git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/x86/fft.asm

   1 ;******************************************************************************
   2 ;* FFT transform with SSE/3DNow optimizations
   3 ;* Copyright (c) 2008 Loren Merritt
   4 ;* Copyright (c) 2011 Vitor Sessak
   5 ;*
   6 ;* This algorithm (though not any of the implementation details) is
   7 ;* based on libdjbfft by D. J. Bernstein.
   8 ;*
   9 ;* This file is part of Libav.
  10 ;*
  11 ;* Libav is free software; you can redistribute it and/or
  12 ;* modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  13 ;* License as published by the Free Software Foundation; either
  14 ;* version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  15 ;*
  16 ;* Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  17 ;* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  18 ;* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  19 ;* Lesser General Public License for more details.
  20 ;*
  21 ;* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  22 ;* License along with Libav; if not, write to the Free Software
  23 ;* Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  24 ;******************************************************************************
  25
  26 ; These functions are not individually interchangeable with the C versions.
  27 ; While C takes arrays of FFTComplex, SSE/3DNow leave intermediate results
  28 ; in blocks as conventient to the vector size.
  29 ; i.e. {4x real, 4x imaginary, 4x real, ...} (or 2x respectively)
  30
  31 %include "libavutil/x86/x86util.asm"
  32
  33 %if ARCH_X86_64
  34 %define pointer resq
  35 %else
  36 %define pointer resd
  37 %endif
  38
  39 struc FFTContext
  40     .nbits:    resd 1
  41     .reverse:  resd 1
  42     .revtab:   pointer 1
  43     .tmpbuf:   pointer 1
  44     .mdctsize: resd 1
  45     .mdctbits: resd 1
  46     .tcos:     pointer 1
  47     .tsin:     pointer 1
  48     .fftperm:  pointer 1
  49     .fftcalc:  pointer 1
  50     .imdctcalc:pointer 1
  51     .imdcthalf:pointer 1
  52 endstruc
  53
  54 SECTION_RODATA
  55
  56 %define M_SQRT1_2 0.70710678118654752440
  57 %define M_COS_PI_1_8 0.923879532511287
  58 %define M_COS_PI_3_8 0.38268343236509
  59
  60 align 32
  61 ps_cos16_1: dd 1.0, M_COS_PI_1_8, M_SQRT1_2, M_COS_PI_3_8, 1.0, M_COS_PI_1_8, M_SQRT1_2, M_COS_PI_3_8
  62 ps_cos16_2: dd 0, M_COS_PI_3_8, M_SQRT1_2, M_COS_PI_1_8, 0, -M_COS_PI_3_8, -M_SQRT1_2, -M_COS_PI_1_8
  63
  64 ps_root2: times 8 dd M_SQRT1_2
  65 ps_root2mppm: dd -M_SQRT1_2, M_SQRT1_2, M_SQRT1_2, -M_SQRT1_2, -M_SQRT1_2, M_SQRT1_2, M_SQRT1_2, -M_SQRT1_2
  66 ps_p1p1m1p1: dd 0, 0, 1<<31, 0, 0, 0, 1<<31, 0
  67
  68 perm1: dd 0x00, 0x02, 0x03, 0x01, 0x03, 0x00, 0x02, 0x01
  69 perm2: dd 0x00, 0x01, 0x02, 0x03, 0x01, 0x00, 0x02, 0x03
  70 ps_p1p1m1p1root2: dd 1.0, 1.0, -1.0, 1.0, M_SQRT1_2, M_SQRT1_2, M_SQRT1_2, M_SQRT1_2
  71 ps_m1m1p1m1p1m1m1m1: dd 1<<31, 1<<31, 0, 1<<31, 0, 1<<31, 1<<31, 1<<31
  72 ps_m1m1m1m1: times 4 dd 1<<31
  73 ps_m1p1: dd 1<<31, 0
  74
  75 %assign i 16
  76 %rep 13
  77 cextern cos_ %+ i
  78 %assign i i<<1
  79 %endrep
  80
  81 %if ARCH_X86_64
  82     %define pointer dq
  83 %else
  84     %define pointer dd
  85 %endif
  86
  87 %macro IF0 1+
  88 %endmacro
  89 %macro IF1 1+
  90     %1
  91 %endmacro
  92
  93 SECTION_TEXT
  94
  95 %macro T2_3DNOW 4 ; z0, z1, mem0, mem1
  96     mova     %1, %3
  97     mova     %2, %1
  98     pfadd    %1, %4
  99     pfsub    %2, %4
 100 %endmacro
 101
 102 %macro T4_3DNOW 6 ; z0, z1, z2, z3, tmp0, tmp1
 103     mova     %5, %3
 104     pfsub    %3, %4
 105     pfadd    %5, %4 ; {t6,t5}
 106     pxor     %3, [ps_m1p1] ; {t8,t7}
 107     mova     %6, %1
 108     movd [r0+12], %3
 109     punpckhdq %3, [r0+8]
 110     pfadd    %1, %5 ; {r0,i0}
 111     pfsub    %6, %5 ; {r2,i2}
 112     mova     %4, %2
 113     pfadd    %2, %3 ; {r1,i1}
