]> git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ppc/fdctdsp.c
Merge commit 'e16b20782a597e36a9c7488487c3179375a25b97'
[ffmpeg] / libavcodec / ppc / fdctdsp.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2003  James Klicman <james@klicman.org>
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg 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 GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include "config.h"
22
23 #include "libavutil/attributes.h"
24 #include "libavutil/cpu.h"
25 #include "libavutil/ppc/cpu.h"
26 #include "libavutil/ppc/util_altivec.h"
27
28 #include "libavcodec/fdctdsp.h"
29
30 #include "fdct.h"
31
32 #if HAVE_ALTIVEC
33
34 #define vs16(v)   ((vector signed short) (v))
35 #define vs32(v)     ((vector signed int) (v))
36 #define  vu8(v)  ((vector unsigned char) (v))
37 #define vu16(v) ((vector unsigned short) (v))
38 #define vu32(v)   ((vector unsigned int) (v))
39
40 #define C1     0.98078528040323044912618224 /* cos(1 * PI / 16) */
41 #define C2     0.92387953251128675612818319 /* cos(2 * PI / 16) */
42 #define C3     0.83146961230254523707878838 /* cos(3 * PI / 16) */
43 #define C4     0.70710678118654752440084436 /* cos(4 * PI / 16) */
44 #define C5     0.55557023301960222474283081 /* cos(5 * PI / 16) */
45 #define C6     0.38268343236508977172845998 /* cos(6 * PI / 16) */
46 #define C7     0.19509032201612826784828487 /* cos(7 * PI / 16) */
47
48 #define W0 -(2 * C2)
49 #define W1  (2 * C6)
50 #define W2 (M_SQRT2 * C6)
51 #define W3 (M_SQRT2 * C3)
52 #define W4 (M_SQRT2 * (-C1 + C3 + C5 - C7))
53 #define W5 (M_SQRT2 *  (C1 + C3 - C5 + C7))
54 #define W6 (M_SQRT2 *  (C1 + C3 + C5 - C7))
55 #define W7 (M_SQRT2 *  (C1 + C3 - C5 - C7))
56 #define W8 (M_SQRT2 *  (C7 - C3))
57 #define W9 (M_SQRT2 * (-C1 - C3))
58 #define WA (M_SQRT2 * (-C3 - C5))
59 #define WB (M_SQRT2 *  (C5 - C3))
60
61 static const vector float fdctconsts[3] = {
62     { W0, W1, W2, W3 },
63     { W4, W5, W6, W7 },
64     { W8, W9, WA, WB }
65 };
66
67 #define LD_W0 vec_splat(cnsts0, 0)
68 #define LD_W1 vec_splat(cnsts0, 1)
69 #define LD_W2 vec_splat(cnsts0, 2)
70 #define LD_W3 vec_splat(cnsts0, 3)
71 #define LD_W4 vec_splat(cnsts1, 0)
72 #define LD_W5 vec_splat(cnsts1, 1)
73 #define LD_W6 vec_splat(cnsts1, 2)
74 #define LD_W7 vec_splat(cnsts1, 3)
75 #define LD_W8 vec_splat(cnsts2, 0)
76 #define LD_W9 vec_splat(cnsts2, 1)
77 #define LD_WA vec_splat(cnsts2, 2)
78 #define LD_WB vec_splat(cnsts2, 3)
79
80 #define FDCTROW(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7) /* {{{ */           \
81     x0 = vec_add(b0, b7);               /* x0 = b0 + b7; */         \
82     x7 = vec_sub(b0, b7);               /* x7 = b0 - b7; */         \
83     x1 = vec_add(b1, b6);               /* x1 = b1 + b6; */         \
84     x6 = vec_sub(b1, b6);               /* x6 = b1 - b6; */         \
85     x2 = vec_add(b2, b5);               /* x2 = b2 + b5; */         \
86     x5 = vec_sub(b2, b5);               /* x5 = b2 - b5; */         \
87     x3 = vec_add(b3, b4);               /* x3 = b3 + b4; */         \
88     x4 = vec_sub(b3, b4);               /* x4 = b3 - b4; */         \
89                                                                     \
90     b7 = vec_add(x0, x3);               /* b7 = x0 + x3; */         \
91     b1 = vec_add(x1, x2);               /* b1 = x1 + x2; */         \
