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  *
   8  * This file is part of FFmpeg.
   9  *
  10  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  11  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
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  14  *
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  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  21  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  23  */
  24
  25 #include "libavutil/avassert.h"
  26 #include "libavutil/mem.h"
  27 #include "libavutil/x86/asm.h"
  28 #include "libavcodec/dsputil.h"
  29 #include "dsputil_mmx.h"
  30
  31 #if HAVE_INLINE_ASM
  32
  33 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, round_tab)[3]={
  34 0x0000000000000000ULL,
  35 0x0001000100010001ULL,
  36 0x0002000200020002ULL,
  37 };
  38
  39 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, bone)= 0x0101010101010101LL;
  40
  41 static inline void sad8_1_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
  42 {
  43     x86_reg len= -(x86_reg)stride*h;
  44     __asm__ volatile(
  45         ".p2align 4                     \n\t"
  46         "1:                             \n\t"
  47         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
  48         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
  49         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
  50         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
  51         "psubusb %%mm0, %%mm2           \n\t"
  52         "psubusb %%mm4, %%mm0           \n\t"
  53         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
  54         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
  55         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
  56         "psubusb %%mm1, %%mm3           \n\t"
  57         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
  58         "por %%mm2, %%mm0               \n\t"
  59         "por %%mm1, %%mm3               \n\t"
  60         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
  61         "movq %%mm3, %%mm2              \n\t"
  62         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
  63         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
  64         "punpcklbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
  65         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
  66         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
  67         "paddw %%mm3, %%mm2             \n\t"
  68         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
  69         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
  70         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
  71         " js 1b                         \n\t"
  72         : "+a" (len)
  73         : "r" (blk1 - len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
  74     );
  75 }
  76
  77 static inline void sad8_1_mmxext(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2,
  78                                  int stride, int h)
  79 {
  80     __asm__ volatile(
  81         ".p2align 4                     \n\t"
  82         "1:                             \n\t"
  83         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
  84         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
  85         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
  86         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
  87         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
  88         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
  89         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
  90         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
  91         "sub $2, %0                     \n\t"
  92         " jg 1b                         \n\t"
  93         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
  94         : "r" ((x86_reg)stride)
  95     );
  96 }
  97
  98 static int sad16_sse2(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)
  99 {
 100     int ret;
 101     __asm__ volatile(
 102         "pxor %%xmm2, %%xmm2            \n\t"
 103         ".p2align 4                     \n\t"
 104         "1:                             \n\t"
 105         "movdqu (%1), %%xmm0            \n\t"
 106         "movdqu (%1, %4), %%xmm1        \n\t"
 107         "psadbw (%2), %%xmm0            \n\t"
 108         "psadbw (%2, %4), %%xmm1        \n\t"
 109         "paddw %%xmm0, %%xmm2           \n\t"
 110         "paddw %%xmm1, %%xmm2           \n\t"
 111         "lea (%1,%4,2), %1              \n\t"
 112         "lea (%2,%4,2), %2              \n\t"
 113         "sub $2, %0                     \n\t"
 114         " jg 1b                         \n\t"
 115         "movhlps %%xmm2, %%xmm0         \n\t"
 116         "paddw   %%xmm0, %%xmm2         \n\t"
 117         "movd    %%xmm2, %3             \n\t"
 118         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2), "=r"(ret)
 119         : "r" ((x86_reg)stride)
 120     );
 121     return ret;
 122 }
 123
 124 static inline void sad8_x2a_mmxext(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2,
 125                                    int stride, int h)
 126 {
 127     __asm__ volatile(
 128         ".p2align 4                     \n\t"
 129         "1:                             \n\t"
 130         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 131         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
 132         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
 133         "pavgb 1(%1, %3), %%mm1         \n\t"
 134         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 135         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
 136         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 137         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 138         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 139         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 140         "sub $2, %0                     \n\t"
 141         " jg 1b                         \n\t"
 142         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 143         : "r" ((x86_reg)stride)
 144     );
 145 }
 146
 147 static inline void sad8_y2a_mmxext(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2,
 148                                    int stride, int h)
 149 {
 150     __asm__ volatile(
 151         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 152         "add %3, %1                     \n\t"
 153         ".p2align 4                     \n\t"
 154         "1:                             \n\t"
 155         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
 156         "movq (%1, %3), %%mm2           \n\t"
 157         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
 158         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
 159         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 160         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
