git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/x86/motion_est.c

   1 /*
   2  * MMX optimized motion estimation
   3  * Copyright (c) 2001 Fabrice Bellard
   4  * Copyright (c) 2002-2004 Michael Niedermayer
   5  *
   6  * mostly by Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   7  *
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   9  *
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  19  *
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  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  23  */
  24
  25 #include "libavutil/attributes.h"
  26 #include "libavutil/internal.h"
  27 #include "libavutil/mem.h"
  28 #include "libavutil/x86/asm.h"
  29 #include "libavcodec/dsputil.h"
  30 #include "dsputil_mmx.h"
  31
  32 #if HAVE_INLINE_ASM
  33
  34 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, round_tab)[3]={
  35 0x0000000000000000ULL,
  36 0x0001000100010001ULL,
  37 0x0002000200020002ULL,
  38 };
  39
  40 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, bone)= 0x0101010101010101LL;
  41
  42 static inline void sad8_1_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
  43 {
  44     x86_reg len= -(stride*h);
  45     __asm__ volatile(
  46         ".p2align 4                     \n\t"
  47         "1:                             \n\t"
  48         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
  49         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
  50         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
  51         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
  52         "psubusb %%mm0, %%mm2           \n\t"
  53         "psubusb %%mm4, %%mm0           \n\t"
  54         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
  55         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
  56         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
  57         "psubusb %%mm1, %%mm3           \n\t"
  58         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
  59         "por %%mm2, %%mm0               \n\t"
  60         "por %%mm1, %%mm3               \n\t"
  61         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
  62         "movq %%mm3, %%mm2              \n\t"
  63         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
  64         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
  65         "punpcklbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
  66         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
  67         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
  68         "paddw %%mm3, %%mm2             \n\t"
  69         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
  70         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
  71         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
  72         " js 1b                         \n\t"
  73         : "+a" (len)
  74         : "r" (blk1 - len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
  75     );
  76 }
  77
  78 static inline void sad8_1_mmxext(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2,
  79                                  int stride, int h)
  80 {
  81     __asm__ volatile(
  82         ".p2align 4                     \n\t"
  83         "1:                             \n\t"
  84         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
  85         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
  86         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
  87         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
  88         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
  89         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
  90         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
  91         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
  92         "sub $2, %0                     \n\t"
  93         " jg 1b                         \n\t"
  94         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
  95         : "r" ((x86_reg)stride)
  96     );
  97 }
  98
  99 static int sad16_sse2(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)
 100 {
 101     int ret;
 102     __asm__ volatile(
 103         "pxor %%xmm2, %%xmm2            \n\t"
 104         ".p2align 4                     \n\t"
 105         "1:                             \n\t"
 106         "movdqu (%1), %%xmm0            \n\t"
 107         "movdqu (%1, %4), %%xmm1        \n\t"
 108         "psadbw (%2), %%xmm0            \n\t"
 109         "psadbw (%2, %4), %%xmm1        \n\t"
 110         "paddw %%xmm0, %%xmm2           \n\t"
 111         "paddw %%xmm1, %%xmm2           \n\t"
 112         "lea (%1,%4,2), %1              \n\t"
 113         "lea (%2,%4,2), %2              \n\t"
 114         "sub $2, %0                     \n\t"
 115         " jg 1b                         \n\t"
 116         "movhlps %%xmm2, %%xmm0         \n\t"
 117         "paddw   %%xmm0, %%xmm2         \n\t"
 118         "movd    %%xmm2, %3             \n\t"
 119         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2), "=r"(ret)
 120         : "r" ((x86_reg)stride)
 121     );
 122     return ret;
 123 }
 124
 125 static inline void sad8_x2a_mmxext(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2,
 126                                    int stride, int h)
 127 {
 128     __asm__ volatile(
 129         ".p2align 4                     \n\t"
 130         "1:                             \n\t"
 131         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 132         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
 133         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
 134         "pavgb 1(%1, %3), %%mm1         \n\t"
 135         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 136         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
 137         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 138         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 139         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 140         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 141         "sub $2, %0                     \n\t"
 142         " jg 1b                         \n\t"
 143         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 144         : "r" ((x86_reg)stride)
 145     );
 146 }
 147
 148 static inline void sad8_y2a_mmxext(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2,
 149                                    int stride, int h)
 150 {
 151     __asm__ volatile(
 152         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 153         "add %3, %1                     \n\t"
 154         ".p2align 4                     \n\t"
 155         "1:                             \n\t"
 156         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
 157         "movq (%1, %3), %%mm2           \n\t"
 158         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
 159         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
 160         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 161         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
