git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavresample/x86/audio_mix.asm

   1 ;******************************************************************************
   2 ;* x86 optimized channel mixing
   3 ;* Copyright (c) 2012 Justin Ruggles <justin.ruggles@gmail.com>
   4 ;*
   5 ;* This file is part of FFmpeg.
   6 ;*
   7 ;* FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   8 ;* modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   9 ;* License as published by the Free Software Foundation; either
  10 ;* version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  11 ;*
  12 ;* FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  13 ;* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14 ;* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  15 ;* Lesser General Public License for more details.
  16 ;*
  17 ;* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  18 ;* License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  19 ;* Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  20 ;******************************************************************************
  21
  22 %include "libavutil/x86/x86util.asm"
  23 %include "util.asm"
  24
  25 SECTION .text
  26
  27 ;-----------------------------------------------------------------------------
  28 ; void ff_mix_2_to_1_fltp_flt(float **src, float **matrix, int len,
  29 ;                             int out_ch, int in_ch);
  30 ;-----------------------------------------------------------------------------
  31
  32 %macro MIX_2_TO_1_FLTP_FLT 0
  33 cglobal mix_2_to_1_fltp_flt, 3,4,6, src, matrix, len, src1
  34     mov       src1q, [srcq+gprsize]
  35     mov        srcq, [srcq        ]
  36     sub       src1q, srcq
  37     mov     matrixq, [matrixq  ]
  38     VBROADCASTSS m4, [matrixq  ]
  39     VBROADCASTSS m5, [matrixq+4]
  40     ALIGN 16
  41 .loop:
  42     mulps        m0, m4, [srcq             ]
  43     mulps        m1, m5, [srcq+src1q       ]
  44     mulps        m2, m4, [srcq+      mmsize]
  45     mulps        m3, m5, [srcq+src1q+mmsize]
  46     addps        m0, m0, m1
  47     addps        m2, m2, m3
  48     mova  [srcq       ], m0
  49     mova  [srcq+mmsize], m2
  50     add        srcq, mmsize*2
  51     sub        lend, mmsize*2/4
  52     jg .loop
  53     REP_RET
  54 %endmacro
  55
  56 INIT_XMM sse
  57 MIX_2_TO_1_FLTP_FLT
  58 %if HAVE_AVX_EXTERNAL
  59 INIT_YMM avx
  60 MIX_2_TO_1_FLTP_FLT
  61 %endif
  62
  63 ;-----------------------------------------------------------------------------
  64 ; void ff_mix_2_to_1_s16p_flt(int16_t **src, float **matrix, int len,
  65 ;                             int out_ch, int in_ch);
  66 ;-----------------------------------------------------------------------------
  67
  68 %macro MIX_2_TO_1_S16P_FLT 0
  69 cglobal mix_2_to_1_s16p_flt, 3,4,6, src, matrix, len, src1
  70     mov       src1q, [srcq+gprsize]
  71     mov        srcq, [srcq]
  72     sub       src1q, srcq
  73     mov     matrixq, [matrixq  ]
  74     VBROADCASTSS m4, [matrixq  ]
  75     VBROADCASTSS m5, [matrixq+4]
  76     ALIGN 16
  77 .loop:
  78     mova         m0, [srcq      ]
  79     mova         m2, [srcq+src1q]
  80     S16_TO_S32_SX 0, 1
  81     S16_TO_S32_SX 2, 3
  82     cvtdq2ps     m0, m0