 114     pfsub    %4, %3 ; {r3,i3}
 115     SWAP     %3, %6
 116 %endmacro
 117
 118 ;  in: %1 = {r0,i0,r2,i2,r4,i4,r6,i6}
 119 ;      %2 = {r1,i1,r3,i3,r5,i5,r7,i7}
 120 ;      %3, %4, %5 tmp
 121 ; out: %1 = {r0,r1,r2,r3,i0,i1,i2,i3}
 122 ;      %2 = {r4,r5,r6,r7,i4,i5,i6,i7}
 123 %macro T8_AVX 5
 124     vsubps     %5, %1, %2       ; v  = %1 - %2
 125     vaddps     %3, %1, %2       ; w  = %1 + %2
 126     vmulps     %2, %5, [ps_p1p1m1p1root2]  ; v *= vals1
 127     vpermilps  %2, %2, [perm1]
 128     vblendps   %1, %2, %3, 0x33 ; q = {w1,w2,v4,v2,w5,w6,v7,v6}
 129     vshufps    %5, %3, %2, 0x4e ; r = {w3,w4,v1,v3,w7,w8,v8,v5}
 130     vsubps     %4, %5, %1       ; s = r - q
 131     vaddps     %1, %5, %1       ; u = r + q
 132     vpermilps  %1, %1, [perm2]  ; k  = {u1,u2,u3,u4,u6,u5,u7,u8}
 133     vshufps    %5, %4, %1, 0xbb
 134     vshufps    %3, %4, %1, 0xee
 135     vperm2f128 %3, %3, %5, 0x13
 136     vxorps     %4, %4, [ps_m1m1p1m1p1m1m1m1]  ; s *= {1,1,-1,-1,1,-1,-1,-1}
 137     vshufps    %2, %1, %4, 0xdd
 138     vshufps    %1, %1, %4, 0x88
 139     vperm2f128 %4, %2, %1, 0x02 ; v  = {k1,k3,s1,s3,k2,k4,s2,s4}
 140     vperm2f128 %1, %1, %2, 0x13 ; w  = {k6,k8,s6,s8,k5,k7,s5,s7}
 141     vsubps     %5, %1, %3
 142     vblendps   %1, %5, %1, 0x55 ; w -= {0,s7,0,k7,0,s8,0,k8}
 143     vsubps     %2, %4, %1       ; %2 = v - w
 144     vaddps     %1, %4, %1       ; %1 = v + w
 145 %endmacro
 146
 147 ; In SSE mode do one fft4 transforms
 148 ; in:  %1={r0,i0,r2,i2} %2={r1,i1,r3,i3}
 149 ; out: %1={r0,r1,r2,r3} %2={i0,i1,i2,i3}
 150 ;
 151 ; In AVX mode do two fft4 transforms
 152 ; in:  %1={r0,i0,r2,i2,r4,i4,r6,i6} %2={r1,i1,r3,i3,r5,i5,r7,i7}
 153 ; out: %1={r0,r1,r2,r3,r4,r5,r6,r7} %2={i0,i1,i2,i3,i4,i5,i6,i7}
 154 %macro T4_SSE 3
 155     subps    %3, %1, %2       ; {t3,t4,-t8,t7}
 156     addps    %1, %1, %2       ; {t1,t2,t6,t5}
 157     xorps    %3, %3, [ps_p1p1m1p1]
 158     shufps   %2, %1, %3, 0xbe ; {t6,t5,t7,t8}
 159     shufps   %1, %1, %3, 0x44 ; {t1,t2,t3,t4}
 160     subps    %3, %1, %2       ; {r2,i2,r3,i3}
 161     addps    %1, %1, %2       ; {r0,i0,r1,i1}
 162     shufps   %2, %1, %3, 0xdd ; {i0,i1,i2,i3}
 163     shufps   %1, %1, %3, 0x88 ; {r0,r1,r2,r3}
 164 %endmacro
 165
 166 ; In SSE mode do one FFT8
 167 ; in:  %1={r0,r1,r2,r3} %2={i0,i1,i2,i3} %3={r4,i4,r6,i6} %4={r5,i5,r7,i7}
 168 ; out: %1={r0,r1,r2,r3} %2={i0,i1,i2,i3} %1={r4,r5,r6,r7} %2={i4,i5,i6,i7}
 169 ;
 170 ; In AVX mode do two FFT8
 171 ; in:  %1={r0,i0,r2,i2,r8, i8, r10,i10} %2={r1,i1,r3,i3,r9, i9, r11,i11}
 172 ;      %3={r4,i4,r6,i6,r12,i12,r14,i14} %4={r5,i5,r7,i7,r13,i13,r15,i15}
 173 ; out: %1={r0,r1,r2,r3,r8, r9, r10,r11} %2={i0,i1,i2,i3,i8, i9, i10,i11}
 174 ;      %3={r4,r5,r6,r7,r12,r13,r14,r15} %4={i4,i5,i6,i7,i12,i13,i14,i15}
 175 %macro T8_SSE 6
 176     addps    %6, %3, %4       ; {t1,t2,t3,t4}
 177     subps    %3, %3, %4       ; {r5,i5,r7,i7}
 178     shufps   %4, %3, %3, 0xb1 ; {i5,r5,i7,r7}
 179     mulps    %3, %3, [ps_root2mppm] ; {-r5,i5,r7,-i7}
 180     mulps    %4, %4, [ps_root2]
 181     addps    %3, %3, %4       ; {t8,t7,ta,t9}
 182     shufps   %4, %6, %3, 0x9c ; {t1,t4,t7,ta}
 183     shufps   %6, %6, %3, 0x36 ; {t3,t2,t9,t8}
 184     subps    %3, %6, %4       ; {t6,t5,tc,tb}
 185     addps    %6, %6, %4       ; {t1,t2,t9,ta}
 186     shufps   %5, %6, %3, 0x8d ; {t2,ta,t6,tc}
 187     shufps   %6, %6, %3, 0xd8 ; {t1,t9,t5,tb}
 188     subps    %3, %1, %6       ; {r4,r5,r6,r7}
 189     addps    %1, %1, %6       ; {r0,r1,r2,r3}
 190     subps    %4, %2, %5       ; {i4,i5,i6,i7}
 191     addps    %2, %2, %5       ; {i0,i1,i2,i3}
 192 %endmacro
 193
 194 ; scheduled for cpu-bound sizes
 195 %macro PASS_SMALL 3 ; (to load m4-m7), wre, wim
 196 IF%1 mova    m4, Z(4)
 197 IF%1 mova    m5, Z(5)
 198     mova     m0, %2 ; wre
 199     mova     m1, %3 ; wim
 200     mulps    m2, m4, m0 ; r2*wre
 201 IF%1 mova    m6, Z2(6)
