git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/x86/motion_est_mmx.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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  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/x86_cpu.h"
  26 #include "libavcodec/dsputil.h"
  27 #include "dsputil_mmx.h"
  28
  29 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, round_tab)[3]={
  30 0x0000000000000000ULL,
  31 0x0001000100010001ULL,
  32 0x0002000200020002ULL,
  33 };
  34
  35 DECLARE_ASM_CONST(8, uint64_t, bone)= 0x0101010101010101LL;
  36
  37 static inline void sad8_1_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
  38 {
  39     x86_reg len= -(stride*h);
  40     __asm__ volatile(
  41         ".p2align 4                     \n\t"
  42         "1:                             \n\t"
  43         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
  44         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
  45         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
  46         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
  47         "psubusb %%mm0, %%mm2           \n\t"
  48         "psubusb %%mm4, %%mm0           \n\t"
  49         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
  50         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
  51         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
  52         "psubusb %%mm1, %%mm3           \n\t"
  53         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
  54         "por %%mm2, %%mm0               \n\t"
  55         "por %%mm1, %%mm3               \n\t"
  56         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
  57         "movq %%mm3, %%mm2              \n\t"
  58         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
  59         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
  60         "punpcklbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
  61         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
  62         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
  63         "paddw %%mm3, %%mm2             \n\t"
  64         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
  65         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
  66         "add %3, %%"REG_a"              \n\t"
  67         " js 1b                         \n\t"
  68         : "+a" (len)
  69         : "r" (blk1 - len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
  70     );
  71 }
  72
  73 static inline void sad8_1_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
  74 {
  75     __asm__ volatile(
  76         ".p2align 4                     \n\t"
  77         "1:                             \n\t"
  78         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
  79         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
  80         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
  81         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
  82         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
  83         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
  84         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
  85         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
  86         "sub $2, %0                     \n\t"
  87         " jg 1b                         \n\t"
  88         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
  89         : "r" ((x86_reg)stride)
  90     );
  91 }
  92
  93 static int sad16_sse2(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)
  94 {
  95     int ret;
  96     __asm__ volatile(
  97         "pxor %%xmm2, %%xmm2            \n\t"
  98         ".p2align 4                     \n\t"
  99         "1:                             \n\t"
 100         "movdqu (%1), %%xmm0            \n\t"
 101         "movdqu (%1, %4), %%xmm1        \n\t"
 102         "psadbw (%2), %%xmm0            \n\t"
 103         "psadbw (%2, %4), %%xmm1        \n\t"
 104         "paddw %%xmm0, %%xmm2           \n\t"
 105         "paddw %%xmm1, %%xmm2           \n\t"
 106         "lea (%1,%4,2), %1              \n\t"
 107         "lea (%2,%4,2), %2              \n\t"
 108         "sub $2, %0                     \n\t"
 109         " jg 1b                         \n\t"
 110         "movhlps %%xmm2, %%xmm0         \n\t"
 111         "paddw   %%xmm0, %%xmm2         \n\t"
 112         "movd    %%xmm2, %3             \n\t"
 113         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2), "=r"(ret)
 114         : "r" ((x86_reg)stride)
 115     );
 116     return ret;
 117 }
 118
 119 static inline void sad8_x2a_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 120 {
 121     __asm__ volatile(
 122         ".p2align 4                     \n\t"
 123         "1:                             \n\t"
 124         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 125         "movq (%1, %3), %%mm1           \n\t"
 126         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
 127         "pavgb 1(%1, %3), %%mm1         \n\t"
 128         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 129         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
 130         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 131         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 132         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 133         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 134         "sub $2, %0                     \n\t"
 135         " jg 1b                         \n\t"
 136         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 137         : "r" ((x86_reg)stride)
 138     );
 139 }
 140
 141 static inline void sad8_y2a_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 142 {
 143     __asm__ volatile(
 144         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 145         "add %3, %1                     \n\t"
 146         ".p2align 4                     \n\t"
 147         "1:                             \n\t"
 148         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
 149         "movq (%1, %3), %%mm2           \n\t"
 150         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
 151         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
 152         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 153         "psadbw (%2, %3), %%mm1         \n\t"
 154         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 155         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 156         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