 161         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 162         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 163         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
 164         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 165         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 166         "sub $2, %0                     \n\t"
 167         " jg 1b                         \n\t"
 168         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 169         : "r" ((x86_reg)stride)
 170     );
 171 }
 172
 173 static inline void sad8_4_mmxext(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2,
 174                                  int stride, int h)
 175 {
 176     __asm__ volatile(
 177         "movq "MANGLE(bone)", %%mm5     \n\t"
 178         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 179         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
 180         "add %3, %1                     \n\t"
 181         ".p2align 4                     \n\t"
 182         "1:                             \n\t"
 183         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
 184         "movq (%1,%3), %%mm2            \n\t"
 185         "pavgb 1(%1), %%mm1             \n\t"
 186         "pavgb 1(%1,%3), %%mm2          \n\t"
 187         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
 188         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
 189         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
 190         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 191         "psadbw (%2,%3), %%mm1          \n\t"
 192         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 193         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 194         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
 195         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 196         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 197         "sub $2, %0                     \n\t"
 198         " jg 1b                         \n\t"
 199         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 200         : "r" ((x86_reg)stride)
 201     );
 202 }
 203
 204 static inline void sad8_2_mmx(uint8_t *blk1a, uint8_t *blk1b, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 205 {
 206     x86_reg len= -(x86_reg)stride*h;
 207     __asm__ volatile(
 208         ".p2align 4                     \n\t"
 209         "1:                             \n\t"
 210         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
 211         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
 212         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 213         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
 214         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 215         "punpcklbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 216         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 217         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 218         "paddw %%mm0, %%mm1             \n\t"
 219         "paddw %%mm2, %%mm3             \n\t"
 220         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
 221         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 222         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
 223         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
 224         "psrlw $1, %%mm1                \n\t"
 225         "psrlw $1, %%mm3                \n\t"
 226         "packuswb %%mm3, %%mm1          \n\t"
 227         "psubusb %%mm1, %%mm4           \n\t"
 228         "psubusb %%mm2, %%mm1           \n\t"
 229         "por %%mm4, %%mm1               \n\t"
 230         "movq %%mm1, %%mm0              \n\t"
 231         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 232         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 233         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
 234         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 235         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
 236         " js 1b                         \n\t"
 237         : "+a" (len)
 238         : "r" (blk1a - len), "r" (blk1b -len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
 239     );
 240 }
 241
 242 static inline void sad8_4_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 243 {
 244     x86_reg len= -(x86_reg)stride*h;
 245     __asm__ volatile(
 246         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
 247         "movq 1(%1, %%"REG_a"), %%mm2   \n\t"
 248         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
 249         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
 250         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 251         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 252         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 253         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 254         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
 255         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
 256         ".p2align 4                     \n\t"
 257         "1:                             \n\t"
 258         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 259         "movq 1(%2, %%"REG_a"), %%mm4   \n\t"
 260         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
 261         "movq %%mm4, %%mm5              \n\t"
 262         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 263         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 264         "punpcklbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
 265         "punpckhbw %%mm7, %%mm5         \n\t"
 266         "paddw %%mm4, %%mm2             \n\t"
 267         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
 268         "movq 16+"MANGLE(round_tab)", %%mm5 \n\t"
 269         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
 270         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
 271         "paddw %%mm5, %%mm0             \n\t"
 272         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
 273         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
 274         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
 275         "psrlw $2, %%mm0                \n\t"
 276         "psrlw $2, %%mm1                \n\t"
 277         "packuswb %%mm1, %%mm0          \n\t"
 278         "psubusb %%mm0, %%mm4           \n\t"
 279         "psubusb %%mm5, %%mm0           \n\t"
 280         "por %%mm4, %%mm0               \n\t"
 281         "movq %%mm0, %%mm4              \n\t"
 282         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 283         "punpckhbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
 284         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 285         "paddw %%mm4, %%mm6             \n\t"
 286         "movq  %%mm2, %%mm0             \n\t"
 287         "movq  %%mm3, %%mm1             \n\t"
 288         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
 289         " js 1b                         \n\t"
 290         : "+a" (len)