 202     mulps    m3, m5, m1 ; i2*wim
 203 IF%1 mova    m7, Z2(7)
 204     mulps    m4, m4, m1 ; r2*wim
 205     mulps    m5, m5, m0 ; i2*wre
 206     addps    m2, m2, m3 ; r2*wre + i2*wim
 207     mulps    m3, m1, m7 ; i3*wim
 208     subps    m5, m5, m4 ; i2*wre - r2*wim
 209     mulps    m1, m1, m6 ; r3*wim
 210     mulps    m4, m0, m6 ; r3*wre
 211     mulps    m0, m0, m7 ; i3*wre
 212     subps    m4, m4, m3 ; r3*wre - i3*wim
 213     mova     m3, Z(0)
 214     addps    m0, m0, m1 ; i3*wre + r3*wim
 215     subps    m1, m4, m2 ; t3
 216     addps    m4, m4, m2 ; t5
 217     subps    m3, m3, m4 ; r2
 218     addps    m4, m4, Z(0) ; r0
 219     mova     m6, Z(2)
 220     mova   Z(4), m3
 221     mova   Z(0), m4
 222     subps    m3, m5, m0 ; t4
 223     subps    m4, m6, m3 ; r3
 224     addps    m3, m3, m6 ; r1
 225     mova  Z2(6), m4
 226     mova   Z(2), m3
 227     mova     m2, Z(3)
 228     addps    m3, m5, m0 ; t6
 229     subps    m2, m2, m1 ; i3
 230     mova     m7, Z(1)
 231     addps    m1, m1, Z(3) ; i1
 232     mova  Z2(7), m2
 233     mova   Z(3), m1
 234     subps    m4, m7, m3 ; i2
 235     addps    m3, m3, m7 ; i0
 236     mova   Z(5), m4
 237     mova   Z(1), m3
 238 %endmacro
 239
 240 ; scheduled to avoid store->load aliasing
 241 %macro PASS_BIG 1 ; (!interleave)
 242     mova     m4, Z(4) ; r2
 243     mova     m5, Z(5) ; i2
 244     mova     m0, [wq] ; wre
 245     mova     m1, [wq+o1q] ; wim
 246     mulps    m2, m4, m0 ; r2*wre
 247     mova     m6, Z2(6) ; r3
 248     mulps    m3, m5, m1 ; i2*wim
 249     mova     m7, Z2(7) ; i3
 250     mulps    m4, m4, m1 ; r2*wim
 251     mulps    m5, m5, m0 ; i2*wre
 252     addps    m2, m2, m3 ; r2*wre + i2*wim
 253     mulps    m3, m1, m7 ; i3*wim
 254     mulps    m1, m1, m6 ; r3*wim
 255     subps    m5, m5, m4 ; i2*wre - r2*wim
 256     mulps    m4, m0, m6 ; r3*wre
 257     mulps    m0, m0, m7 ; i3*wre
 258     subps    m4, m4, m3 ; r3*wre - i3*wim
 259     mova     m3, Z(0)
 260     addps    m0, m0, m1 ; i3*wre + r3*wim
 261     subps    m1, m4, m2 ; t3
 262     addps    m4, m4, m2 ; t5
 263     subps    m3, m3, m4 ; r2
 264     addps    m4, m4, Z(0) ; r0
 265     mova     m6, Z(2)
 266     mova   Z(4), m3
 267     mova   Z(0), m4
 268     subps    m3, m5, m0 ; t4
 269     subps    m4, m6, m3 ; r3
 270     addps    m3, m3, m6 ; r1
 271 IF%1 mova Z2(6), m4
 272 IF%1 mova  Z(2), m3
 273     mova     m2, Z(3)
 274     addps    m5, m5, m0 ; t6
 275     subps    m2, m2, m1 ; i3
 276     mova     m7, Z(1)
 277     addps    m1, m1, Z(3) ; i1
 278 IF%1 mova Z2(7), m2
 279 IF%1 mova  Z(3), m1
 280     subps    m6, m7, m5 ; i2
 281     addps    m5, m5, m7 ; i0
 282 IF%1 mova  Z(5), m6
 283 IF%1 mova  Z(1), m5
 284 %if %1==0
 285     INTERL m1, m3, m7, Z, 2
 286     INTERL m2, m4, m0, Z2, 6
 287
 288     mova     m1, Z(0)
 289     mova     m2, Z(4)
 290
 291     INTERL m5, m1, m3, Z, 0
 292     INTERL m6, m2, m7, Z, 4
 293 %endif
 294 %endmacro
 295
 296 %macro PUNPCK 3
 297     mova      %3, %1
 298     punpckldq %1, %2
 299     punpckhdq %3, %2
 300 %endmacro
 301
 302 %define Z(x) [r0+mmsize*x]
 303 %define Z2(x) [r0+mmsize*x]
 304 %define ZH(x) [r0+mmsize*x+mmsize/2]
 305
 306 INIT_YMM avx
 307
 308 align 16
 309 fft8_avx:
 310     mova      m0, Z(0)
 311     mova      m1, Z(1)
 312     T8_AVX    m0, m1, m2, m3, m4
 313     mova      Z(0), m0
 314     mova      Z(1), m1
 315     ret
 316
 317
 318 align 16
 319 fft16_avx:
 320     mova       m2, Z(2)
 321     mova       m3, Z(3)
 322     T4_SSE     m2, m3, m7
 323
 324     mova       m0, Z(0)
 325     mova       m1, Z(1)
 326     T8_AVX     m0, m1, m4, m5, m7
 327
 328     mova       m4, [ps_cos16_1]
 329     mova       m5, [ps_cos16_2]
 330     vmulps     m6, m2, m4
 331     vmulps     m7, m3, m5
 332     vaddps     m7, m7, m6
 333     vmulps     m2, m2, m5
 334     vmulps     m3, m3, m4
 335     vsubps     m3, m3, m2
