git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/i386/fft_sse.c

   1 /*
   2  * FFT/MDCT transform with SSE optimizations
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   4  *
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  20  */
  21 #include "dsputil.h"
  22 #include "x86_cpu.h"
  23
  24 static const int p1p1p1m1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  25     { 0, 0, 0, 1 << 31 };
  26
  27 static const int p1p1m1p1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  28     { 0, 0, 1 << 31, 0 };
  29
  30 static const int p1p1m1m1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  31     { 0, 0, 1 << 31, 1 << 31 };
  32
  33 static const int p1m1p1m1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  34     { 0, 1 << 31, 0, 1 << 31 };
  35
  36 static const int m1m1m1m1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  37     { 1 << 31, 1 << 31, 1 << 31, 1 << 31 };
  38
  39 #if 0
  40 static void print_v4sf(const char *str, __m128 a)
  41 {
  42     float *p = (float *)&a;
  43     printf("%s: %f %f %f %f\n",
  44            str, p[0], p[1], p[2], p[3]);
  45 }
  46 #endif
  47
  48 /* XXX: handle reverse case */
  49 void ff_fft_calc_sse(FFTContext *s, FFTComplex *z)
  50 {
  51     int ln = s->nbits;
  52     x86_reg i;
  53     long j;
  54     long nblocks, nloops;
  55     FFTComplex *p, *cptr;
  56
  57     asm volatile(
  58         "movaps %0, %%xmm4 \n\t"
  59         "movaps %1, %%xmm5 \n\t"
  60         ::"m"(*p1p1m1m1),
  61           "m"(*(s->inverse ? p1p1m1p1 : p1p1p1m1))
  62     );
  63
  64     i = 8 << ln;
  65     asm volatile(
  66         "1: \n\t"
  67         "sub $32, %0 \n\t"
  68         /* do the pass 0 butterfly */
  69         "movaps   (%0,%1), %%xmm0 \n\t"
  70         "movaps    %%xmm0, %%xmm1 \n\t"
  71         "shufps     $0x4E, %%xmm0, %%xmm0 \n\t"
  72         "xorps     %%xmm4, %%xmm1 \n\t"
  73         "addps     %%xmm1, %%xmm0 \n\t"
  74         "movaps 16(%0,%1), %%xmm2 \n\t"
  75         "movaps    %%xmm2, %%xmm3 \n\t"
  76         "shufps     $0x4E, %%xmm2, %%xmm2 \n\t"
  77         "xorps     %%xmm4, %%xmm3 \n\t"
  78         "addps     %%xmm3, %%xmm2 \n\t"
  79         /* multiply third by -i */
  80         /* by toggling the sign bit */
  81         "shufps     $0xB4, %%xmm2, %%xmm2 \n\t"
  82         "xorps     %%xmm5, %%xmm2 \n\t"
  83         /* do the pass 1 butterfly */
  84         "movaps    %%xmm0, %%xmm1 \n\t"
  85         "addps     %%xmm2, %%xmm0 \n\t"
  86         "subps     %%xmm2, %%xmm1 \n\t"
  87         "movaps    %%xmm0,   (%0,%1) \n\t"
  88         "movaps    %%xmm1, 16(%0,%1) \n\t"
  89         "jg 1b \n\t"
  90         :"+r"(i)
  91         :"r"(z)
  92     );
  93     /* pass 2 .. ln-1 */
  94
  95     nblocks = 1 << (ln-3);
  96     nloops = 1 << 2;
  97     cptr = s->exptab1;
  98     do {
  99         p = z;
 100         j = nblocks;
 101         do {
 102             i = nloops*8;
 103             asm volatile(
 104                 "1: \n\t"
 105                 "sub $32, %0 \n\t"
 106                 "movaps    (%2,%0), %%xmm1 \n\t"
 107                 "movaps    (%1,%0), %%xmm0 \n\t"
 108                 "movaps  16(%2,%0), %%xmm5 \n\t"
 109                 "movaps  16(%1,%0), %%xmm4 \n\t"
 110                 "movaps     %%xmm1, %%xmm2 \n\t"
 111                 "movaps     %%xmm5, %%xmm6 \n\t"
 112                 "shufps      $0xA0, %%xmm1, %%xmm1 \n\t"
