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

   1 ;*****************************************************************************
   2 ;* SIMD-optimized motion compensation estimation
   3 ;*****************************************************************************
   4 ;* Copyright (c) 2000, 2001 Fabrice Bellard
   5 ;* Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   6 ;*
   7 ;* This file is part of Libav.
   8 ;*
   9 ;* Libav is free software; you can redistribute it and/or
  10 ;* modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11 ;* License as published by the Free Software Foundation; either
  12 ;* version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13 ;*
  14 ;* Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  15 ;* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16 ;* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17 ;* Lesser General Public License for more details.
  18 ;*
  19 ;* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20 ;* License along with Libav; if not, write to the Free Software
  21 ;* Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22 ;*****************************************************************************
  23
  24 %include "libavutil/x86/x86util.asm"
  25
  26 SECTION .text
  27
  28 %macro DIFF_PIXELS_1 4
  29     movh            %1, %3
  30     movh            %2, %4
  31     punpcklbw       %2, %1
  32     punpcklbw       %1, %1
  33     psubw           %1, %2
  34 %endmacro
  35
  36 ; %1=uint8_t *pix1, %2=uint8_t *pix2, %3=static offset, %4=stride, %5=stride*3
  37 ; %6=temporary storage location
  38 ; this macro requires $mmsize stack space (aligned) on %6 (except on SSE+x86-64)
  39 %macro DIFF_PIXELS_8 6
  40     DIFF_PIXELS_1   m0, m7, [%1     +%3], [%2     +%3]
  41     DIFF_PIXELS_1   m1, m7, [%1+%4  +%3], [%2+%4  +%3]
  42     DIFF_PIXELS_1   m2, m7, [%1+%4*2+%3], [%2+%4*2+%3]
  43     add             %1, %5
  44     add             %2, %5
  45     DIFF_PIXELS_1   m3, m7, [%1     +%3], [%2     +%3]
  46     DIFF_PIXELS_1   m4, m7, [%1+%4  +%3], [%2+%4  +%3]
  47     DIFF_PIXELS_1   m5, m7, [%1+%4*2+%3], [%2+%4*2+%3]
  48     DIFF_PIXELS_1   m6, m7, [%1+%5  +%3], [%2+%5  +%3]
  49 %ifdef m8
  50     DIFF_PIXELS_1   m7, m8, [%1+%4*4+%3], [%2+%4*4+%3]
  51 %else
  52     mova          [%6], m0
  53     DIFF_PIXELS_1   m7, m0, [%1+%4*4+%3], [%2+%4*4+%3]
  54     mova            m0, [%6]
  55 %endif
  56     sub             %1, %5
  57     sub             %2, %5
  58 %endmacro
  59
  60 %macro HADAMARD8 0
  61     SUMSUB_BADC       w, 0, 1, 2, 3
  62     SUMSUB_BADC       w, 4, 5, 6, 7
  63     SUMSUB_BADC       w, 0, 2, 1, 3
  64     SUMSUB_BADC       w, 4, 6, 5, 7
  65     SUMSUB_BADC       w, 0, 4, 1, 5
  66     SUMSUB_BADC       w, 2, 6, 3, 7
  67 %endmacro
  68
  69 %macro ABS1_SUM 3
  70     ABS1            %1, %2
  71     paddusw         %3, %1
  72 %endmacro
  73
  74 %macro ABS2_SUM 6
  75     ABS2            %1, %2, %3, %4
  76     paddusw         %5, %1
  77     paddusw         %6, %2
  78 %endmacro
  79
  80 %macro ABS_SUM_8x8_64 1
  81     ABS2            m0, m1, m8, m9
  82     ABS2_SUM        m2, m3, m8, m9, m0, m1
  83     ABS2_SUM        m4, m5, m8, m9, m0, m1
  84     ABS2_SUM        m6, m7, m8, m9, m0, m1
  85     paddusw         m0, m1
  86 %endmacro
  87
  88 %macro ABS_SUM_8x8_32 1
  89     mova          [%1], m7
  90     ABS1            m0, m7
  91     ABS1            m1, m7
  92     ABS1_SUM        m2, m7, m0
  93     ABS1_SUM        m3, m7, m1
  94     ABS1_SUM        m4, m7, m0
  95     ABS1_SUM        m5, m7, m1
  96     ABS1_SUM        m6, m7, m0
  97     mova            m2, [%1]
  98     ABS1_SUM        m2, m7, m1
  99     paddusw         m0, m1
 100 %endmacro
 101
 102 ; FIXME: HSUM saturates at 64k, while an 8x8 hadamard or dct block can get up to
 103 ; about 100k on extreme inputs. But that's very unlikely to occur in natural video,
 104 ; and it's even more unlikely to not have any alternative mvs/modes with lower cost.