 336     vblendps   m2, m7, m3, 0xf0
 337     vperm2f128 m3, m7, m3, 0x21
 338     vaddps     m4, m2, m3
 339     vsubps     m2, m3, m2
 340     vperm2f128 m2, m2, m2, 0x01
 341     vsubps     m3, m1, m2
 342     vaddps     m1, m1, m2
 343     vsubps     m5, m0, m4
 344     vaddps     m0, m0, m4
 345     vextractf128   Z(0), m0, 0
 346     vextractf128  ZH(0), m1, 0
 347     vextractf128   Z(1), m0, 1
 348     vextractf128  ZH(1), m1, 1
 349     vextractf128   Z(2), m5, 0
 350     vextractf128  ZH(2), m3, 0
 351     vextractf128   Z(3), m5, 1
 352     vextractf128  ZH(3), m3, 1
 353     ret
 354
 355 align 16
 356 fft32_avx:
 357     call fft16_avx
 358
 359     mova m0, Z(4)
 360     mova m1, Z(5)
 361
 362     T4_SSE      m0, m1, m4
 363
 364     mova m2, Z(6)
 365     mova m3, Z(7)
 366
 367     T8_SSE      m0, m1, m2, m3, m4, m6
 368     ; m0={r0,r1,r2,r3,r8, r9, r10,r11} m1={i0,i1,i2,i3,i8, i9, i10,i11}
 369     ; m2={r4,r5,r6,r7,r12,r13,r14,r15} m3={i4,i5,i6,i7,i12,i13,i14,i15}
 370
 371     vperm2f128  m4, m0, m2, 0x20
 372     vperm2f128  m5, m1, m3, 0x20
 373     vperm2f128  m6, m0, m2, 0x31
 374     vperm2f128  m7, m1, m3, 0x31
 375
 376     PASS_SMALL 0, [cos_32], [cos_32+32]
 377
 378     ret
 379
 380 fft32_interleave_avx:
 381     call fft32_avx
 382     mov r2d, 32
 383 .deint_loop:
 384     mova     m2, Z(0)
 385     mova     m3, Z(1)
 386     vunpcklps      m0, m2, m3
 387     vunpckhps      m1, m2, m3
 388     vextractf128   Z(0), m0, 0
 389     vextractf128  ZH(0), m1, 0
 390     vextractf128   Z(1), m0, 1
 391     vextractf128  ZH(1), m1, 1
 392     add r0, mmsize*2
 393     sub r2d, mmsize/4
 394     jg .deint_loop
 395     ret
 396
 397 INIT_XMM sse
 398
 399 align 16
 400 fft4_avx:
 401 fft4_sse:
 402     mova     m0, Z(0)
 403     mova     m1, Z(1)
 404     T4_SSE   m0, m1, m2
 405     mova   Z(0), m0
 406     mova   Z(1), m1
 407     ret
 408
 409 align 16
 410 fft8_sse:
 411     mova     m0, Z(0)
 412     mova     m1, Z(1)
 413     T4_SSE   m0, m1, m2
 414     mova     m2, Z(2)
 415     mova     m3, Z(3)
 416     T8_SSE   m0, m1, m2, m3, m4, m5
 417     mova   Z(0), m0
 418     mova   Z(1), m1
 419     mova   Z(2), m2
 420     mova   Z(3), m3
 421     ret
 422
 423 align 16
 424 fft16_sse:
 425     mova     m0, Z(0)
 426     mova     m1, Z(1)
 427     T4_SSE   m0, m1, m2
 428     mova     m2, Z(2)
 429     mova     m3, Z(3)
 430     T8_SSE   m0, m1, m2, m3, m4, m5
 431     mova     m4, Z(4)
 432     mova     m5, Z(5)
 433     mova   Z(0), m0
 434     mova   Z(1), m1
 435     mova   Z(2), m2
 436     mova   Z(3), m3
 437     T4_SSE   m4, m5, m6
 438     mova     m6, Z2(6)
 439     mova     m7, Z2(7)
 440     T4_SSE   m6, m7, m0
 441     PASS_SMALL 0, [cos_16], [cos_16+16]
 442     ret
 443
 444
 445 %macro FFT48_3DNOW 0
 446 align 16
 447 fft4 %+ SUFFIX:
 448     T2_3DNOW m0, m1, Z(0), Z(1)
 449     mova     m2, Z(2)
 450     mova     m3, Z(3)
 451     T4_3DNOW m0, m1, m2, m3, m4, m5
 452     PUNPCK   m0, m1, m4
 453     PUNPCK   m2, m3, m5
 454     mova   Z(0), m0
 455     mova   Z(1), m4
 456     mova   Z(2), m2
 457     mova   Z(3), m5
 458     ret
 459
 460 align 16
 461 fft8 %+ SUFFIX:
 462     T2_3DNOW m0, m1, Z(0), Z(1)
 463     mova     m2, Z(2)
 464     mova     m3, Z(3)
 465     T4_3DNOW m0, m1, m2, m3, m4, m5
 466     mova   Z(0), m0
 467     mova   Z(2), m2
 468     T2_3DNOW m4, m5,  Z(4),  Z(5)
 469     T2_3DNOW m6, m7, Z2(6), Z2(7)
 470     PSWAPD   m0, m5
 471     PSWAPD   m2, m7
 472     pxor     m0, [ps_m1p1]
 473     pxor     m2, [ps_m1p1]
 474     pfsub    m5, m0
 475     pfadd    m7, m2
 476     pfmul    m5, [ps_root2]
 477     pfmul    m7, [ps_root2]
 478     T4_3DNOW m1, m3, m5, m7, m0, m2
 479     mova   Z(5), m5
 480     mova  Z2(7), m7
 481     mova     m0, Z(0)
 482     mova     m2, Z(2)
 483     T4_3DNOW m0, m2, m4, m6, m5, m7
 484     PUNPCK   m0, m1, m5
 485     PUNPCK   m2, m3, m7
 486     mova   Z(0), m0
