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
  23 static const int p1p1p1m1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  24     { 0, 0, 0, 1 << 31 };
  25
  26 static const int p1p1m1p1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  27     { 0, 0, 1 << 31, 0 };
  28
  29 static const int p1p1m1m1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  30     { 0, 0, 1 << 31, 1 << 31 };
  31
  32 static const int p1m1p1m1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  33     { 0, 1 << 31, 0, 1 << 31 };
  34
  35 static const int m1m1m1m1[4] __attribute__((aligned(16))) =
  36     { 1 << 31, 1 << 31, 1 << 31, 1 << 31 };
  37
  38 #if 0
  39 static void print_v4sf(const char *str, __m128 a)
  40 {
  41     float *p = (float *)&a;
  42     printf("%s: %f %f %f %f\n",
  43            str, p[0], p[1], p[2], p[3]);
  44 }
  45 #endif
  46
  47 /* XXX: handle reverse case */
  48 void ff_fft_calc_sse(FFTContext *s, FFTComplex *z)
  49 {
  50     int ln = s->nbits;
  51     long i, j;
  52     long nblocks, nloops;
  53     FFTComplex *p, *cptr;
  54
  55     asm volatile(
  56         "movaps %0, %%xmm4 \n\t"
  57         "movaps %1, %%xmm5 \n\t"
  58         ::"m"(*p1p1m1m1),
  59           "m"(*(s->inverse ? p1p1m1p1 : p1p1p1m1))
  60     );
  61
  62     i = 8 << ln;
  63     asm volatile(
  64         "1: \n\t"
  65         "sub $32, %0 \n\t"
  66         /* do the pass 0 butterfly */
  67         "movaps   (%0,%1), %%xmm0 \n\t"
  68         "movaps    %%xmm0, %%xmm1 \n\t"
  69         "shufps     $0x4E, %%xmm0, %%xmm0 \n\t"
  70         "xorps     %%xmm4, %%xmm1 \n\t"
  71         "addps     %%xmm1, %%xmm0 \n\t"
  72         "movaps 16(%0,%1), %%xmm2 \n\t"
  73         "movaps    %%xmm2, %%xmm3 \n\t"
  74         "shufps     $0x4E, %%xmm2, %%xmm2 \n\t"
  75         "xorps     %%xmm4, %%xmm3 \n\t"
  76         "addps     %%xmm3, %%xmm2 \n\t"
  77         /* multiply third by -i */
  78         /* by toggling the sign bit */
  79         "shufps     $0xB4, %%xmm2, %%xmm2 \n\t"
  80         "xorps     %%xmm5, %%xmm2 \n\t"
  81         /* do the pass 1 butterfly */
  82         "movaps    %%xmm0, %%xmm1 \n\t"
  83         "addps     %%xmm2, %%xmm0 \n\t"
  84         "subps     %%xmm2, %%xmm1 \n\t"
  85         "movaps    %%xmm0,   (%0,%1) \n\t"
  86         "movaps    %%xmm1, 16(%0,%1) \n\t"
  87         "jg 1b \n\t"
  88         :"+r"(i)
  89         :"r"(z)
  90     );
  91     /* pass 2 .. ln-1 */
  92
  93     nblocks = 1 << (ln-3);
  94     nloops = 1 << 2;
  95     cptr = s->exptab1;
  96     do {
  97         p = z;
  98         j = nblocks;
  99         do {
 100             i = nloops*8;
 101             asm volatile(
 102                 "1: \n\t"
 103                 "sub $16, %0 \n\t"
 104                 "movaps    (%2,%0), %%xmm1 \n\t"
 105                 "movaps    (%1,%0), %%xmm0 \n\t"
 106                 "movaps     %%xmm1, %%xmm2 \n\t"
 107                 "shufps      $0xA0, %%xmm1, %%xmm1 \n\t"
 108                 "shufps      $0xF5, %%xmm2, %%xmm2 \n\t"
 109                 "mulps   (%3,%0,2), %%xmm1 \n\t" //  cre*re cim*re
 110                 "mulps 16(%3,%0,2), %%xmm2 \n\t" // -cim*im cre*im
 111                 "addps      %%xmm2, %%xmm1 \n\t"
 112                 "movaps     %%xmm0, %%xmm3 \n\t"
 113                 "addps      %%xmm1, %%xmm0 \n\t"
 114                 "subps      %%xmm1, %%xmm3 \n\t"
 115                 "movaps     %%xmm0, (%1,%0) \n\t"
 116                 "movaps     %%xmm3, (%2,%0) \n\t"
 117                 "jg 1b \n\t"
 118                 :"+r"(i)
 119                 :"r"(p), "r"(p + nloops), "r"(cptr)
 120             );
 121             p += nloops*2;
 122         } while (--j);
 123         cptr += nloops*2;
 124         nblocks >>= 1;
 125         nloops <<= 1;
 126     } while (nblocks != 0);
 127 }
 128
 129 void ff_imdct_calc_sse(MDCTContext *s, FFTSample *output,
 130                        const FFTSample *input, FFTSample *tmp)
 131 {
 132     long k, n8, n4, n2, n;
 133     const uint16_t *revtab = s->fft.revtab;
 134     const FFTSample *tcos = s->tcos;
 135     const FFTSample *tsin = s->tsin;
 136     const FFTSample *in1, *in2;
 137     FFTComplex *z = (FFTComplex *)tmp;
 138
 139     n = 1 << s->nbits;
 140     n2 = n >> 1;
 141     n4 = n >> 2;
 142     n8 = n >> 3;
 143
 144     asm volatile ("movaps %0, %%xmm7\n\t"::"m"(*p1m1p1m1));
 145
 146     /* pre rotation */
 147     in1 = input;
 148     in2 = input + n2 - 4;
 149
 150     /* Complex multiplication
 151        Two complex products per iteration, we could have 4 with 8 xmm
 152        registers, 8 with 16 xmm registers.