92     b0 = vec_add(b7, b1);               /* b0 = b7 + b1; */         \
93     b4 = vec_sub(b7, b1);               /* b4 = b7 - b1; */         \
94                                                                     \
95     b2   = vec_sub(x0, x3);             /* b2 = x0 - x3; */         \
96     b6   = vec_sub(x1, x2);             /* b6 = x1 - x2; */         \
97     b5   = vec_add(b6, b2);             /* b5 = b6 + b2; */         \
98     cnst = LD_W2;                                                   \
99     b5   = vec_madd(cnst, b5, mzero);   /* b5 = b5 * W2; */         \
100     cnst = LD_W1;                                                   \
101     b2   = vec_madd(cnst, b2, b5);      /* b2 = b5 + b2 * W1; */    \
102     cnst = LD_W0;                                                   \
103     b6   = vec_madd(cnst, b6, b5);      /* b6 = b5 + b6 * W0; */    \
104                                                                     \
105     x0   = vec_add(x4, x7);             /* x0 = x4 + x7; */         \
106     x1   = vec_add(x5, x6);             /* x1 = x5 + x6; */         \
107     x2   = vec_add(x4, x6);             /* x2 = x4 + x6; */         \
108     x3   = vec_add(x5, x7);             /* x3 = x5 + x7; */         \
109     x8   = vec_add(x2, x3);             /* x8 = x2 + x3; */         \
110     cnst = LD_W3;                                                   \
111     x8   = vec_madd(cnst, x8, mzero);   /* x8 = x8 * W3; */         \
112                                                                     \
113     cnst = LD_W8;                                                   \
114     x0   = vec_madd(cnst, x0, mzero);   /* x0 *= W8; */             \
115     cnst = LD_W9;                                                   \
116     x1   = vec_madd(cnst, x1, mzero);   /* x1 *= W9; */             \
117     cnst = LD_WA;                                                   \
118     x2   = vec_madd(cnst, x2, x8);      /* x2 = x2 * WA + x8; */    \
119     cnst = LD_WB;                                                   \
120     x3   = vec_madd(cnst, x3, x8);      /* x3 = x3 * WB + x8; */    \
121                                                                     \
122     cnst = LD_W4;                                                   \
123     b7   = vec_madd(cnst, x4, x0);      /* b7 = x4 * W4 + x0; */    \
124     cnst = LD_W5;                                                   \
125     b5   = vec_madd(cnst, x5, x1);      /* b5 = x5 * W5 + x1; */    \
126     cnst = LD_W6;                                                   \
127     b3   = vec_madd(cnst, x6, x1);      /* b3 = x6 * W6 + x1; */    \
128     cnst = LD_W7;                                                   \
129     b1   = vec_madd(cnst, x7, x0);      /* b1 = x7 * W7 + x0; */    \
130                                                                     \
131     b7 = vec_add(b7, x2);               /* b7 = b7 + x2; */         \
132     b5 = vec_add(b5, x3);               /* b5 = b5 + x3; */         \
133     b3 = vec_add(b3, x2);               /* b3 = b3 + x2; */         \
134     b1 = vec_add(b1, x3)                /* b1 = b1 + x3; */         \
135     /* }}} */
136
137 #define FDCTCOL(b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7) /* {{{ */           \
138     x0 = vec_add(b0, b7);               /* x0 = b0 + b7; */         \