 157         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 158         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 159         "sub $2, %0                     \n\t"
 160         " jg 1b                         \n\t"
 161         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 162         : "r" ((x86_reg)stride)
 163     );
 164 }
 165
 166 static inline void sad8_4_mmx2(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 167 {
 168     __asm__ volatile(
 169         "movq "MANGLE(bone)", %%mm5     \n\t"
 170         "movq (%1), %%mm0               \n\t"
 171         "pavgb 1(%1), %%mm0             \n\t"
 172         "add %3, %1                     \n\t"
 173         ".p2align 4                     \n\t"
 174         "1:                             \n\t"
 175         "movq (%1), %%mm1               \n\t"
 176         "movq (%1,%3), %%mm2            \n\t"
 177         "pavgb 1(%1), %%mm1             \n\t"
 178         "pavgb 1(%1,%3), %%mm2          \n\t"
 179         "psubusb %%mm5, %%mm1           \n\t"
 180         "pavgb %%mm1, %%mm0             \n\t"
 181         "pavgb %%mm2, %%mm1             \n\t"
 182         "psadbw (%2), %%mm0             \n\t"
 183         "psadbw (%2,%3), %%mm1          \n\t"
 184         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 185         "paddw %%mm1, %%mm6             \n\t"
 186         "movq %%mm2, %%mm0              \n\t"
 187         "lea (%1,%3,2), %1              \n\t"
 188         "lea (%2,%3,2), %2              \n\t"
 189         "sub $2, %0                     \n\t"
 190         " jg 1b                         \n\t"
 191         : "+r" (h), "+r" (blk1), "+r" (blk2)
 192         : "r" ((x86_reg)stride)
 193     );
 194 }
 195
 196 static inline void sad8_2_mmx(uint8_t *blk1a, uint8_t *blk1b, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 197 {
 198     x86_reg len= -(stride*h);
 199     __asm__ volatile(
 200         ".p2align 4                     \n\t"
 201         "1:                             \n\t"
 202         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
 203         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm1    \n\t"
 204         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 205         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm3    \n\t"
 206         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 207         "punpcklbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 208         "punpckhbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 209         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 210         "paddw %%mm0, %%mm1             \n\t"
 211         "paddw %%mm2, %%mm3             \n\t"
 212         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
 213         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 214         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
 215         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
 216         "psrlw $1, %%mm1                \n\t"
 217         "psrlw $1, %%mm3                \n\t"
 218         "packuswb %%mm3, %%mm1          \n\t"
 219         "psubusb %%mm1, %%mm4           \n\t"
 220         "psubusb %%mm2, %%mm1           \n\t"
 221         "por %%mm4, %%mm1               \n\t"
 222         "movq %%mm1, %%mm0              \n\t"
 223         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 224         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 225         "paddw %%mm1, %%mm0             \n\t"
 226         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 227         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
 228         " js 1b                         \n\t"
 229         : "+a" (len)
 230         : "r" (blk1a - len), "r" (blk1b -len), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
 231     );
 232 }
 233
 234 static inline void sad8_4_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 235 {
 236     x86_reg len= -(stride*h);
 237     __asm__ volatile(
 238         "movq (%1, %%"REG_a"), %%mm0    \n\t"
 239         "movq 1(%1, %%"REG_a"), %%mm2   \n\t"
 240         "movq %%mm0, %%mm1              \n\t"
 241         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
 242         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 243         "punpckhbw %%mm7, %%mm1         \n\t"
 244         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 245         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 246         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
 247         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
 248         ".p2align 4                     \n\t"
 249         "1:                             \n\t"
 250         "movq (%2, %%"REG_a"), %%mm2    \n\t"
 251         "movq 1(%2, %%"REG_a"), %%mm4   \n\t"
 252         "movq %%mm2, %%mm3              \n\t"
 253         "movq %%mm4, %%mm5              \n\t"
 254         "punpcklbw %%mm7, %%mm2         \n\t"
 255         "punpckhbw %%mm7, %%mm3         \n\t"
 256         "punpcklbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
 257         "punpckhbw %%mm7, %%mm5         \n\t"
 258         "paddw %%mm4, %%mm2             \n\t"
 259         "paddw %%mm5, %%mm3             \n\t"
 260         "movq 16+"MANGLE(round_tab)", %%mm5 \n\t"
 261         "paddw %%mm2, %%mm0             \n\t"
 262         "paddw %%mm3, %%mm1             \n\t"
 263         "paddw %%mm5, %%mm0             \n\t"
 264         "paddw %%mm5, %%mm1             \n\t"
 265         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm4    \n\t"
 266         "movq (%3, %%"REG_a"), %%mm5    \n\t"
 267         "psrlw $2, %%mm0                \n\t"
 268         "psrlw $2, %%mm1                \n\t"
 269         "packuswb %%mm1, %%mm0          \n\t"
 270         "psubusb %%mm0, %%mm4           \n\t"
 271         "psubusb %%mm5, %%mm0           \n\t"
 272         "por %%mm4, %%mm0               \n\t"
 273         "movq %%mm0, %%mm4              \n\t"
 274         "punpcklbw %%mm7, %%mm0         \n\t"
 275         "punpckhbw %%mm7, %%mm4         \n\t"
 276         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 277         "paddw %%mm4, %%mm6             \n\t"
 278         "movq  %%mm2, %%mm0             \n\t"
 279         "movq  %%mm3, %%mm1             \n\t"
 280         "add %4, %%"REG_a"              \n\t"
 281         " js 1b                         \n\t"
 282         : "+a" (len)