 153        Maybe we should unroll more.
 154     */
 155     for (k = 0; k < n4; k += 2) {
 156         asm volatile (
 157             "movaps          %0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = r0 X  r1 X : in2
 158             "movaps          %1, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = X  i1 X  i0: in1
 159             "movlps          %2, %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = X  X  R1 R0: tcos
 160             "movlps          %3, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = X  X  I1 I0: tsin
 161             "shufps $95, %%xmm0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = r1 r1 r0 r0
 162             "shufps $160,%%xmm3, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = i1 i1 i0 i0
 163             "unpcklps    %%xmm2, %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = I1 R1 I0 R0
 164             "movaps      %%xmm1, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = I1 R1 I0 R0
 165             "xorps       %%xmm7, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -I1 R1 -I0 R0
 166             "mulps       %%xmm1, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = rI rR rI rR
 167             "shufps $177,%%xmm2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = R1 -I1 R0 -I0
 168             "mulps       %%xmm2, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = Ri -Ii Ri -Ii
 169             "addps       %%xmm3, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = result
 170             ::"m"(in2[-2*k]), "m"(in1[2*k]),
 171               "m"(tcos[k]), "m"(tsin[k])
 172         );
 173         /* Should be in the same block, hack for gcc2.95 & gcc3 */
 174         asm (
 175             "movlps      %%xmm0, %0     \n\t"
 176             "movhps      %%xmm0, %1     \n\t"
 177             :"=m"(z[revtab[k]]), "=m"(z[revtab[k + 1]])
 178         );
 179     }
 180
 181     ff_fft_calc_sse(&s->fft, z);
 182
 183     /* Not currently needed, added for safety */
 184     asm volatile ("movaps %0, %%xmm7\n\t"::"m"(*p1m1p1m1));
 185
 186     /* post rotation + reordering */
 187     for (k = 0; k < n4; k += 2) {
 188         asm (
 189             "movaps          %0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = i1 r1 i0 r0: z
 190             "movlps          %1, %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = X  X  R1 R0: tcos
 191             "movaps      %%xmm0, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = i1 r1 i0 r0
 192             "movlps          %2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = X  X  I1 I0: tsin
 193             "shufps $160,%%xmm0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = r1 r1 r0 r0
 194             "shufps $245,%%xmm3, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = i1 i1 i0 i0
 195             "unpcklps    %%xmm2, %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = I1 R1 I0 R0
 196             "movaps      %%xmm1, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = I1 R1 I0 R0
 197             "xorps       %%xmm7, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -I1 R1 -I0 R0
 198             "mulps       %%xmm1, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = rI rR rI rR
 199             "shufps $177,%%xmm2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = R1 -I1 R0 -I0
 200             "mulps       %%xmm2, %%xmm3 \n\t"   // xmm3 = Ri -Ii Ri -Ii
 201             "addps       %%xmm3, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = result
 202             "movaps      %%xmm0, %0     \n\t"
 203             :"+m"(z[k])
 204             :"m"(tcos[k]), "m"(tsin[k])
 205         );
 206     }
 207
 208     /*
 209        Mnemonics:
 210        0 = z[k].re
 211        1 = z[k].im
 212        2 = z[k + 1].re
 213        3 = z[k + 1].im
 214        4 = z[-k - 2].re
 215        5 = z[-k - 2].im
 216        6 = z[-k - 1].re
 217        7 = z[-k - 1].im
 218     */
 219     k = 16-n;
 220     asm volatile("movaps %0, %%xmm7 \n\t"::"m"(*m1m1m1m1));
 221     asm volatile(
 222         "1: \n\t"
 223         "movaps  -16(%4,%0), %%xmm1 \n\t"   // xmm1 = 4 5 6 7 = z[-2-k]
 224         "neg %0 \n\t"
 225         "movaps     (%4,%0), %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = 0 1 2 3 = z[k]
 226         "xorps       %%xmm7, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = -0 -1 -2 -3
 227         "movaps      %%xmm0, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -0 -1 -2 -3
 228         "shufps $141,%%xmm1, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = -1 -3 4 6
 229         "shufps $216,%%xmm1, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -0 -2 5 7
 230         "shufps $156,%%xmm0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = -1 6 -3 4 !
 231         "shufps $156,%%xmm2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = -0 7 -2 5 !
 232         "movaps      %%xmm0, (%1,%0) \n\t"  // output[2*k]
 233         "movaps      %%xmm2, (%2,%0) \n\t"  // output[n2+2*k]
 234         "neg %0 \n\t"
 235         "shufps $27, %%xmm0, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = 4 -3 6 -1
 236         "xorps       %%xmm7, %%xmm0 \n\t"   // xmm0 = -4 3 -6 1 !
 237         "shufps $27, %%xmm2, %%xmm2 \n\t"   // xmm2 = 5 -2 7 -0 !
 238         "movaps      %%xmm0, -16(%2,%0) \n\t" // output[n2-4-2*k]
 239         "movaps      %%xmm2, -16(%3,%0) \n\t" // output[n-4-2*k]
 240         "add $16, %0 \n\t"
 241         "jle 1b \n\t"
 242         :"+r"(k)
 243         :"r"(output), "r"(output+n2), "r"(output+n), "r"(z+n8)
 244         :"memory"
 245     );
 246 }
 247