 105 %macro HSUM 3
 106 %if cpuflag(sse2)
 107     movhlps         %2, %1
 108     paddusw         %1, %2
 109     pshuflw         %2, %1, 0xE
 110     paddusw         %1, %2
 111     pshuflw         %2, %1, 0x1
 112     paddusw         %1, %2
 113     movd            %3, %1
 114 %elif cpuflag(mmxext)
 115     pshufw          %2, %1, 0xE
 116     paddusw         %1, %2
 117     pshufw          %2, %1, 0x1
 118     paddusw         %1, %2
 119     movd            %3, %1
 120 %elif cpuflag(mmx)
 121     mova            %2, %1
 122     psrlq           %1, 32
 123     paddusw         %1, %2
 124     mova            %2, %1
 125     psrlq           %1, 16
 126     paddusw         %1, %2
 127     movd            %3, %1
 128 %endif
 129 %endmacro
 130
 131 %macro STORE4 5
 132     mova [%1+mmsize*0], %2
 133     mova [%1+mmsize*1], %3
 134     mova [%1+mmsize*2], %4
 135     mova [%1+mmsize*3], %5
 136 %endmacro
 137
 138 %macro LOAD4 5
 139     mova            %2, [%1+mmsize*0]
 140     mova            %3, [%1+mmsize*1]
 141     mova            %4, [%1+mmsize*2]
 142     mova            %5, [%1+mmsize*3]
 143 %endmacro
 144
 145 %macro hadamard8_16_wrapper 2
 146 cglobal hadamard8_diff, 4, 4, %1
 147 %ifndef m8
 148     %assign pad %2*mmsize-(4+stack_offset&(mmsize-1))
 149     SUB            rsp, pad
 150 %endif
 151     call hadamard8x8_diff %+ SUFFIX
 152 %ifndef m8
 153     ADD            rsp, pad
 154 %endif
 155     RET
 156
 157 cglobal hadamard8_diff16, 5, 6, %1
 158 %ifndef m8
 159     %assign pad %2*mmsize-(4+stack_offset&(mmsize-1))
 160     SUB            rsp, pad
 161 %endif
 162
 163     call hadamard8x8_diff %+ SUFFIX
 164     mov            r5d, eax
 165
 166     add             r1, 8
 167     add             r2, 8
 168     call hadamard8x8_diff %+ SUFFIX
 169     add            r5d, eax
 170
 171     cmp            r4d, 16
 172     jne .done
 173
 174     lea             r1, [r1+r3*8-8]
 175     lea             r2, [r2+r3*8-8]
 176     call hadamard8x8_diff %+ SUFFIX
 177     add            r5d, eax
 178
 179     add             r1, 8
 180     add             r2, 8
 181     call hadamard8x8_diff %+ SUFFIX
 182     add            r5d, eax
 183
 184 .done:
 185     mov            eax, r5d
 186 %ifndef m8
 187     ADD            rsp, pad
 188 %endif
 189     RET
 190 %endmacro
 191
 192 %macro HADAMARD8_DIFF 0-1
 193 %if cpuflag(sse2)
 194 hadamard8x8_diff %+ SUFFIX:
 195     lea                          r0, [r3*3]
 196     DIFF_PIXELS_8                r1, r2,  0, r3, r0, rsp+gprsize
 197     HADAMARD8
 198 %if ARCH_X86_64
 199     TRANSPOSE8x8W                 0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8
 200 %else
 201     TRANSPOSE8x8W                 0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7, [rsp+gprsize], [rsp+mmsize+gprsize]
 202 %endif
 203     HADAMARD8
 204     ABS_SUM_8x8         rsp+gprsize
 205     HSUM                        m0, m1, eax
 206     and                         eax, 0xFFFF
 207     ret
 208
 209 hadamard8_16_wrapper %1, 3
 210 %elif cpuflag(mmx)
 211 ALIGN 16
 212 ; int ff_hadamard8_diff_ ## cpu(MpegEncContext *s, uint8_t *src1,
 213 ;                               uint8_t *src2, int stride, int h)
 214 ; r0 = void *s = unused, int h = unused (always 8)
 215 ; note how r1, r2 and r3 are not clobbered in this function, so 16x16
 216 ; can simply call this 2x2x (and that's why we access rsp+gprsize
 217 ; everywhere, which is rsp of calling func
 218 hadamard8x8_diff %+ SUFFIX:
 219     lea                          r0, [r3*3]
 220
 221     ; first 4x8 pixels
 222     DIFF_PIXELS_8                r1, r2,  0, r3, r0, rsp+gprsize+0x60