139     x7 = vec_sub(b0, b7);               /* x7 = b0 - b7; */         \
140     x1 = vec_add(b1, b6);               /* x1 = b1 + b6; */         \
141     x6 = vec_sub(b1, b6);               /* x6 = b1 - b6; */         \
142     x2 = vec_add(b2, b5);               /* x2 = b2 + b5; */         \
143     x5 = vec_sub(b2, b5);               /* x5 = b2 - b5; */         \
144     x3 = vec_add(b3, b4);               /* x3 = b3 + b4; */         \
145     x4 = vec_sub(b3, b4);               /* x4 = b3 - b4; */         \
146                                                                     \
147     b7 = vec_add(x0, x3);               /* b7 = x0 + x3; */         \
148     b1 = vec_add(x1, x2);               /* b1 = x1 + x2; */         \
149     b0 = vec_add(b7, b1);               /* b0 = b7 + b1; */         \
150     b4 = vec_sub(b7, b1);               /* b4 = b7 - b1; */         \
151                                                                     \
152     b2   = vec_sub(x0, x3);             /* b2 = x0 - x3; */         \
153     b6   = vec_sub(x1, x2);             /* b6 = x1 - x2; */         \
154     b5   = vec_add(b6, b2);             /* b5 = b6 + b2; */         \
155     cnst = LD_W2;                                                   \
156     b5   = vec_madd(cnst, b5, mzero);   /* b5 = b5 * W2; */         \
157     cnst = LD_W1;                                                   \
158     b2   = vec_madd(cnst, b2, b5);      /* b2 = b5 + b2 * W1; */    \
159     cnst = LD_W0;                                                   \
160     b6   = vec_madd(cnst, b6, b5);      /* b6 = b5 + b6 * W0; */    \
161                                                                     \
162     x0   = vec_add(x4, x7);             /* x0 = x4 + x7; */         \
163     x1   = vec_add(x5, x6);             /* x1 = x5 + x6; */         \
164     x2   = vec_add(x4, x6);             /* x2 = x4 + x6; */         \
165     x3   = vec_add(x5, x7);             /* x3 = x5 + x7; */         \
166     x8   = vec_add(x2, x3);             /* x8 = x2 + x3; */         \
167     cnst = LD_W3;                                                   \
168     x8   = vec_madd(cnst, x8, mzero);   /* x8 = x8 * W3; */         \
169                                                                     \
170     cnst = LD_W8;                                                   \
171     x0   = vec_madd(cnst, x0, mzero);   /* x0 *= W8; */             \
172     cnst = LD_W9;                                                   \
173     x1   = vec_madd(cnst, x1, mzero);   /* x1 *= W9; */             \
174     cnst = LD_WA;                                                   \
175     x2   = vec_madd(cnst, x2, x8);      /* x2 = x2 * WA + x8; */    \
176     cnst = LD_WB;                                                   \
177     x3   = vec_madd(cnst, x3, x8);      /* x3 = x3 * WB + x8; */    \
178                                                                     \
179     cnst = LD_W4;                                                   \
180     b7   = vec_madd(cnst, x4, x0);      /* b7 = x4 * W4 + x0; */    \
181     cnst = LD_W5;                                                   \
182     b5   = vec_madd(cnst, x5, x1);      /* b5 = x5 * W5 + x1; */    \
183     cnst = LD_W6;                                                   \
184     b3   = vec_madd(cnst, x6, x1);      /* b3 = x6 * W6 + x1; */    \