 487     mova   Z(1), m5
 488     mova   Z(2), m2
 489     mova   Z(3), m7
 490     PUNPCK   m4,  Z(5), m5
 491     PUNPCK   m6, Z2(7), m7
 492     mova   Z(4), m4
 493     mova   Z(5), m5
 494     mova  Z2(6), m6
 495     mova  Z2(7), m7
 496     ret
 497 %endmacro
 498
 499 %if ARCH_X86_32
 500 INIT_MMX 3dnowext
 501 FFT48_3DNOW
 502
 503 INIT_MMX 3dnow
 504 FFT48_3DNOW
 505 %endif
 506
 507 %define Z(x) [zcq + o1q*(x&6) + mmsize*(x&1)]
 508 %define Z2(x) [zcq + o3q + mmsize*(x&1)]
 509 %define ZH(x) [zcq + o1q*(x&6) + mmsize*(x&1) + mmsize/2]
 510 %define Z2H(x) [zcq + o3q + mmsize*(x&1) + mmsize/2]
 511
 512 %macro DECL_PASS 2+ ; name, payload
 513 align 16
 514 %1:
 515 DEFINE_ARGS zc, w, n, o1, o3
 516     lea o3q, [nq*3]
 517     lea o1q, [nq*8]
 518     shl o3q, 4
 519 .loop:
 520     %2
 521     add zcq, mmsize*2
 522     add  wq, mmsize
 523     sub  nd, mmsize/8
 524     jg .loop
 525     rep ret
 526 %endmacro
 527
 528 %macro FFT_DISPATCH 2; clobbers 5 GPRs, 8 XMMs
 529     lea r2, [dispatch_tab%1]
 530     mov r2, [r2 + (%2q-2)*gprsize]
 531 %ifdef PIC
 532     lea r3, [$$]
 533     add r2, r3
 534 %endif
 535     call r2
 536 %endmacro ; FFT_DISPATCH
 537
 538 INIT_YMM avx
 539
 540 %macro INTERL_AVX 5
 541     vunpckhps      %3, %2, %1
 542     vunpcklps      %2, %2, %1
 543     vextractf128   %4(%5), %2, 0
 544     vextractf128  %4 %+ H(%5), %3, 0
 545     vextractf128   %4(%5 + 1), %2, 1
 546     vextractf128  %4 %+ H(%5 + 1), %3, 1
 547 %endmacro
 548
 549 %define INTERL INTERL_AVX
 550
 551 DECL_PASS pass_avx, PASS_BIG 1
 552 DECL_PASS pass_interleave_avx, PASS_BIG 0
 553
 554 cglobal fft_calc, 2,5,8
 555     mov     r3d, [r0 + FFTContext.nbits]
 556     mov     r0, r1
 557     mov     r1, r3
 558     FFT_DISPATCH _interleave %+ SUFFIX, r1
 559     REP_RET
 560
 561
 562 INIT_XMM sse
 563
 564 %macro INTERL_SSE 5
 565     mova     %3, %2
 566     unpcklps %2, %1
 567     unpckhps %3, %1
 568     mova  %4(%5), %2
 569     mova  %4(%5+1), %3
 570 %endmacro
 571
 572 %define INTERL INTERL_SSE
 573
 574 DECL_PASS pass_sse, PASS_BIG 1
 575 DECL_PASS pass_interleave_sse, PASS_BIG 0
 576
 577 %macro FFT_CALC_FUNC 0
 578 cglobal fft_calc, 2,5,8
 579     mov     r3d, [r0 + FFTContext.nbits]
 580     PUSH    r1
 581     PUSH    r3
 582     mov     r0, r1
 583     mov     r1, r3
 584     FFT_DISPATCH _interleave %+ SUFFIX, r1
 585     POP     rcx
 586     POP     r4
 587     cmp     rcx, 3+(mmsize/16)
 588     jg      .end
 589     mov     r2, -1
 590     add     rcx, 3
 591     shl     r2, cl
 592     sub     r4, r2
 593 .loop:
 594 %if mmsize == 8
 595     PSWAPD  m0, [r4 + r2 + 4]
 596     mova [r4 + r2 + 4], m0
 597 %else
 598     movaps   xmm0, [r4 + r2]
 599     movaps   xmm1, xmm0
 600     unpcklps xmm0, [r4 + r2 + 16]
 601     unpckhps xmm1, [r4 + r2 + 16]
 602     movaps   [r4 + r2],      xmm0
 603     movaps   [r4 + r2 + 16], xmm1
 604 %endif
 605     add      r2, mmsize*2
 606     jl       .loop
 607 .end:
 608 %if cpuflag(3dnow)
 609     femms
 610     RET
 611 %else
 612     REP_RET
 613 %endif
 614 %endmacro
 615
 616 %if ARCH_X86_32
 617 INIT_MMX 3dnow
 618 FFT_CALC_FUNC
 619 INIT_MMX 3dnowext
 620 FFT_CALC_FUNC
 621 %endif
 622 INIT_XMM sse
 623 FFT_CALC_FUNC
 624
 625 cglobal fft_permute, 2,7,1
 626     mov     r4,  [r0 + FFTContext.revtab]
 627     mov     r5,  [r0 + FFTContext.tmpbuf]
 628     mov     ecx, [r0 + FFTContext.nbits]
 629     mov     r2, 1
 630     shl     r2, cl
 631     xor     r0, r0
 632 %if ARCH_X86_32
 633     mov     r1, r1m
 634 %endif
 635 .loop:
 636     movaps  xmm0, [r1 + 8*r0]
 637     movzx   r6, word [r4 + 2*r0]
 638     movzx   r3, word [r4 + 2*r0 + 2]
 639     movlps  [r5 + 8*r6], xmm0
 640     movhps  [r5 + 8*r3], xmm0
 641     add     r0, 2
 642     cmp     r0, r2
 643     jl      .loop
 644     shl     r2, 3
 645     add     r1, r2
 646     add     r5, r2
 647     neg     r2
