git.sesse.net Git - x264/blob - common/x86/mc-c.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * mc-c.c: h264 encoder library (Motion Compensation)
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 2003-2008 x264 project
   5  *
   6  * Authors: Laurent Aimar <fenrir@via.ecp.fr>
   7  *          Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   8  *          Fiona Glaser <fiona@x264.com>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02111, USA.
  23  *****************************************************************************/
  24
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <stdio.h>
  27 #include <string.h>
  28
  29 #include "common/common.h"
  30 #include "mc.h"
  31
  32 #define DECL_SUF( func, args )\
  33     void func##_mmxext args;\
  34     void func##_sse2 args;\
  35     void func##_ssse3 args;
  36
  37 DECL_SUF( x264_pixel_avg_16x16, ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
  38 DECL_SUF( x264_pixel_avg_16x8,  ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
  39 DECL_SUF( x264_pixel_avg_8x16,  ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
  40 DECL_SUF( x264_pixel_avg_8x8,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
  41 DECL_SUF( x264_pixel_avg_8x4,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
  42 DECL_SUF( x264_pixel_avg_4x8,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
  43 DECL_SUF( x264_pixel_avg_4x4,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
  44 DECL_SUF( x264_pixel_avg_4x2,   ( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ))
  45 extern void x264_mc_copy_w4_mmx( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
  46 extern void x264_mc_copy_w8_mmx( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
  47 extern void x264_mc_copy_w16_mmx( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
  48 extern void x264_mc_copy_w16_sse2( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
  49 extern void x264_mc_copy_w16_sse3( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
  50 extern void x264_mc_copy_w16_aligned_sse2( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
  51 extern void x264_prefetch_fenc_mmxext( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int );
  52 extern void x264_prefetch_ref_mmxext( uint8_t *, int, int );
  53 extern void x264_mc_chroma_mmxext( uint8_t *src, int i_src_stride,
  54                                    uint8_t *dst, int i_dst_stride,
  55                                    int dx, int dy, int i_width, int i_height );
  56 extern void x264_mc_chroma_sse2( uint8_t *src, int i_src_stride,
  57                                  uint8_t *dst, int i_dst_stride,
  58                                  int dx, int dy, int i_width, int i_height );
  59 extern void x264_mc_chroma_ssse3( uint8_t *src, int i_src_stride,
  60                                   uint8_t *dst, int i_dst_stride,
  61                                   int dx, int dy, int i_width, int i_height );
  62 extern void x264_plane_copy_mmxext( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int w, int h);
  63 extern void *x264_memcpy_aligned_mmx( void * dst, const void * src, size_t n );
  64 extern void *x264_memcpy_aligned_sse2( void * dst, const void * src, size_t n );
  65 extern void x264_memzero_aligned_mmx( void * dst, int n );
  66 extern void x264_memzero_aligned_sse2( void * dst, int n );
  67 #define LOWRES(cpu) \