 283         : "r" (blk1 - len), "r" (blk1 -len + stride), "r" (blk2 - len), "r" ((x86_reg)stride)
 284     );
 285 }
 286
 287 static inline int sum_mmx(void)
 288 {
 289     int ret;
 290     __asm__ volatile(
 291         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
 292         "psrlq $32, %%mm6               \n\t"
 293         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 294         "movq %%mm6, %%mm0              \n\t"
 295         "psrlq $16, %%mm6               \n\t"
 296         "paddw %%mm0, %%mm6             \n\t"
 297         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
 298         : "=r" (ret)
 299     );
 300     return ret&0xFFFF;
 301 }
 302
 303 static inline int sum_mmx2(void)
 304 {
 305     int ret;
 306     __asm__ volatile(
 307         "movd %%mm6, %0                 \n\t"
 308         : "=r" (ret)
 309     );
 310     return ret;
 311 }
 312
 313 static inline void sad8_x2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 314 {
 315     sad8_2_mmx(blk1, blk1+1, blk2, stride, h);
 316 }
 317 static inline void sad8_y2a_mmx(uint8_t *blk1, uint8_t *blk2, int stride, int h)
 318 {
 319     sad8_2_mmx(blk1, blk1+stride, blk2, stride, h);
 320 }
 321
 322
 323 #define PIX_SAD(suf)\
 324 static int sad8_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 325 {\
 326     assert(h==8);\
 327     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 328                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
 329 \
 330     sad8_1_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 331 \
 332     return sum_ ## suf();\
 333 }\
 334 static int sad8_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 335 {\
 336     assert(h==8);\
 337     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 338                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 339                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 340                  :: "m"(round_tab[1]) \
 341                  );\
 342 \
 343     sad8_x2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 344 \
 345     return sum_ ## suf();\
 346 }\
 347 \
 348 static int sad8_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 349 {\
 350     assert(h==8);\
 351     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 352                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 353                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 354                  :: "m"(round_tab[1]) \
 355                  );\
 356 \
 357     sad8_y2a_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 358 \
 359     return sum_ ## suf();\
 360 }\
 361 \
 362 static int sad8_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 363 {\
 364     assert(h==8);\
 365     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 366                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 367                  ::);\
 368 \
 369     sad8_4_ ## suf(blk1, blk2, stride, 8);\
 370 \
 371     return sum_ ## suf();\
 372 }\
 373 \
 374 static int sad16_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 375 {\
 376     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 377                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t":);\
 378 \
 379     sad8_1_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 380     sad8_1_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 381 \
 382     return sum_ ## suf();\
 383 }\
 384 static int sad16_x2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 385 {\
 386     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 387                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 388                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 389                  :: "m"(round_tab[1]) \
 390                  );\
 391 \
 392     sad8_x2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 393     sad8_x2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 394 \
 395     return sum_ ## suf();\
 396 }\
 397 static int sad16_y2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 398 {\
 399     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 400                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 401                  "movq %0, %%mm5        \n\t"\
 402                  :: "m"(round_tab[1]) \
 403                  );\
 404 \
 405     sad8_y2a_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 406     sad8_y2a_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 407 \
 408     return sum_ ## suf();\
 409 }\
 410 static int sad16_xy2_ ## suf(void *v, uint8_t *blk2, uint8_t *blk1, int stride, int h)\
 411 {\
 412     __asm__ volatile("pxor %%mm7, %%mm7     \n\t"\
 413                  "pxor %%mm6, %%mm6     \n\t"\
 414                  ::);\
 415 \
 416     sad8_4_ ## suf(blk1  , blk2  , stride, h);\
 417     sad8_4_ ## suf(blk1+8, blk2+8, stride, h);\
 418 \
 419     return sum_ ## suf();\
 420 }\
 421
 422 PIX_SAD(mmx)
 423 PIX_SAD(mmx2)
 424
 425 void dsputil_init_pix_mmx(DSPContext* c, AVCodecContext *avctx)
 426 {
 427     int mm_flags = av_get_cpu_flags();
 428
 429     if (mm_flags & AV_CPU_FLAG_MMX) {
 430         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmx;
 431         c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmx;
 432         c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmx;
 433         c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmx;
 434         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmx;
 435         c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmx;
 436         c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmx;
 437         c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmx;
 438
 439         c->sad[0]= sad16_mmx;
 440         c->sad[1]= sad8_mmx;
 441     }
 442     if (mm_flags & AV_CPU_FLAG_MMX2) {
 443         c->pix_abs[0][0] = sad16_mmx2;
 444         c->pix_abs[1][0] = sad8_mmx2;
 445
 446         c->sad[0]= sad16_mmx2;
 447         c->sad[1]= sad8_mmx2;
 448
 449         if(!(avctx->flags & CODEC_FLAG_BITEXACT)){
 450             c->pix_abs[0][1] = sad16_x2_mmx2;
 451             c->pix_abs[0][2] = sad16_y2_mmx2;
 452             c->pix_abs[0][3] = sad16_xy2_mmx2;
 453             c->pix_abs[1][1] = sad8_x2_mmx2;
 454             c->pix_abs[1][2] = sad8_y2_mmx2;
 455             c->pix_abs[1][3] = sad8_xy2_mmx2;
 456         }
 457     }
 458     if ((mm_flags & AV_CPU_FLAG_SSE2) && !(mm_flags & AV_CPU_FLAG_3DNOW) && avctx->codec_id != CODEC_ID_SNOW) {
 459         c->sad[0]= sad16_sse2;
 460     }
 461 }