 648 ; nbits >= 2 (FFT4) and sizeof(FFTComplex)=8 => at least 32B
 649 .loopcopy:
 650     movaps  xmm0, [r5 + r2]
 651     movaps  xmm1, [r5 + r2 + 16]
 652     movaps  [r1 + r2], xmm0
 653     movaps  [r1 + r2 + 16], xmm1
 654     add     r2, 32
 655     jl      .loopcopy
 656     REP_RET
 657
 658 %macro IMDCT_CALC_FUNC 0
 659 cglobal imdct_calc, 3,5,3
 660     mov     r3d, [r0 + FFTContext.mdctsize]
 661     mov     r4,  [r0 + FFTContext.imdcthalf]
 662     add     r1,  r3
 663     PUSH    r3
 664     PUSH    r1
 665 %if ARCH_X86_32
 666     push    r2
 667     push    r1
 668     push    r0
 669 %else
 670     sub     rsp, 8+32*WIN64 ; allocate win64 shadow space
 671 %endif
 672     call    r4
 673 %if ARCH_X86_32
 674     add     esp, 12
 675 %else
 676     add     rsp, 8+32*WIN64
 677 %endif
 678     POP     r1
 679     POP     r3
 680     lea     r0, [r1 + 2*r3]
 681     mov     r2, r3
 682     sub     r3, mmsize
 683     neg     r2
 684     mova    m2, [ps_m1m1m1m1]
 685 .loop:
 686 %if mmsize == 8
 687     PSWAPD  m0, [r1 + r3]
 688     PSWAPD  m1, [r0 + r2]
 689     pxor    m0, m2
 690 %else
 691     mova    m0, [r1 + r3]
 692     mova    m1, [r0 + r2]
 693     shufps  m0, m0, 0x1b
 694     shufps  m1, m1, 0x1b
 695     xorps   m0, m2
 696 %endif
 697     mova [r0 + r3], m1
 698     mova [r1 + r2], m0
 699     sub     r3, mmsize
 700     add     r2, mmsize
 701     jl      .loop
 702 %if cpuflag(3dnow)
 703     femms
 704     RET
 705 %else
 706     REP_RET
 707 %endif
 708 %endmacro
 709
 710 %if ARCH_X86_32
 711 INIT_MMX 3dnow
 712 IMDCT_CALC_FUNC
 713 INIT_MMX 3dnowext
 714 IMDCT_CALC_FUNC
 715 %endif
 716
 717 INIT_XMM sse
 718 IMDCT_CALC_FUNC
 719
 720 %if ARCH_X86_32
 721 INIT_MMX 3dnow
 722 %define mulps pfmul
 723 %define addps pfadd
 724 %define subps pfsub
 725 %define unpcklps punpckldq
 726 %define unpckhps punpckhdq
 727 DECL_PASS pass_3dnow, PASS_SMALL 1, [wq], [wq+o1q]
 728 DECL_PASS pass_interleave_3dnow, PASS_BIG 0
 729 %define pass_3dnowext pass_3dnow
 730 %define pass_interleave_3dnowext pass_interleave_3dnow
 731 %endif
 732
 733 %ifdef PIC
 734 %define SECTION_REL - $$
 735 %else
 736 %define SECTION_REL
 737 %endif
 738
 739 %macro DECL_FFT 1-2 ; nbits, suffix
 740 %ifidn %0, 1
 741 %xdefine fullsuffix SUFFIX
 742 %else
 743 %xdefine fullsuffix %2 %+ SUFFIX
 744 %endif
 745 %xdefine list_of_fft fft4 %+ SUFFIX SECTION_REL, fft8 %+ SUFFIX SECTION_REL
 746 %if %1>=5
 747 %xdefine list_of_fft list_of_fft, fft16 %+ SUFFIX SECTION_REL
 748 %endif
 749 %if %1>=6
 750 %xdefine list_of_fft list_of_fft, fft32 %+ fullsuffix SECTION_REL
 751 %endif
 752
 753 %assign n 1<<%1
 754 %rep 17-%1
 755 %assign n2 n/2
 756 %assign n4 n/4
 757 %xdefine list_of_fft list_of_fft, fft %+ n %+ fullsuffix SECTION_REL
 758
 759 align 16
 760 fft %+ n %+ fullsuffix:
 761     call fft %+ n2 %+ SUFFIX
 762     add r0, n*4 - (n&(-2<<%1))
 763     call fft %+ n4 %+ SUFFIX
 764     add r0, n*2 - (n2&(-2<<%1))
 765     call fft %+ n4 %+ SUFFIX
 766     sub r0, n*6 + (n2&(-2<<%1))
 767     lea r1, [cos_ %+ n]
 768     mov r2d, n4/2
 769     jmp pass %+ fullsuffix
 770
 771 %assign n n*2
 772 %endrep
 773 %undef n
 774
 775 align 8
 776 dispatch_tab %+ fullsuffix: pointer list_of_fft
 777 %endmacro ; DECL_FFT
 778
 779 INIT_YMM avx
 780 DECL_FFT 6
 781 DECL_FFT 6, _interleave
 782 INIT_XMM sse
 783 DECL_FFT 5
 784 DECL_FFT 5, _interleave
 785 %if ARCH_X86_32
 786 INIT_MMX 3dnow
 787 DECL_FFT 4
 788 DECL_FFT 4, _interleave
 789 INIT_MMX 3dnowext
 790 DECL_FFT 4
 791 DECL_FFT 4, _interleave
 792 %endif
 793
 794 INIT_XMM sse
 795 %undef mulps
 796 %undef addps
 797 %undef subps
 798 %undef unpcklps
 799 %undef unpckhps
 800
 801 %macro PREROTATER 5 ;-2*k, 2*k, input+n4, tcos+n8, tsin+n8
 802 %if mmsize == 8 ; j*2+2-n4, n4-2-j*2, input+n4, tcos+n8, tsin+n8
 803     PSWAPD     m0, [%3+%2*4]
 804     movq       m2, [%3+%1*4-8]
 805     movq       m3, m0