185     cnst = LD_W7;                                                   \
186     b1   = vec_madd(cnst, x7, x0);      /* b1 = x7 * W7 + x0; */    \
187                                                                     \
188     b7 = vec_add(b7, x2);               /* b7 += x2; */             \
189     b5 = vec_add(b5, x3);               /* b5 += x3; */             \
190     b3 = vec_add(b3, x2);               /* b3 += x2; */             \
191     b1 = vec_add(b1, x3)                /* b1 += x3; */             \
192     /* }}} */
193
194 /* two dimensional discrete cosine transform */
195 void ff_fdct_altivec(int16_t *block)
196 {
197     vector signed short *bp;
198     const vector float *cp = fdctconsts;
199     vector float b00, b10, b20, b30, b40, b50, b60, b70;
200     vector float b01, b11, b21, b31, b41, b51, b61, b71;
201     vector float mzero, cnst, cnsts0, cnsts1, cnsts2;
202     vector float x0, x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8;
203
204     /* setup constants {{{ */
205     /* mzero = -0.0 */
206     mzero  = ((vector float) vec_splat_u32(-1));
207     mzero  = ((vector float) vec_sl(vu32(mzero), vu32(mzero)));
208     cnsts0 = vec_ld(0, cp);
209     cp++;
210     cnsts1 = vec_ld(0, cp);
211     cp++;
212     cnsts2 = vec_ld(0, cp);
213     /* }}} */
214
215     /* 8x8 matrix transpose (vector short[8]) {{{ */
216 #define MERGE_S16(hl, a, b) vec_merge ## hl(vs16(a), vs16(b))
217
218     bp  = (vector signed short *) block;
219     b00 = ((vector float) vec_ld(0,      bp));
220     b40 = ((vector float) vec_ld(16 * 4, bp));
221     b01 = ((vector float) MERGE_S16(h, b00, b40));
222     b11 = ((vector float) MERGE_S16(l, b00, b40));
223     bp++;
224     b10 = ((vector float) vec_ld(0,      bp));
225     b50 = ((vector float) vec_ld(16 * 4, bp));
226     b21 = ((vector float) MERGE_S16(h, b10, b50));
227     b31 = ((vector float) MERGE_S16(l, b10, b50));
228     bp++;
229     b20 = ((vector float) vec_ld(0,      bp));
230     b60 = ((vector float) vec_ld(16 * 4, bp));
231     b41 = ((vector float) MERGE_S16(h, b20, b60));
232     b51 = ((vector float) MERGE_S16(l, b20, b60));
233     bp++;
234     b30 = ((vector float) vec_ld(0,      bp));
235     b70 = ((vector float) vec_ld(16 * 4, bp));
236     b61 = ((vector float) MERGE_S16(h, b30, b70));
237     b71 = ((vector float) MERGE_S16(l, b30, b70));
238
239     x0 = ((vector float) MERGE_S16(h, b01, b41));
240     x1 = ((vector float) MERGE_S16(l, b01, b41));
241     x2 = ((vector float) MERGE_S16(h, b11, b51));
242     x3 = ((vector float) MERGE_S16(l, b11, b51));
243     x4 = ((vector float) MERGE_S16(h, b21, b61));
244     x5 = ((vector float) MERGE_S16(l, b21, b61));
245     x6 = ((vector float) MERGE_S16(h, b31, b71));
246     x7 = ((vector float) MERGE_S16(l, b31, b71));
247
248     b00 = ((vector float) MERGE_S16(h, x0, x4));
249     b10 = ((vector float) MERGE_S16(l, x0, x4));
250     b20 = ((vector float) MERGE_S16(h, x1, x5));
251     b30 = ((vector float) MERGE_S16(l, x1, x5));
252     b40 = ((vector float) MERGE_S16(h, x2, x6));
253     b50 = ((vector float) MERGE_S16(l, x2, x6));
254     b60 = ((vector float) MERGE_S16(h, x3, x7));
255     b70 = ((vector float) MERGE_S16(l, x3, x7));
256
257 #undef MERGE_S16
258     /* }}} */
259
260     /* Some of the initial calculations can be done as vector short