 113                 "shufps      $0xF5, %%xmm2, %%xmm2 \n\t"
 114                 "shufps      $0xA0, %%xmm5, %%xmm5 \n\t"
 115                 "shufps      $0xF5, %%xmm6, %%xmm6 \n\t"
 116                 "mulps   (%3,%0,2), %%xmm1 \n\t" //  cre*re cim*re
 117                 "mulps 16(%3,%0,2), %%xmm2 \n\t" // -cim*im cre*im
 118                 "mulps 32(%3,%0,2), %%xmm5 \n\t" //  cre*re cim*re
 119                 "mulps 48(%3,%0,2), %%xmm6 \n\t" // -cim*im cre*im
 120                 "addps      %%xmm2, %%xmm1 \n\t"
 121                 "addps      %%xmm6, %%xmm5 \n\t"
 122                 "movaps     %%xmm0, %%xmm3 \n\t"
 123                 "movaps     %%xmm4, %%xmm7 \n\t"
 124                 "addps      %%xmm1, %%xmm0 \n\t"
 125                 "subps      %%xmm1, %%xmm3 \n\t"
 126                 "addps      %%xmm5, %%xmm4 \n\t"
 127                 "subps      %%xmm5, %%xmm7 \n\t"
 128                 "movaps     %%xmm0, (%1,%0) \n\t"
 129                 "movaps     %%xmm3, (%2,%0) \n\t"
 130                 "movaps     %%xmm4, 16(%1,%0) \n\t"
 131                 "movaps     %%xmm7, 16(%2,%0) \n\t"
 132                 "jg 1b \n\t"
 133                 :"+r"(i)
 134                 :"r"(p), "r"(p + nloops), "r"(cptr)
 135             );
 136             p += nloops*2;
 137         } while (--j);
 138         cptr += nloops*2;
 139         nblocks >>= 1;
 140         nloops <<= 1;
 141     } while (nblocks != 0);
 142 }
 143
 144 void ff_imdct_calc_sse(MDCTContext *s, FFTSample *output,
 145                        const FFTSample *input, FFTSample *tmp)
 146 {
 147     x86_reg k;
 148     long n8, n4, n2, n;
 149     const uint16_t *revtab = s->fft.revtab;
 150     const FFTSample *tcos = s->tcos;
 151     const FFTSample *tsin = s->tsin;
 152     const FFTSample *in1, *in2;
 153     FFTComplex *z = (FFTComplex *)tmp;
 154
 155     n = 1 << s->nbits;
 156     n2 = n >> 1;
 157     n4 = n >> 2;
 158     n8 = n >> 3;
 159
 160 #ifdef ARCH_X86_64
 161     asm volatile ("movaps %0, %%xmm8\n\t"::"m"(*p1m1p1m1));
 162 #define P1M1P1M1 "%%xmm8"
 163 #else
 164 #define P1M1P1M1 "%4"
 165 #endif
 166
 167     /* pre rotation */
 168     in1 = input;
 169     in2 = input + n2 - 4;
 170
 171     /* Complex multiplication */
 172     for (k = 0; k < n4; k += 4) {
 173         asm volatile (
 174             "movaps          %0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = r0 X  r1 X : in2
 175             "movaps          %1, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = X  i1 X  i0: in1
 176             "movaps    -16+1*%0, %%xmm4 \n\t"   // xmm4 = r0 X  r1 X : in2
 177             "movaps     16+1*%1, %%xmm7 \n\t"   // xmm7 = X  i1 X  i0: in1
 178             "movlps          %2, %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = X  X  R1 R0: tcos
 179             "movlps          %3, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = X  X  I1 I0: tsin
 180             "movlps      8+1*%2, %%xmm5 \n\t"   // xmm5 = X  X  R1 R0: tcos
 181             "movlps      8+1*%3, %%xmm6 \n\t"   // xmm6 = X  X  I1 I0: tsin
 182             "shufps $95, %%xmm0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = r1 r1 r0 r0
 183             "shufps $160,%%xmm3, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = i1 i1 i0 i0
 184             "shufps $95, %%xmm4, %%xmm4 \n\t"   // xmm4 = r1 r1 r0 r0