 806     punpckldq  m0, m2
 807     punpckhdq  m2, m3
 808     movd       m1, [%4+%1*2-4] ; tcos[j]
 809     movd       m3, [%4+%2*2]   ; tcos[n4-j-1]
 810     punpckldq  m1, [%5+%1*2-4] ; tsin[j]
 811     punpckldq  m3, [%5+%2*2]   ; tsin[n4-j-1]
 812
 813     mova       m4, m0
 814     PSWAPD     m5, m1
 815     pfmul      m0, m1
 816     pfmul      m4, m5
 817     mova       m6, m2
 818     PSWAPD     m5, m3
 819     pfmul      m2, m3
 820     pfmul      m6, m5
 821 %if cpuflag(3dnowext)
 822     pfpnacc    m0, m4
 823     pfpnacc    m2, m6
 824 %else
 825     SBUTTERFLY dq, 0, 4, 1
 826     SBUTTERFLY dq, 2, 6, 3
 827     pxor       m4, m7
 828     pxor       m6, m7
 829     pfadd      m0, m4
 830     pfadd      m2, m6
 831 %endif
 832 %else
 833     movaps   xmm0, [%3+%2*4]
 834     movaps   xmm1, [%3+%1*4-0x10]
 835     movaps   xmm2, xmm0
 836     shufps   xmm0, xmm1, 0x88
 837     shufps   xmm1, xmm2, 0x77
 838     movlps   xmm4, [%4+%2*2]
 839     movlps   xmm5, [%5+%2*2+0x0]
 840     movhps   xmm4, [%4+%1*2-0x8]
 841     movhps   xmm5, [%5+%1*2-0x8]
 842     movaps   xmm2, xmm0
 843     movaps   xmm3, xmm1
 844     mulps    xmm0, xmm5
 845     mulps    xmm1, xmm4
 846     mulps    xmm2, xmm4
 847     mulps    xmm3, xmm5
 848     subps    xmm1, xmm0
 849     addps    xmm2, xmm3
 850     movaps   xmm0, xmm1
 851     unpcklps xmm1, xmm2
 852     unpckhps xmm0, xmm2
 853 %endif
 854 %endmacro
 855
 856 %macro CMUL 6 ;j, xmm0, xmm1, 3, 4, 5
 857     mulps      m6, %3, [%5+%1]
 858     mulps      m7, %2, [%5+%1]
 859     mulps      %2, %2, [%6+%1]
 860     mulps      %3, %3, [%6+%1]
 861     subps      %2, %2, m6
 862     addps      %3, %3, m7
 863 %endmacro
 864
 865 %macro POSROTATESHUF_AVX 5 ;j, k, z+n8, tcos+n8, tsin+n8
 866 .post:
 867     vmovaps      ymm1,   [%3+%1*2]
 868     vmovaps      ymm0,   [%3+%1*2+0x20]
 869     vmovaps      ymm3,   [%3+%2*2]
 870     vmovaps      ymm2,   [%3+%2*2+0x20]
 871
 872     CMUL         %1, ymm0, ymm1, %3, %4, %5
 873     CMUL         %2, ymm2, ymm3, %3, %4, %5
 874     vshufps      ymm1, ymm1, ymm1, 0x1b
 875     vshufps      ymm3, ymm3, ymm3, 0x1b
 876     vperm2f128   ymm1, ymm1, ymm1, 0x01
 877     vperm2f128   ymm3, ymm3, ymm3, 0x01
 878     vunpcklps    ymm6, ymm2, ymm1
 879     vunpckhps    ymm4, ymm2, ymm1
 880     vunpcklps    ymm7, ymm0, ymm3
 881     vunpckhps    ymm5, ymm0, ymm3
 882
 883     vextractf128 [%3+%1*2],      ymm7, 0
 884     vextractf128 [%3+%1*2+0x10], ymm5, 0
 885     vextractf128 [%3+%1*2+0x20], ymm7, 1
 886     vextractf128 [%3+%1*2+0x30], ymm5, 1
 887
 888     vextractf128 [%3+%2*2],      ymm6, 0
 889     vextractf128 [%3+%2*2+0x10], ymm4, 0
 890     vextractf128 [%3+%2*2+0x20], ymm6, 1
 891     vextractf128 [%3+%2*2+0x30], ymm4, 1
 892     sub      %2,   0x20
 893     add      %1,   0x20
 894     jl       .post
 895 %endmacro
 896
 897 %macro POSROTATESHUF 5 ;j, k, z+n8, tcos+n8, tsin+n8
 898 .post:
 899     movaps   xmm1, [%3+%1*2]
 900     movaps   xmm0, [%3+%1*2+0x10]
 901     CMUL     %1,   xmm0, xmm1, %3, %4, %5
 902     movaps   xmm5, [%3+%2*2]
 903     movaps   xmm4, [%3+%2*2+0x10]
 904     CMUL     %2,   xmm4, xmm5, %3, %4, %5
 905     shufps   xmm1, xmm1, 0x1b
 906     shufps   xmm5, xmm5, 0x1b
 907     movaps   xmm6, xmm4
 908     unpckhps xmm4, xmm1
 909     unpcklps xmm6, xmm1
 910     movaps   xmm2, xmm0
 911     unpcklps xmm0, xmm5
 912     unpckhps xmm2, xmm5
 913     movaps   [%3+%2*2],      xmm6
 914     movaps   [%3+%2*2+0x10], xmm4
 915     movaps   [%3+%1*2],      xmm0
 916     movaps   [%3+%1*2+0x10], xmm2
 917     sub      %2,   0x10
 918     add      %1,   0x10
 919     jl       .post
 920 %endmacro
 921
 922 %macro CMUL_3DNOW 6
 923     mova       m6, [%1+%2*2]
 924     mova       %3, [%1+%2*2+8]
 925     mova       %4, m6
 926     mova       m7, %3
 927     pfmul      m6, [%5+%2]
 928     pfmul      %3, [%6+%2]