261      * before conversion to vector float.  The following code section
262      * takes advantage of this. */
263
264     /* fdct rows {{{ */
265     x0 = ((vector float) vec_add(vs16(b00), vs16(b70)));
266     x7 = ((vector float) vec_sub(vs16(b00), vs16(b70)));
267     x1 = ((vector float) vec_add(vs16(b10), vs16(b60)));
268     x6 = ((vector float) vec_sub(vs16(b10), vs16(b60)));
269     x2 = ((vector float) vec_add(vs16(b20), vs16(b50)));
270     x5 = ((vector float) vec_sub(vs16(b20), vs16(b50)));
271     x3 = ((vector float) vec_add(vs16(b30), vs16(b40)));
272     x4 = ((vector float) vec_sub(vs16(b30), vs16(b40)));
273
274     b70 = ((vector float) vec_add(vs16(x0), vs16(x3)));
275     b10 = ((vector float) vec_add(vs16(x1), vs16(x2)));
276
277     b00 = ((vector float) vec_add(vs16(b70), vs16(b10)));
278     b40 = ((vector float) vec_sub(vs16(b70), vs16(b10)));
279
280 #define CTF0(n)                                                    \
281     b ## n ## 1 = ((vector float) vec_unpackl(vs16(b ## n ## 0))); \
282     b ## n ## 0 = ((vector float) vec_unpackh(vs16(b ## n ## 0))); \
283     b ## n ## 1 = vec_ctf(vs32(b ## n ## 1), 0);                   \
284     b ## n ## 0 = vec_ctf(vs32(b ## n ## 0), 0)
285
286     CTF0(0);
287     CTF0(4);
288
289     b20 = ((vector float) vec_sub(vs16(x0), vs16(x3)));
290     b60 = ((vector float) vec_sub(vs16(x1), vs16(x2)));
291
292     CTF0(2);
293     CTF0(6);
294
295 #undef CTF0
296
297     x0 = vec_add(b60, b20);
298     x1 = vec_add(b61, b21);
299
300     cnst = LD_W2;
301     x0   = vec_madd(cnst, x0, mzero);
302     x1   = vec_madd(cnst, x1, mzero);
303     cnst = LD_W1;
304     b20  = vec_madd(cnst, b20, x0);
305     b21  = vec_madd(cnst, b21, x1);
306     cnst = LD_W0;
307     b60  = vec_madd(cnst, b60, x0);
308     b61  = vec_madd(cnst, b61, x1);
309
310 #define CTFX(x, b)                                  \
311     b ## 0 = ((vector float) vec_unpackh(vs16(x))); \
312     b ## 1 = ((vector float) vec_unpackl(vs16(x))); \
313     b ## 0 = vec_ctf(vs32(b ## 0), 0);              \
314     b ## 1 = vec_ctf(vs32(b ## 1), 0)
315
316     CTFX(x4, b7);
317     CTFX(x5, b5);
318     CTFX(x6, b3);
319     CTFX(x7, b1);
320
321 #undef CTFX
322
323     x0   = vec_add(b70, b10);
324     x1   = vec_add(b50, b30);
325     x2   = vec_add(b70, b30);
326     x3   = vec_add(b50, b10);
327     x8   = vec_add(x2, x3);
328     cnst = LD_W3;
329     x8   = vec_madd(cnst, x8, mzero);
330
331     cnst = LD_W8;
332     x0   = vec_madd(cnst, x0, mzero);
333     cnst = LD_W9;
334     x1   = vec_madd(cnst, x1, mzero);
335     cnst = LD_WA;
336     x2   = vec_madd(cnst, x2, x8);
337     cnst = LD_WB;
338     x3   = vec_madd(cnst, x3, x8);
339
340     cnst = LD_W4;
341     b70  = vec_madd(cnst, b70, x0);
342     cnst = LD_W5;
343     b50  = vec_madd(cnst, b50, x1);
344     cnst = LD_W6;
345     b30  = vec_madd(cnst, b30, x1);
346     cnst = LD_W7;
347     b10  = vec_madd(cnst, b10, x0);
348
349     b70 = vec_add(b70, x2);
350     b50 = vec_add(b50, x3);
351     b30 = vec_add(b30, x2);
352     b10 = vec_add(b10, x3);
353
354     x0   = vec_add(b71, b11);
355     x1   = vec_add(b51, b31);
356     x2   = vec_add(b71, b31);
357     x3   = vec_add(b51, b11);
358     x8   = vec_add(x2, x3);
359     cnst = LD_W3;
360     x8   = vec_madd(cnst, x8, mzero);
361
362     cnst = LD_W8;