  68 extern void x264_frame_init_lowres_core_##cpu( uint8_t *src0, uint8_t *dst0, uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc,\
  69                                                int src_stride, int dst_stride, int width, int height );
  70 LOWRES(mmxext)
  71 LOWRES(cache32_mmxext)
  72 LOWRES(sse2)
  73 LOWRES(ssse3)
  74
  75 #define PIXEL_AVG_W(width,cpu)\
  76 extern void x264_pixel_avg2_w##width##_##cpu( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int );
  77 /* This declares some functions that don't exist, but that isn't a problem. */
  78 #define PIXEL_AVG_WALL(cpu)\
  79 PIXEL_AVG_W(4,cpu); PIXEL_AVG_W(8,cpu); PIXEL_AVG_W(12,cpu); PIXEL_AVG_W(16,cpu); PIXEL_AVG_W(20,cpu);
  80
  81 PIXEL_AVG_WALL(mmxext)
  82 PIXEL_AVG_WALL(cache32_mmxext)
  83 PIXEL_AVG_WALL(cache64_mmxext)
  84 PIXEL_AVG_WALL(cache64_sse2)
  85 PIXEL_AVG_WALL(sse2)
  86
  87 #define PIXEL_AVG_WTAB(instr, name1, name2, name3, name4, name5)\
  88 static void (* const x264_pixel_avg_wtab_##instr[6])( uint8_t *, int, uint8_t *, int, uint8_t *, int ) =\
  89 {\
  90     NULL,\
  91     x264_pixel_avg2_w4_##name1,\
  92     x264_pixel_avg2_w8_##name2,\
  93     x264_pixel_avg2_w12_##name3,\
  94     x264_pixel_avg2_w16_##name4,\
  95     x264_pixel_avg2_w20_##name5,\
  96 };
  97
  98 /* w16 sse2 is faster than w12 mmx as long as the cacheline issue is resolved */
  99 #define x264_pixel_avg2_w12_cache64_sse2 x264_pixel_avg2_w16_cache64_sse2
 100 #define x264_pixel_avg2_w12_sse3         x264_pixel_avg2_w16_sse3
 101
 102 PIXEL_AVG_WTAB(mmxext, mmxext, mmxext, mmxext, mmxext, mmxext)
 103 #ifdef ARCH_X86
 104 PIXEL_AVG_WTAB(cache32_mmxext, mmxext, cache32_mmxext, cache32_mmxext, cache32_mmxext, cache32_mmxext)
 105 PIXEL_AVG_WTAB(cache64_mmxext, mmxext, cache64_mmxext, cache64_mmxext, cache64_mmxext, cache64_mmxext)
 106 #endif
 107 PIXEL_AVG_WTAB(sse2, mmxext, mmxext, mmxext, sse2, sse2)
 108 PIXEL_AVG_WTAB(cache64_sse2, mmxext, cache64_mmxext, cache64_sse2, cache64_sse2, cache64_sse2)
 109
 110 #define MC_COPY_WTAB(instr, name1, name2, name3)\
 111 static void (* const x264_mc_copy_wtab_##instr[5])( uint8_t *, int, uint8_t *, int, int ) =\
 112 {\
 113     NULL,\
 114     x264_mc_copy_w4_##name1,\
 115     x264_mc_copy_w8_##name2,\
 116     NULL,\
 117     x264_mc_copy_w16_##name3,\
 118 };
 119
 120 MC_COPY_WTAB(mmx,mmx,mmx,mmx)
 121 MC_COPY_WTAB(sse2,mmx,mmx,sse2)
 122
 123 static const int hpel_ref0[16] = {0,1,1,1,0,1,1,1,2,3,3,3,0,1,1,1};
 124 static const int hpel_ref1[16] = {0,0,0,0,2,2,3,2,2,2,3,2,2,2,3,2};
 125
 126 #define MC_LUMA(name,instr1,instr2)\
 127 static void mc_luma_##name( uint8_t *dst,    int i_dst_stride,\
 128                   uint8_t *src[4], int i_src_stride,\
 129                   int mvx, int mvy,\
 130                   int i_width, int i_height )\
 131 {\
 132     int qpel_idx = ((mvy&3)<<2) + (mvx&3);\
 133     int offset = (mvy>>2)*i_src_stride + (mvx>>2);\
 134     uint8_t *src1 = src[hpel_ref0[qpel_idx]] + offset + ((mvy&3) == 3) * i_src_stride;\
 135     if( qpel_idx & 5 ) /* qpel interpolation needed */\
 136     {\
 137         uint8_t *src2 = src[hpel_ref1[qpel_idx]] + offset + ((mvx&3) == 3);\
 138         x264_pixel_avg_wtab_##instr1[i_width>>2](\
 139                 dst, i_dst_stride, src1, i_src_stride,\
 140                 src2, i_height );\
 141     }\
 142     else\
 143     {\
 144         x264_mc_copy_wtab_##instr2[i_width>>2](\
 145                 dst, i_dst_stride, src1, i_src_stride, i_height );\
 146     }\
 147 }
 148
 149 MC_LUMA(mmxext,mmxext,mmx)