 162         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 163         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 164         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
 165         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 166         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 167         "sub $2, %0                     \n\t"
 168         " jg 1b                         \n\t"
 169         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 170         : "r" ((x86_reg)stride)
 171     );
 172 }
 173
 174 static inline void sad8_4_mmxext(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2,
 175                                  int stride, int h)
 176 {
 177     __asm__ volatile(
 178         "movq "MANGLE(bone)", %%mm5     \n\t"
 179         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 180         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
 181         "add %3, %1                     \n\t"
 182         ".p2align 4                     \n\t"
 183         "1:                             \n\t"
 184         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
 185         "movq (%1,%3), %%mm2            \n\t"
 186         "pavgb 1(%1), %%mm1             \n\t"
 187         "pavgb 1(%1,%3), %%mm2          \n\t"
 188         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
 189         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
 190         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
 191         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 192         "psadbw (%2,%3), %%mm1          \n\t"
 193         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 194         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 195         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
 196         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 197         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 198         "sub $2, %0                     \n\t"
 199         " jg 1b                         \n\t"
 200         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 201         : "r" ((x86_reg)stride)
 202     );
 203 }
 204
 205 static inline void sad8_2_mmx(uint8_t *blk1a, uint8_t *blk1b, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 206 {
 207     x86_reg len= -(stride*h);
 208     __asm__ volatile(
 209         ".p2align 4                     \n\t"
 210         "1:                             \n\t"
 211         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
 212         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
 213         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 214         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
 215         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 216         "punpcklbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 217         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 218         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 219         "paddw %%mm0, %%mm1             \n\t"
 220         "paddw %%mm2, %%mm3             \n\t"
 221         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
 222         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 223         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
 224         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
 225         "psrlw $1, %%mm1                \n\t"
 226         "psrlw $1, %%mm3                \n\t"
 227         "packuswb %%mm3, %%mm1          \n\t"
 228         "psubusb %%mm1, %%mm4           \n\t"
 229         "psubusb %%mm2, %%mm1           \n\t"
 230         "por %%mm4, %%mm1               \n\t"
 231         "movq %%mm1, %%mm0              \n\t"
 232         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 233         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 234         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
 235         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 236         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
 237         " js 1b                         \n\t"
 238         : "+a" (len)
 239         : "r" (blk1a - len), "r" (blk1b -len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
 240     );
 241 }
 242
 243 static inline void sad8_4_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 244 {
 245     x86_reg len= -(stride*h);
 246     __asm__ volatile(
 247         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
 248         "movq 1(%1, %%"REG_a"), %%mm2   \n\t"
 249         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
 250         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
 251         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 252         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 253         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 254         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 255         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
 256         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
 257         ".p2align 4                     \n\t"
 258         "1:                             \n\t"
 259         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 260         "movq 1(%2, %%"REG_a"), %%mm4   \n\t"
 261         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
 262         "movq %%mm4, %%mm5              \n\t"
 263         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 264         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 265         "punpcklbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
 266         "punpckhbw %%mm7, %%mm5         \n\t"
 267         "paddw %%mm4, %%mm2             \n\t"
 268         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
 269         "movq 16+"MANGLE(round_tab)", %%mm5 \n\t"
 270         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
 271         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
 272         "paddw %%mm5, %%mm0             \n\t"
 273         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
 274         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
 275         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
 276         "psrlw $2, %%mm0                \n\t"
 277         "psrlw $2, %%mm1                \n\t"
 278         "packuswb %%mm1, %%mm0          \n\t"
 279         "psubusb %%mm0, %%mm4           \n\t"
 280         "psubusb %%mm5, %%mm0           \n\t"
 281         "por %%mm4, %%mm0               \n\t"
 282         "movq %%mm0, %%mm4              \n\t"
 283         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 284         "punpckhbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
 285         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 286         "paddw %%mm4, %%mm6             \n\t"
 287         "movq  %%mm2, %%mm0             \n\t"
 288         "movq  %%mm3, %%mm1             \n\t"
 289         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
 290         " js 1b                         \n\t"