  83     cvtdq2ps     m1, m1
  84     cvtdq2ps     m2, m2
  85     cvtdq2ps     m3, m3
  86     mulps        m0, m4
  87     mulps        m1, m4
  88     mulps        m2, m5
  89     mulps        m3, m5
  90     addps        m0, m2
  91     addps        m1, m3
  92     cvtps2dq     m0, m0
  93     cvtps2dq     m1, m1
  94     packssdw     m0, m1
  95     mova     [srcq], m0
  96     add        srcq, mmsize
  97     sub        lend, mmsize/2
  98     jg .loop
  99     REP_RET
 100 %endmacro
 101
 102 INIT_XMM sse2
 103 MIX_2_TO_1_S16P_FLT
 104 INIT_XMM sse4
 105 MIX_2_TO_1_S16P_FLT
 106
 107 ;-----------------------------------------------------------------------------
 108 ; void ff_mix_2_to_1_s16p_q8(int16_t **src, int16_t **matrix, int len,
 109 ;                            int out_ch, int in_ch);
 110 ;-----------------------------------------------------------------------------
 111
 112 INIT_XMM sse2
 113 cglobal mix_2_to_1_s16p_q8, 3,4,6, src, matrix, len, src1
 114     mov       src1q, [srcq+gprsize]
 115     mov        srcq, [srcq]
 116     sub       src1q, srcq
 117     mov     matrixq, [matrixq]
 118     movd         m4, [matrixq]
 119     movd         m5, [matrixq]
 120     SPLATW       m4, m4, 0
 121     SPLATW       m5, m5, 1
 122     pxor         m0, m0
 123     punpcklwd    m4, m0
 124     punpcklwd    m5, m0
 125     ALIGN 16
 126 .loop:
 127     mova         m0, [srcq      ]
 128     mova         m2, [srcq+src1q]
 129     punpckhwd    m1, m0, m0
 130     punpcklwd    m0, m0
 131     punpckhwd    m3, m2, m2
 132     punpcklwd    m2, m2
 133     pmaddwd      m0, m4
 134     pmaddwd      m1, m4
 135     pmaddwd      m2, m5
 136     pmaddwd      m3, m5
 137     paddd        m0, m2
 138     paddd        m1, m3
 139     psrad        m0, 8
 140     psrad        m1, 8
 141     packssdw     m0, m1
 142     mova     [srcq], m0
 143     add        srcq, mmsize
 144     sub        lend, mmsize/2
 145     jg .loop
 146     REP_RET
 147
 148 ;-----------------------------------------------------------------------------
 149 ; void ff_mix_1_to_2_fltp_flt(float **src, float **matrix, int len,
 150 ;                             int out_ch, int in_ch);
 151 ;-----------------------------------------------------------------------------
 152
 153 %macro MIX_1_TO_2_FLTP_FLT 0
 154 cglobal mix_1_to_2_fltp_flt, 3,5,4, src0, matrix0, len, src1, matrix1
 155     mov       src1q, [src0q+gprsize]
 156     mov       src0q, [src0q]
 157     sub       src1q, src0q
 158     mov    matrix1q, [matrix0q+gprsize]
 159     mov    matrix0q, [matrix0q]
 160     VBROADCASTSS m2, [matrix0q]
 161     VBROADCASTSS m3, [matrix1q]
 162     ALIGN 16
 163 .loop:
 164     mova         m0, [src0q]
 165     mulps        m1, m0, m3
 166     mulps        m0, m0, m2
 167     mova  [src0q      ], m0
 168     mova  [src0q+src1q], m1
 169     add       src0q, mmsize
 170     sub        lend, mmsize/4
 171     jg .loop
 172     REP_RET
 173 %endmacro
 174
 175 INIT_XMM sse
 176 MIX_1_TO_2_FLTP_FLT
 177 %if HAVE_AVX_EXTERNAL
 178 INIT_YMM avx
 179 MIX_1_TO_2_FLTP_FLT
 180 %endif
 181
 182 ;-----------------------------------------------------------------------------
 183 ; void ff_mix_1_to_2_s16p_flt(int16_t **src, float **matrix, int len,
 184 ;                             int out_ch, int in_ch);