 150 #ifdef ARCH_X86
 151 MC_LUMA(cache32_mmxext,cache32_mmxext,mmx)
 152 MC_LUMA(cache64_mmxext,cache64_mmxext,mmx)
 153 #endif
 154 MC_LUMA(sse2,sse2,sse2)
 155 MC_LUMA(cache64_sse2,cache64_sse2,sse2)
 156
 157 #define GET_REF(name)\
 158 static uint8_t *get_ref_##name( uint8_t *dst,   int *i_dst_stride,\
 159                          uint8_t *src[4], int i_src_stride,\
 160                          int mvx, int mvy,\
 161                          int i_width, int i_height )\
 162 {\
 163     int qpel_idx = ((mvy&3)<<2) + (mvx&3);\
 164     int offset = (mvy>>2)*i_src_stride + (mvx>>2);\
 165     uint8_t *src1 = src[hpel_ref0[qpel_idx]] + offset + ((mvy&3) == 3) * i_src_stride;\
 166     if( qpel_idx & 5 ) /* qpel interpolation needed */\
 167     {\
 168         uint8_t *src2 = src[hpel_ref1[qpel_idx]] + offset + ((mvx&3) == 3);\
 169         x264_pixel_avg_wtab_##name[i_width>>2](\
 170                 dst, *i_dst_stride, src1, i_src_stride,\
 171                 src2, i_height );\
 172         return dst;\
 173     }\
 174     else\
 175     {\
 176         *i_dst_stride = i_src_stride;\
 177         return src1;\
 178     }\
 179 }
 180
 181 GET_REF(mmxext)
 182 #ifdef ARCH_X86
 183 GET_REF(cache32_mmxext)
 184 GET_REF(cache64_mmxext)
 185 #endif
 186 GET_REF(sse2)
 187 GET_REF(cache64_sse2)
 188
 189 #define HPEL(align, cpu, cpuv, cpuc, cpuh)\
 190 void x264_hpel_filter_v_##cpuv( uint8_t *dst, uint8_t *src, int16_t *buf, int stride, int width);\
 191 void x264_hpel_filter_c_##cpuc( uint8_t *dst, int16_t *buf, int width );\
 192 void x264_hpel_filter_h_##cpuh( uint8_t *dst, uint8_t *src, int width );\
 193 void x264_sfence( void );\
 194 static void x264_hpel_filter_##cpu( uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc, uint8_t *src,\
 195                              int stride, int width, int height )\
 196 {\
 197     int16_t *buf;\
 198     int realign = (long)src & (align-1);\
 199     src -= realign;\
 200     dstv -= realign;\
 201     dstc -= realign;\
 202     dsth -= realign;\
 203     width += realign;\
 204     buf = x264_malloc((width+16)*sizeof(int16_t));\
 205     while( height-- )\
 206     {\
 207         x264_hpel_filter_v_##cpuv( dstv, src, buf+8, stride, width );\
 208         x264_hpel_filter_c_##cpuc( dstc, buf+8, width );\
 209         x264_hpel_filter_h_##cpuh( dsth, src, width );\
 210         dsth += stride;\
 211         dstv += stride;\
 212         dstc += stride;\
 213         src  += stride;\
 214     }\
 215     x264_sfence();\
 216     x264_free(buf);\
 217 }
 218
 219 HPEL(8, mmxext, mmxext, mmxext, mmxext)
 220 HPEL(16, sse2_amd, mmxext, mmxext, sse2)
 221 #ifdef ARCH_X86_64
 222 void x264_hpel_filter_sse2( uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc, uint8_t *src, int stride, int width, int height );
 223 void x264_hpel_filter_ssse3( uint8_t *dsth, uint8_t *dstv, uint8_t *dstc, uint8_t *src, int stride, int width, int height );
 224 #else
 225 HPEL(16, sse2, sse2, sse2, sse2)
 226 HPEL(16, ssse3, sse2, ssse3, ssse3)
 227 #endif
 228
 229 void x264_mc_init_mmx( int cpu, x264_mc_functions_t *pf )
 230 {
 231     if( !(cpu&X264_CPU_MMX) )
 232         return;
 233
 234     pf->copy_16x16_unaligned = x264_mc_copy_w16_mmx;
 235     pf->copy[PIXEL_16x16] = x264_mc_copy_w16_mmx;
 236     pf->copy[PIXEL_8x8]   = x264_mc_copy_w8_mmx;
 237     pf->copy[PIXEL_4x4]   = x264_mc_copy_w4_mmx;
 238     pf->memcpy_aligned = x264_memcpy_aligned_mmx;