 291         : "+a" (len)
 292         : "r" (blk1 - len), "r" (blk1 -len + stride), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
 293     );
 294 }
 295
 296 static inline int sum_mmx(void)
 297 {
 298     int ret;
 299     __asm__ volatile(
 300         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
 301         "psrlq $32, %%mm6               \n\t"
 302         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 303         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
 304         "psrlq $16, %%mm6               \n\t"
 305         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 306         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
 307         : "=r" (ret)
 308     );
 309     return ret&0xFFFF;
 310 }
 311
 312 static inline int sum_mmxext(void)
 313 {
 314     int ret;
 315     __asm__ volatile(
 316         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
 317         : "=r" (ret)
 318     );
 319     return ret;
 320 }
 321
 322 static inline void sad8_x2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 323 {
 324     sad8_2_mmx(blk1, blk1+1, blk2, stride, h);
 325 }
 326 static inline void sad8_y2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 327 {
 328     sad8_2_mmx(blk1, blk1+stride, blk2, stride, h);
 329 }
 330
 331
 332 #define PIX_SAD(suf)\
 333 static int sad8_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 334 {\
 335     assert(h==8);\
 336     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 337                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
 338 \
 339     sad8_1_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 340 \
 341     return sum_ ## suf();\
 342 }\
 343 static int sad8_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 344 {\
 345     assert(h==8);\
 346     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 347                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 348                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 349                  :: "m"(round_tab[1]) \
 350                  );\
 351 \
 352     sad8_x2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 353 \
 354     return sum_ ## suf();\
 355 }\
 356 \
 357 static int sad8_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 358 {\
 359     assert(h==8);\
 360     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 361                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 362                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 363                  :: "m"(round_tab[1]) \
 364                  );\
 365 \
 366     sad8_y2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 367 \
 368     return sum_ ## suf();\
 369 }\
 370 \
 371 static int sad8_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 372 {\
 373     assert(h==8);\
 374     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 375                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 376                  ::);\
 377 \
 378     sad8_4_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 379 \
 380     return sum_ ## suf();\
 381 }\
 382 \
 383 static int sad16_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 384 {\
 385     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 386                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
 387 \
 388     sad8_1_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 389     sad8_1_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 390 \
 391     return sum_ ## suf();\
 392 }\
 393 static int sad16_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 394 {\
 395     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 396                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 397                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 398                  :: "m"(round_tab[1]) \
 399                  );\
 400 \
 401     sad8_x2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 402     sad8_x2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 403 \
 404     return sum_ ## suf();\
 405 }\
 406 static int sad16_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 407 {\
 408     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 409                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 410                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 411                  :: "m"(round_tab[1]) \
 412                  );\
 413 \
 414     sad8_y2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 415     sad8_y2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 416 \
 417     return sum_ ## suf();\
 418 }\
 419 static int sad16_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 420 {\
 421     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 422                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 423                  ::);\
 424 \
 425     sad8_4_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 426     sad8_4_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 427 \
 428     return sum_ ## suf();\
 429 }\
 430
 431 PIX_SAD(mmx)
 432 PIX_SAD(mmxext)
 433
 434 #endif /* HAVE_INLINE_ASM */
 435
 436 av_cold void ff_dsputil_init_pix_mmx(DSPContext *c, AVCodecContext *avctx)
 437 {
 438 #if HAVE_INLINE_ASM
 439     int mm_flags = av_get_cpu_flags();
 440
 441     if (mm_flags & AV_CPU_FLAG_MMX) {
 442         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmx;
 443         c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmx;
 444         c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmx;
 445         c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmx;
 446         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmx;
 447         c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmx;
 448         c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmx;
 449         c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmx;
 450
 451         c->sad[0]= sad16_mmx;
 452         c->sad[1]= sad8_mmx;
 453     }
 454     if (mm_flags & AV_CPU_FLAG_MMXEXT) {
 455         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmxext;
 456         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmxext;
 457
 458         c->sad[0]        = sad16_mmxext;
 459         c->sad[1]        = sad8_mmxext;
 460
 461         if(!(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)){
 462             c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmxext;
 463             c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmxext;
 464             c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmxext;
 465             c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmxext;
 466             c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmxext;
 467             c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmxext;
 468         }
 469     }
 470     if ((mm_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2) && !(mm_flags & AV_CPU_FLAG_3DNOW)) {
 471         c->sad[0]= sad16_sse2;
 472     }
 473 #endif /* HAVE_INLINE_ASM */
 474 }