 185 ;-----------------------------------------------------------------------------
 186
 187 %macro MIX_1_TO_2_S16P_FLT 0
 188 cglobal mix_1_to_2_s16p_flt, 3,5,6, src0, matrix0, len, src1, matrix1
 189     mov       src1q, [src0q+gprsize]
 190     mov       src0q, [src0q]
 191     sub       src1q, src0q
 192     mov    matrix1q, [matrix0q+gprsize]
 193     mov    matrix0q, [matrix0q]
 194     VBROADCASTSS m4, [matrix0q]
 195     VBROADCASTSS m5, [matrix1q]
 196     ALIGN 16
 197 .loop:
 198     mova         m0, [src0q]
 199     S16_TO_S32_SX 0, 2
 200     cvtdq2ps     m0, m0
 201     cvtdq2ps     m2, m2
 202     mulps        m1, m0, m5
 203     mulps        m0, m0, m4
 204     mulps        m3, m2, m5
 205     mulps        m2, m2, m4
 206     cvtps2dq     m0, m0
 207     cvtps2dq     m1, m1
 208     cvtps2dq     m2, m2
 209     cvtps2dq     m3, m3
 210     packssdw     m0, m2
 211     packssdw     m1, m3
 212     mova  [src0q      ], m0
 213     mova  [src0q+src1q], m1
 214     add       src0q, mmsize
 215     sub        lend, mmsize/2
 216     jg .loop
 217     REP_RET
 218 %endmacro
 219
 220 INIT_XMM sse2
 221 MIX_1_TO_2_S16P_FLT
 222 INIT_XMM sse4
 223 MIX_1_TO_2_S16P_FLT
 224 %if HAVE_AVX_EXTERNAL
 225 INIT_XMM avx
 226 MIX_1_TO_2_S16P_FLT
 227 %endif
 228
 229 ;-----------------------------------------------------------------------------
 230 ; void ff_mix_3_8_to_1_2_fltp/s16p_flt(float/int16_t **src, float **matrix,
 231 ;                                      int len, int out_ch, int in_ch);
 232 ;-----------------------------------------------------------------------------
 233
 234 %macro MIX_3_8_TO_1_2_FLT 3 ; %1 = in channels, %2 = out channels, %3 = s16p or fltp
 235 ; define some names to make the code clearer
 236 %assign  in_channels %1
 237 %assign out_channels %2
 238 %assign stereo out_channels - 1
 239 %ifidn %3, s16p
 240     %assign is_s16 1
 241 %else
 242     %assign is_s16 0
 243 %endif
 244
 245 ; determine how many matrix elements must go on the stack vs. mmregs
 246 %assign matrix_elements in_channels * out_channels
 247 %if is_s16
 248     %if stereo
 249         %assign needed_mmregs 7
 250     %else
 251         %assign needed_mmregs 5
 252     %endif
 253 %else
 254     %if stereo
 255         %assign needed_mmregs 4
 256     %else
 257         %assign needed_mmregs 3
 258     %endif
 259 %endif
 260 %assign matrix_elements_mm num_mmregs - needed_mmregs
 261 %if matrix_elements < matrix_elements_mm
 262     %assign matrix_elements_mm matrix_elements
 263 %endif
 264 %if matrix_elements_mm < matrix_elements
 265     %assign matrix_elements_stack matrix_elements - matrix_elements_mm
 266 %else
 267     %assign matrix_elements_stack 0
 268 %endif
 269 %assign matrix_stack_size matrix_elements_stack * mmsize
 270
 271 %assign needed_stack_size -1 * matrix_stack_size
 272 %if ARCH_X86_32 && in_channels >= 7
 273 %assign needed_stack_size needed_stack_size - 16
 274 %endif
 275
 276 cglobal mix_%1_to_%2_%3_flt, 3,in_channels+2,needed_mmregs+matrix_elements_mm, needed_stack_size, src0, src1, len, src2, src3, src4, src5, src6, src7
 277
 278 ; define src pointers on stack if needed
 279 %if matrix_elements_stack > 0 && ARCH_X86_32 && in_channels >= 7
 280     %define src5m [rsp+matrix_stack_size+0]