 185             "shufps $160,%%xmm7, %%xmm7 \n\t"   // xmm7 = i1 i1 i0 i0
 186             "unpcklps    %%xmm2, %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = I1 R1 I0 R0
 187             "unpcklps    %%xmm6, %%xmm5 \n\t"   // xmm5 = I1 R1 I0 R0
 188             "movaps      %%xmm1, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = I1 R1 I0 R0
 189             "movaps      %%xmm5, %%xmm6 \n\t"   // xmm6 = I1 R1 I0 R0
 190             "xorps   "P1M1P1M1", %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -I1 R1 -I0 R0
 191             "xorps   "P1M1P1M1", %%xmm6 \n\t"   // xmm6 = -I1 R1 -I0 R0
 192             "mulps       %%xmm1, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = rI rR rI rR
 193             "mulps       %%xmm5, %%xmm4 \n\t"   // xmm4 = rI rR rI rR
 194             "shufps $177,%%xmm2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = R1 -I1 R0 -I0
 195             "shufps $177,%%xmm6, %%xmm6 \n\t"   // xmm6 = R1 -I1 R0 -I0
 196             "mulps       %%xmm2, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = Ri -Ii Ri -Ii
 197             "mulps       %%xmm6, %%xmm7 \n\t"   // xmm7 = Ri -Ii Ri -Ii
 198             "addps       %%xmm3, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = result
 199             "addps       %%xmm7, %%xmm4 \n\t"   // xmm4 = result
 200             ::"m"(in2[-2*k]), "m"(in1[2*k]),
 201               "m"(tcos[k]), "m"(tsin[k])
 202 #ifndef ARCH_X86_64
 203               ,"m"(*p1m1p1m1)
 204 #endif
 205         );
 206         /* Should be in the same block, hack for gcc2.95 & gcc3 */
 207         asm (
 208             "movlps      %%xmm0, %0     \n\t"
 209             "movhps      %%xmm0, %1     \n\t"
 210             "movlps      %%xmm4, %2     \n\t"
 211             "movhps      %%xmm4, %3     \n\t"
 212             :"=m"(z[revtab[k]]), "=m"(z[revtab[k + 1]]),
 213              "=m"(z[revtab[k + 2]]), "=m"(z[revtab[k + 3]])
 214         );
 215     }
 216
 217     ff_fft_calc_sse(&s->fft, z);
 218
 219 #ifndef ARCH_X86_64
 220 #undef P1M1P1M1
 221 #define P1M1P1M1 "%3"
 222 #endif
 223
 224     /* post rotation + reordering */
 225     for (k = 0; k < n4; k += 4) {
 226         asm (
 227             "movaps          %0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = i1 r1 i0 r0: z
 228             "movaps     16+1*%0, %%xmm4 \n\t"   // xmm4 = i1 r1 i0 r0: z
 229             "movlps          %1, %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = X  X  R1 R0: tcos
 230             "movlps      8+1*%1, %%xmm5 \n\t"   // xmm5 = X  X  R1 R0: tcos
 231             "movaps      %%xmm0, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = i1 r1 i0 r0
 232             "movaps      %%xmm4, %%xmm7 \n\t"   // xmm7 = i1 r1 i0 r0
 233             "movlps          %2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = X  X  I1 I0: tsin
 234             "movlps      8+1*%2, %%xmm6 \n\t"   // xmm6 = X  X  I1 I0: tsin
 235             "shufps $160,%%xmm0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = r1 r1 r0 r0
 236             "shufps $245,%%xmm3, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = i1 i1 i0 i0
 237             "shufps $160,%%xmm4, %%xmm4 \n\t"   // xmm4 = r1 r1 r0 r0
 238             "shufps $245,%%xmm7, %%xmm7 \n\t"   // xmm7 = i1 i1 i0 i0
 239             "unpcklps    %%xmm2, %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = I1 R1 I0 R0