363     x0   = vec_madd(cnst, x0, mzero);
364     cnst = LD_W9;
365     x1   = vec_madd(cnst, x1, mzero);
366     cnst = LD_WA;
367     x2   = vec_madd(cnst, x2, x8);
368     cnst = LD_WB;
369     x3   = vec_madd(cnst, x3, x8);
370
371     cnst = LD_W4;
372     b71  = vec_madd(cnst, b71, x0);
373     cnst = LD_W5;
374     b51  = vec_madd(cnst, b51, x1);
375     cnst = LD_W6;
376     b31  = vec_madd(cnst, b31, x1);
377     cnst = LD_W7;
378     b11  = vec_madd(cnst, b11, x0);
379
380     b71 = vec_add(b71, x2);
381     b51 = vec_add(b51, x3);
382     b31 = vec_add(b31, x2);
383     b11 = vec_add(b11, x3);
384     /* }}} */
385
386     /* 8x8 matrix transpose (vector float[8][2]) {{{ */
387     x0 = vec_mergel(b00, b20);
388     x1 = vec_mergeh(b00, b20);
389     x2 = vec_mergel(b10, b30);
390     x3 = vec_mergeh(b10, b30);
391
392     b00 = vec_mergeh(x1, x3);
393     b10 = vec_mergel(x1, x3);
394     b20 = vec_mergeh(x0, x2);
395     b30 = vec_mergel(x0, x2);
396
397     x4 = vec_mergel(b41, b61);
398     x5 = vec_mergeh(b41, b61);
399     x6 = vec_mergel(b51, b71);
400     x7 = vec_mergeh(b51, b71);
401
402     b41 = vec_mergeh(x5, x7);
403     b51 = vec_mergel(x5, x7);
404     b61 = vec_mergeh(x4, x6);
405     b71 = vec_mergel(x4, x6);
406
407     x0 = vec_mergel(b01, b21);
408     x1 = vec_mergeh(b01, b21);
409     x2 = vec_mergel(b11, b31);
410     x3 = vec_mergeh(b11, b31);
411
412     x4 = vec_mergel(b40, b60);
413     x5 = vec_mergeh(b40, b60);
414     x6 = vec_mergel(b50, b70);
415     x7 = vec_mergeh(b50, b70);
416
417     b40 = vec_mergeh(x1, x3);
418     b50 = vec_mergel(x1, x3);
419     b60 = vec_mergeh(x0, x2);
420     b70 = vec_mergel(x0, x2);
421
422     b01 = vec_mergeh(x5, x7);
423     b11 = vec_mergel(x5, x7);
424     b21 = vec_mergeh(x4, x6);
425     b31 = vec_mergel(x4, x6);
426     /* }}} */
427
428     FDCTCOL(b00, b10, b20, b30, b40, b50, b60, b70);
429     FDCTCOL(b01, b11, b21, b31, b41, b51, b61, b71);
430
431     /* round, convert back to short {{{ */
432 #define CTS(n)                                                  \
433     b ## n ## 0 = vec_round(b ## n ## 0);                       \
434     b ## n ## 1 = vec_round(b ## n ## 1);                       \
435     b ## n ## 0 = ((vector float) vec_cts(b ## n ## 0, 0));     \
436     b ## n ## 1 = ((vector float) vec_cts(b ## n ## 1, 0));     \
437     b ## n ## 0 = ((vector float) vec_pack(vs32(b ## n ## 0),   \
438                                            vs32(b ## n ## 1))); \
439     vec_st(vs16(b ## n ## 0), 0, bp)
440
441     bp = (vector signed short *) block;
442     CTS(0);
443     bp++;
444     CTS(1);
445     bp++;
446     CTS(2);
447     bp++;
448     CTS(3);
449     bp++;
450     CTS(4);
451     bp++;
452     CTS(5);
453     bp++;
454     CTS(6);
455     bp++;
456     CTS(7);
457
458 #undef CTS
459     /* }}} */
460 }
461
462 #endif /* HAVE_ALTIVEC */
463
464 av_cold void ff_fdctdsp_init_ppc(FDCTDSPContext *c, AVCodecContext *avctx,
465                                  unsigned high_bit_depth)
466 {
467 #if HAVE_ALTIVEC
468     if (!PPC_ALTIVEC(av_get_cpu_flags()))
469         return;
470
471     if (!high_bit_depth) {
472         if (avctx->dct_algo == FF_DCT_AUTO ||
473             avctx->dct_algo == FF_DCT_ALTIVEC) {
474             c->fdct = ff_fdct_altivec;
475         }
476     }
477 #endif /* HAVE_ALTIVEC */
478 }