 291         : "r" (blk1 - len), "r" (blk1 -len + stride), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
 292     );
 293 }
 294
 295 static inline int sum_mmx(void)
 296 {
 297     int ret;
 298     __asm__ volatile(
 299         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
 300         "psrlq $32, %%mm6               \n\t"
 301         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 302         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
 303         "psrlq $16, %%mm6               \n\t"
 304         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 305         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
 306         : "=r" (ret)
 307     );
 308     return ret&0xFFFF;
 309 }
 310
 311 static inline int sum_mmxext(void)
 312 {
 313     int ret;
 314     __asm__ volatile(
 315         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
 316         : "=r" (ret)
 317     );
 318     return ret;
 319 }
 320
 321 static inline void sad8_x2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 322 {
 323     sad8_2_mmx(blk1, blk1+1, blk2, stride, h);
 324 }
 325 static inline void sad8_y2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 326 {
 327     sad8_2_mmx(blk1, blk1+stride, blk2, stride, h);
 328 }
 329
 330
 331 #define PIX_SAD(suf)\
 332 static int sad8_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 333 {\
 334     av_assert2(h==8);\
 335     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 336                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
 337 \
 338     sad8_1_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 339 \
 340     return sum_ ## suf();\
 341 }\
 342 static int sad8_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 343 {\
 344     av_assert2(h==8);\
 345     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 346                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 347                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 348                  :: "m"(round_tab[1]) \
 349                  );\
 350 \
 351     sad8_x2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 352 \
 353     return sum_ ## suf();\
 354 }\
 355 \
 356 static int sad8_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 357 {\
 358     av_assert2(h==8);\
 359     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 360                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 361                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 362                  :: "m"(round_tab[1]) \
 363                  );\
 364 \
 365     sad8_y2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 366 \
 367     return sum_ ## suf();\
 368 }\
 369 \
 370 static int sad8_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 371 {\
 372     av_assert2(h==8);\
 373     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 374                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 375                  ::);\
 376 \
 377     sad8_4_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 378 \
 379     return sum_ ## suf();\
 380 }\
 381 \
 382 static int sad16_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 383 {\
 384     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 385                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
 386 \
 387     sad8_1_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 388     sad8_1_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 389 \
 390     return sum_ ## suf();\
 391 }\
 392 static int sad16_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 393 {\
 394     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 395                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 396                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 397                  :: "m"(round_tab[1]) \
 398                  );\
 399 \
 400     sad8_x2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 401     sad8_x2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 402 \
 403     return sum_ ## suf();\
 404 }\
 405 static int sad16_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 406 {\
 407     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 408                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 409                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 410                  :: "m"(round_tab[1]) \
 411                  );\
 412 \
 413     sad8_y2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 414     sad8_y2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 415 \
 416     return sum_ ## suf();\
 417 }\
 418 static int sad16_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 419 {\
 420     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 421                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 422                  ::);\
 423 \
 424     sad8_4_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 425     sad8_4_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 426 \
 427     return sum_ ## suf();\
 428 }\
 429
 430 PIX_SAD(mmx)
 431 PIX_SAD(mmxext)
 432
 433 #endif /* HAVE_INLINE_ASM */
 434
 435 void ff_dsputil_init_pix_mmx(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx)
 436 {
 437 #if HAVE_INLINE_ASM
 438     int mm_flags = av_get_cpu_flags();
 439
 440     if (mm_flags & AV_CPU_FLAG_MMX) {
 441         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmx;
 442         c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmx;
 443         c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmx;
 444         c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmx;
 445         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmx;
 446         c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmx;
 447         c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmx;
 448         c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmx;
 449
 450         c->sad[0]= sad16_mmx;
 451         c->sad[1]= sad8_mmx;
 452     }
 453     if (mm_flags & AV_CPU_FLAG_MMXEXT) {
 454         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmxext;
 455         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmxext;
 456
 457         c->sad[0]        = sad16_mmxext;
 458         c->sad[1]        = sad8_mmxext;
 459
 460         if(!(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)){
 461             c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmxext;
 462             c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmxext;
 463             c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmxext;
 464             c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmxext;
 465             c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmxext;
 466             c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmxext;
 467         }
 468     }
 469     if ((mm_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2) && !(mm_flags & AV_CPU_FLAG_3DNOW) && avctx->codec_id != AV_CODEC_ID_SNOW) {
 470         c->sad[0]= sad16_sse2;
 471     }
 472 #endif /* HAVE_INLINE_ASM */
 473 }