 239     pf->memzero_aligned = x264_memzero_aligned_mmx;
 240
 241     if( !(cpu&X264_CPU_MMXEXT) )
 242         return;
 243
 244     pf->mc_luma = mc_luma_mmxext;
 245     pf->get_ref = get_ref_mmxext;
 246     pf->mc_chroma = x264_mc_chroma_mmxext;
 247
 248     pf->avg[PIXEL_16x16] = x264_pixel_avg_16x16_mmxext;
 249     pf->avg[PIXEL_16x8]  = x264_pixel_avg_16x8_mmxext;
 250     pf->avg[PIXEL_8x16]  = x264_pixel_avg_8x16_mmxext;
 251     pf->avg[PIXEL_8x8]   = x264_pixel_avg_8x8_mmxext;
 252     pf->avg[PIXEL_8x4]   = x264_pixel_avg_8x4_mmxext;
 253     pf->avg[PIXEL_4x8]   = x264_pixel_avg_4x8_mmxext;
 254     pf->avg[PIXEL_4x4]   = x264_pixel_avg_4x4_mmxext;
 255     pf->avg[PIXEL_4x2]   = x264_pixel_avg_4x2_mmxext;
 256
 257     pf->plane_copy = x264_plane_copy_mmxext;
 258     pf->hpel_filter = x264_hpel_filter_mmxext;
 259     pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_mmxext;
 260
 261     pf->prefetch_fenc = x264_prefetch_fenc_mmxext;
 262     pf->prefetch_ref  = x264_prefetch_ref_mmxext;
 263
 264 #ifdef ARCH_X86 // all x86_64 cpus with cacheline split issues use sse2 instead
 265     if( cpu&X264_CPU_CACHELINE_32 )
 266     {
 267         pf->mc_luma = mc_luma_cache32_mmxext;
 268         pf->get_ref = get_ref_cache32_mmxext;
 269         pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_cache32_mmxext;
 270     }
 271     else if( cpu&X264_CPU_CACHELINE_64 )
 272     {
 273         pf->mc_luma = mc_luma_cache64_mmxext;
 274         pf->get_ref = get_ref_cache64_mmxext;
 275         pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_cache32_mmxext;
 276     }
 277 #endif
 278
 279     if( !(cpu&X264_CPU_SSE2) )
 280         return;
 281
 282     pf->memcpy_aligned = x264_memcpy_aligned_sse2;
 283     pf->memzero_aligned = x264_memzero_aligned_sse2;
 284     pf->hpel_filter = x264_hpel_filter_sse2_amd;
 285
 286     if( cpu&X264_CPU_SSE2_IS_SLOW )
 287         return;
 288
 289     pf->copy[PIXEL_16x16] = x264_mc_copy_w16_aligned_sse2;
 290     pf->avg[PIXEL_16x16] = x264_pixel_avg_16x16_sse2;
 291     pf->avg[PIXEL_16x8]  = x264_pixel_avg_16x8_sse2;
 292     pf->avg[PIXEL_8x16] = x264_pixel_avg_8x16_sse2;
 293     pf->avg[PIXEL_8x8]  = x264_pixel_avg_8x8_sse2;
 294     pf->avg[PIXEL_8x4]  = x264_pixel_avg_8x4_sse2;
 295     pf->hpel_filter = x264_hpel_filter_sse2;
 296     pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_sse2;
 297     pf->mc_chroma = x264_mc_chroma_sse2;
 298
 299     if( cpu&X264_CPU_SSE2_IS_FAST )
 300     {
 301         pf->mc_luma = mc_luma_sse2;
 302         pf->get_ref = get_ref_sse2;
 303         if( cpu&X264_CPU_CACHELINE_64 )
 304         {
 305             pf->mc_luma = mc_luma_cache64_sse2;
 306             pf->get_ref = get_ref_cache64_sse2;
 307         }
 308     }
 309
 310     if( !(cpu&X264_CPU_SSSE3) )
 311         return;
 312
 313     pf->avg[PIXEL_16x16] = x264_pixel_avg_16x16_ssse3;
 314     pf->avg[PIXEL_16x8]  = x264_pixel_avg_16x8_ssse3;
 315     pf->avg[PIXEL_8x16]  = x264_pixel_avg_8x16_ssse3;
 316     pf->avg[PIXEL_8x8]   = x264_pixel_avg_8x8_ssse3;
 317     pf->avg[PIXEL_8x4]   = x264_pixel_avg_8x4_ssse3;
 318     pf->avg[PIXEL_4x8]   = x264_pixel_avg_4x8_ssse3;
 319     pf->avg[PIXEL_4x4]   = x264_pixel_avg_4x4_ssse3;
 320     pf->avg[PIXEL_4x2]   = x264_pixel_avg_4x2_ssse3;
 321
 322     pf->hpel_filter = x264_hpel_filter_ssse3;
 323     pf->frame_init_lowres_core = x264_frame_init_lowres_core_ssse3;
 324     pf->mc_chroma = x264_mc_chroma_ssse3;
 325 }