2,dh,dl)       \
 263     pix1v = (vec_s16_t)vec_ld(0, p1);        \
 264     temp0v = vec_u8_to_s16_h( pix1v );       \
 265     temp1v = vec_u8_to_s16_l( pix1v );       \
 266     VEC_LOAD( p2, pix2v, 16, vec_s16_t, p2); \
 267     temp2v = vec_u8_to_s16_h( pix2v );       \
 268     temp3v = vec_u8_to_s16_l( pix2v );       \
 269     dh     = vec_sub( temp0v, temp2v );      \
 270     dl     = vec_sub( temp1v, temp3v );      \
 271     p1    += i1;                             \
 272     p2    += i2
 273
 274 /***********************************************************************
 275 * VEC_DIFF_H_8BYTE_ALIGNED
 276 ***********************************************************************
 277 * p1, p2:    u8 *
 278 * i1, i2, n: int
 279 * d:         s16v
 280 *
 281 * Loads n bytes from p1 and p2, do the diff of the high elements into
 282 * d, increments p1 and p2 by i1 and i2
 283 * Slightly faster when we know we are loading/diffing 8bytes which
 284 * are 8 byte aligned. Reduces need for two loads and two vec_lvsl()'s
 285 **********************************************************************/
 286 #define PREP_DIFF_8BYTEALIGNED \
 287 LOAD_ZERO;                     \
 288 vec_s16_t pix1v, pix2v;        \
 289 vec_u8_t pix1v8, pix2v8;       \
 290 vec_u8_t permPix1, permPix2;   \
 291 permPix1 = vec_lvsl(0, pix1);  \
 292 permPix2 = vec_lvsl(0, pix2);  \
 293
 294 #define VEC_DIFF_H_8BYTE_ALIGNED(p1,i1,p2,i2,n,d)     \
 295 pix1v8 = vec_perm(vec_ld(0,p1), zero_u8v, permPix1);  \
 296 pix2v8 = vec_perm(vec_ld(0, p2), zero_u8v, permPix2); \
 297 pix1v = vec_u8_to_s16( pix1v8 );                      \
 298 pix2v = vec_u8_to_s16( pix2v8 );                      \
 299 d = vec_sub( pix1v, pix2v);                           \
 300 p1 += i1;                                             \
 301 p2 += i2;