 240             "unpcklps    %%xmm6, %%xmm5 \n\t"   // xmm5 = I1 R1 I0 R0
 241             "movaps      %%xmm1, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = I1 R1 I0 R0
 242             "movaps      %%xmm5, %%xmm6 \n\t"   // xmm6 = I1 R1 I0 R0
 243             "xorps   "P1M1P1M1", %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -I1 R1 -I0 R0
 244             "mulps       %%xmm1, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = rI rR rI rR
 245             "xorps   "P1M1P1M1", %%xmm6 \n\t"   // xmm6 = -I1 R1 -I0 R0
 246             "mulps       %%xmm5, %%xmm4 \n\t"   // xmm4 = rI rR rI rR
 247             "shufps $177,%%xmm2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = R1 -I1 R0 -I0
 248             "shufps $177,%%xmm6, %%xmm6 \n\t"   // xmm6 = R1 -I1 R0 -I0
 249             "mulps       %%xmm2, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = Ri -Ii Ri -Ii
 250             "mulps       %%xmm6, %%xmm7 \n\t"   // xmm7 = Ri -Ii Ri -Ii
 251             "addps       %%xmm3, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = result
 252             "addps       %%xmm7, %%xmm4 \n\t"   // xmm4 = result
 253             "movaps      %%xmm0, %0     \n\t"
 254             "movaps      %%xmm4, 16+1*%0\n\t"
 255             :"+m"(z[k])
 256             :"m"(tcos[k]), "m"(tsin[k])
 257 #ifndef ARCH_X86_64
 258              ,"m"(*p1m1p1m1)
 259 #endif
 260         );
 261     }
 262
 263     /*
 264        Mnemonics:
 265        0 = z[k].re
 266        1 = z[k].im
 267        2 = z[k + 1].re
 268        3 = z[k + 1].im
 269        4 = z[-k - 2].re
 270        5 = z[-k - 2].im
 271        6 = z[-k - 1].re
 272        7 = z[-k - 1].im
 273     */
 274     k = 16-n;
 275     asm volatile("movaps %0, %%xmm7 \n\t"::"m"(*m1m1m1m1));
 276     asm volatile(
 277         "1: \n\t"
 278         "movaps  -16(%4,%0), %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = 4 5 6 7 = z[-2-k]
 279         "neg %0 \n\t"
 280         "movaps     (%4,%0), %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = 0 1 2 3 = z[k]
 281         "xorps       %%xmm7, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = -0 -1 -2 -3
 282         "movaps      %%xmm0, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -0 -1 -2 -3
 283         "shufps $141,%%xmm1, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = -1 -3 4 6
 284         "shufps $216,%%xmm1, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -0 -2 5 7
 285         "shufps $156,%%xmm0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = -1 6 -3 4 !
 286         "shufps $156,%%xmm2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -0 7 -2 5 !
 287         "movaps      %%xmm0, (%1,%0) \n\t"  // output[2*k]
 288         "movaps      %%xmm2, (%2,%0) \n\t"  // output[n2+2*k]
 289         "neg %0 \n\t"
 290         "shufps $27, %%xmm0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = 4 -3 6 -1
 291         "xorps       %%xmm7, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = -4 3 -6 1 !
 292         "shufps $27, %%xmm2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = 5 -2 7 -0 !
 293         "movaps      %%xmm0, -16(%2,%0) \n\t" // output[n2-4-2*k]
 294         "movaps      %%xmm2, -16(%3,%0) \n\t" // output[n-4-2*k]
 295         "add $16, %0 \n\t"
 296         "jle 1b \n\t"
 297         :"+r"(k)
 298         :"r"(output), "r"(output+n2), "r"(output+n), "r"(z+n8)
 299         :"memory"
 300     );
 301 }
 302