 929     pfmul      %4, [%6+%2]
 930     pfmul      m7, [%5+%2]
 931     pfsub      %3, m6
 932     pfadd      %4, m7
 933 %endmacro
 934
 935 %macro POSROTATESHUF_3DNOW 5 ;j, k, z+n8, tcos+n8, tsin+n8
 936 .post:
 937     CMUL_3DNOW %3, %1, m0, m1, %4, %5
 938     CMUL_3DNOW %3, %2, m2, m3, %4, %5
 939     movd  [%3+%1*2+ 0], m0
 940     movd  [%3+%2*2+12], m1
 941     movd  [%3+%2*2+ 0], m2
 942     movd  [%3+%1*2+12], m3
 943     psrlq      m0, 32
 944     psrlq      m1, 32
 945     psrlq      m2, 32
 946     psrlq      m3, 32
 947     movd  [%3+%1*2+ 8], m0
 948     movd  [%3+%2*2+ 4], m1
 949     movd  [%3+%2*2+ 8], m2
 950     movd  [%3+%1*2+ 4], m3
 951     sub        %2, 8
 952     add        %1, 8
 953     jl         .post
 954 %endmacro
 955
 956 %macro DECL_IMDCT 1
 957 cglobal imdct_half, 3,12,8; FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input
 958 %if ARCH_X86_64
 959 %define rrevtab r7
 960 %define rtcos   r8
 961 %define rtsin   r9
 962 %else
 963 %define rrevtab r6
 964 %define rtsin   r6
 965 %define rtcos   r5
 966 %endif
 967     mov   r3d, [r0+FFTContext.mdctsize]
 968     add   r2, r3
 969     shr   r3, 1
 970     mov   rtcos, [r0+FFTContext.tcos]
 971     mov   rtsin, [r0+FFTContext.tsin]
 972     add   rtcos, r3
 973     add   rtsin, r3
 974 %if ARCH_X86_64 == 0
 975     push  rtcos
 976     push  rtsin
 977 %endif
 978     shr   r3, 1
 979     mov   rrevtab, [r0+FFTContext.revtab]
 980     add   rrevtab, r3
 981 %if ARCH_X86_64 == 0
 982     push  rrevtab
 983 %endif
 984
 985 %if mmsize == 8
 986     sub   r3, 2
 987 %else
 988     sub   r3, 4
 989 %endif
 990 %if ARCH_X86_64 || mmsize == 8
 991     xor   r4, r4
 992     sub   r4, r3
 993 %endif
 994 %if notcpuflag(3dnowext) && mmsize == 8
 995     movd  m7, [ps_m1m1m1m1]
 996 %endif
 997 .pre:
 998 %if ARCH_X86_64 == 0
 999 ;unspill
1000 %if mmsize != 8
1001     xor   r4, r4
1002     sub   r4, r3
1003 %endif
1004     mov   rtcos, [esp+8]
1005     mov   rtsin, [esp+4]
1006 %endif
1007
1008     PREROTATER r4, r3, r2, rtcos, rtsin
1009 %if mmsize == 8
1010     mov    r6, [esp]                ; rrevtab = ptr+n8
1011     movzx  r5,  word [rrevtab+r4-2] ; rrevtab[j]
1012     movzx  r6,  word [rrevtab+r3]   ; rrevtab[n4-j-1]
1013     mova [r1+r5*8], m0
1014     mova [r1+r6*8], m2
1015     add    r4, 2
1016     sub    r3, 2
1017 %else
1018 %if ARCH_X86_64
1019     movzx  r5,  word [rrevtab+r4-4]
1020     movzx  r6,  word [rrevtab+r4-2]
1021     movzx  r10, word [rrevtab+r3]
1022     movzx  r11, word [rrevtab+r3+2]
1023     movlps [r1+r5 *8], xmm0
1024     movhps [r1+r6 *8], xmm0
1025     movlps [r1+r10*8], xmm1
1026     movhps [r1+r11*8], xmm1
1027     add    r4, 4
1028 %else
1029     mov    r6, [esp]
1030     movzx  r5, word [r6+r4-4]
1031     movzx  r4, word [r6+r4-2]
1032     movlps [r1+r5*8], xmm0
1033     movhps [r1+r4*8], xmm0
1034     movzx  r5, word [r6+r3]
1035     movzx  r4, word [r6+r3+2]
1036     movlps [r1+r5*8], xmm1
1037     movhps [r1+r4*8], xmm1
1038 %endif
1039     sub    r3, 4
1040 %endif
1041     jns    .pre
1042
1043     mov  r5, r0
1044     mov  r6, r1
1045     mov  r0, r1
1046     mov  r1d, [r5+FFTContext.nbits]
1047
1048     FFT_DISPATCH SUFFIX, r1
1049
1050     mov  r0d, [r5+FFTContext.mdctsize]
1051     add  r6, r0
1052     shr  r0, 1
1053 %if ARCH_X86_64 == 0
1054 %define rtcos r2
1055 %define rtsin r3
1056     mov  rtcos, [esp+8]
1057     mov  rtsin, [esp+4]
1058 %endif
1059     neg  r0
1060     mov  r1, -mmsize
1061     sub  r1, r0
1062     %1 r0, r1, r6, rtcos, rtsin
1063 %if ARCH_X86_64 == 0
1064     add esp, 12
1065 %endif
1066 %if mmsize == 8
1067     femms
1068 %endif
1069     RET
1070 %endmacro
1071
1072 DECL_IMDCT POSROTATESHUF
1073
1074 %if ARCH_X86_32
1075 INIT_MMX 3dnow
1076 DECL_IMDCT POSROTATESHUF_3DNOW
1077
1078 INIT_MMX 3dnowext
1079 DECL_IMDCT POSROTATESHUF_3DNOW
1080 %endif
1081
1082 INIT_YMM avx
1083 DECL_IMDCT POSROTATESHUF_AVX