 223     HADAMARD8
 224     mova         [rsp+gprsize+0x60], m7
 225     TRANSPOSE4x4W                 0,  1,  2,  3,  7
 226     STORE4              rsp+gprsize, m0, m1, m2, m3
 227     mova                         m7, [rsp+gprsize+0x60]
 228     TRANSPOSE4x4W                 4,  5,  6,  7,  0
 229     STORE4         rsp+gprsize+0x40, m4, m5, m6, m7
 230
 231     ; second 4x8 pixels
 232     DIFF_PIXELS_8                r1, r2,  4, r3, r0, rsp+gprsize+0x60
 233     HADAMARD8
 234     mova         [rsp+gprsize+0x60], m7
 235     TRANSPOSE4x4W                 0,  1,  2,  3,  7
 236     STORE4         rsp+gprsize+0x20, m0, m1, m2, m3
 237     mova                         m7, [rsp+gprsize+0x60]
 238     TRANSPOSE4x4W                 4,  5,  6,  7,  0
 239
 240     LOAD4          rsp+gprsize+0x40, m0, m1, m2, m3
 241     HADAMARD8
 242     ABS_SUM_8x8_32 rsp+gprsize+0x60
 243     mova         [rsp+gprsize+0x60], m0
 244
 245     LOAD4          rsp+gprsize     , m0, m1, m2, m3
 246     LOAD4          rsp+gprsize+0x20, m4, m5, m6, m7
 247     HADAMARD8
 248     ABS_SUM_8x8_32 rsp+gprsize
 249     paddusw                      m0, [rsp+gprsize+0x60]
 250
 251     HSUM                         m0, m1, eax
 252     and                         rax, 0xFFFF
 253     ret
 254
 255 hadamard8_16_wrapper 0, 14
 256 %endif
 257 %endmacro
 258
 259 INIT_MMX mmx
 260 HADAMARD8_DIFF
 261
 262 INIT_MMX mmxext
 263 HADAMARD8_DIFF
 264
 265 INIT_XMM sse2
 266 %if ARCH_X86_64
 267 %define ABS_SUM_8x8 ABS_SUM_8x8_64
 268 %else
 269 %define ABS_SUM_8x8 ABS_SUM_8x8_32
 270 %endif
 271 HADAMARD8_DIFF 10
 272
 273 INIT_XMM ssse3
 274 %define ABS_SUM_8x8 ABS_SUM_8x8_64
 275 HADAMARD8_DIFF 9
 276
 277 INIT_XMM sse2
 278 ; int ff_sse16_sse2(MpegEncContext *v, uint8_t *pix1, uint8_t *pix2,
 279 ;                   int line_size, int h);
 280 cglobal sse16, 5, 5, 8
 281     shr      r4d, 1
 282     pxor      m0, m0         ; mm0 = 0
 283     pxor      m7, m7         ; mm7 holds the sum
 284
 285 .next2lines: ; FIXME why are these unaligned movs? pix1[] is aligned
 286     movu      m1, [r1   ]    ; mm1 = pix1[0][0-15]
 287     movu      m2, [r2   ]    ; mm2 = pix2[0][0-15]
 288     movu      m3, [r1+r3]    ; mm3 = pix1[1][0-15]
 289     movu      m4, [r2+r3]    ; mm4 = pix2[1][0-15]
 290
 291     ; todo: mm1-mm2, mm3-mm4
 292     ; algo: subtract mm1 from mm2 with saturation and vice versa
 293     ;       OR the result to get the absolute difference
 294     mova      m5, m1
 295     mova      m6, m3
 296     psubusb   m1, m2
 297     psubusb   m3, m4
 298     psubusb   m2, m5
 299     psubusb   m4, m6
 300
 301     por       m2, m1
 302     por       m4, m3
 303
 304     ; now convert to 16-bit vectors so we can square them
 305     mova      m1, m2
 306     mova      m3, m4
 307
 308     punpckhbw m2, m0
 309     punpckhbw m4, m0
 310     punpcklbw m1, m0         ; mm1 not spread over (mm1,mm2)
 311     punpcklbw m3, m0         ; mm4 not spread over (mm3,mm4)
 312
 313     pmaddwd   m2, m2
 314     pmaddwd   m4, m4
 315     pmaddwd   m1, m1
 316     pmaddwd   m3, m3
 317
 318     lea       r1, [r1+r3*2]  ; pix1 += 2*line_size
 319     lea       r2, [r2+r3*2]  ; pix2 += 2*line_size
 320
 321     paddd     m1, m2
 322     paddd     m3, m4
 323     paddd     m7, m1
 324     paddd     m7, m3
 325
 326     dec       r4
 327     jnz .next2lines
 328
 329     mova      m1, m7
 330     psrldq    m7, 8          ; shift hi qword to lo
 331     paddd     m7, m1
 332     mova      m1, m7
 333     psrldq    m7, 4          ; shift hi dword to lo
 334     paddd     m7, m1
 335     movd     eax, m7         ; return value
 336     RET