 281     %define src6m [rsp+matrix_stack_size+4]
 282     %define src7m [rsp+matrix_stack_size+8]
 283 %endif
 284
 285 ; load matrix pointers
 286 %define matrix0q r1q
 287 %define matrix1q r3q
 288 %if stereo
 289     mov      matrix1q, [matrix0q+gprsize]
 290 %endif
 291     mov      matrix0q, [matrix0q]
 292
 293 ; define matrix coeff names
 294 %assign %%i 0
 295 %assign %%j needed_mmregs
 296 %rep in_channels
 297     %if %%i >= matrix_elements_mm
 298         CAT_XDEFINE mx_stack_0_, %%i, 1
 299         CAT_XDEFINE mx_0_, %%i, [rsp+(%%i-matrix_elements_mm)*mmsize]
 300     %else
 301         CAT_XDEFINE mx_stack_0_, %%i, 0
 302         CAT_XDEFINE mx_0_, %%i, m %+ %%j
 303         %assign %%j %%j+1
 304     %endif
 305     %assign %%i %%i+1
 306 %endrep
 307 %if stereo
 308 %assign %%i 0
 309 %rep in_channels
 310     %if in_channels + %%i >= matrix_elements_mm
 311         CAT_XDEFINE mx_stack_1_, %%i, 1
 312         CAT_XDEFINE mx_1_, %%i, [rsp+(in_channels+%%i-matrix_elements_mm)*mmsize]
 313     %else
 314         CAT_XDEFINE mx_stack_1_, %%i, 0
 315         CAT_XDEFINE mx_1_, %%i, m %+ %%j
 316         %assign %%j %%j+1
 317     %endif
 318     %assign %%i %%i+1
 319 %endrep
 320 %endif
 321
 322 ; load/splat matrix coeffs
 323 %assign %%i 0
 324 %rep in_channels
 325     %if mx_stack_0_ %+ %%i
 326         VBROADCASTSS m0, [matrix0q+4*%%i]
 327         mova  mx_0_ %+ %%i, m0
 328     %else
 329         VBROADCASTSS mx_0_ %+ %%i, [matrix0q+4*%%i]
 330     %endif
 331     %if stereo
 332     %if mx_stack_1_ %+ %%i
 333         VBROADCASTSS m0, [matrix1q+4*%%i]
 334         mova  mx_1_ %+ %%i, m0
 335     %else
 336         VBROADCASTSS mx_1_ %+ %%i, [matrix1q+4*%%i]
 337     %endif
 338     %endif
 339     %assign %%i %%i+1
 340 %endrep
 341
 342 ; load channel pointers to registers as offsets from the first channel pointer
 343 %if ARCH_X86_64
 344     movsxd       lenq, r2d
 345 %endif
 346     shl          lenq, 2-is_s16
 347 %assign %%i 1
 348 %rep (in_channels - 1)
 349     %if ARCH_X86_32 && in_channels >= 7 && %%i >= 5
 350     mov         src5q, [src0q+%%i*gprsize]
 351     add         src5q, lenq
 352     mov         src %+ %%i %+ m, src5q
 353     %else
 354     mov         src %+ %%i %+ q, [src0q+%%i*gprsize]
 355     add         src %+ %%i %+ q, lenq
 356     %endif
 357     %assign %%i %%i+1
 358 %endrep
 359     mov         src0q, [src0q]
 360     add         src0q, lenq
 361     neg          lenq
 362 .loop:
 363 ; for x86-32 with 7-8 channels we do not have enough gp registers for all src
 364 ; pointers, so we have to load some of them from the stack each time
 365 %define copy_src_from_stack ARCH_X86_32 && in_channels >= 7 && %%i >= 5
 366 %if is_s16
 367     ; mix with s16p input
 368     mova           m0, [src0q+lenq]
 369     S16_TO_S32_SX   0, 1
 370     cvtdq2ps       m0, m0
 371     cvtdq2ps       m1, m1
 372     %if stereo
 373     mulps          m2, m0, mx_1_0
 374     mulps          m3, m1, mx_1_0
 375     %endif
 376     mulps          m0, m0, mx_0_0
 377     mulps          m1, m1, mx_0_0
 378 %assign %%i 1
 379 %rep (in_channels - 1)
 380     %if copy_src_from_stack
 381         %define src_ptr src5q
 382     %else
 383         %define src_ptr src %+ %%i %+ q
 384     %endif
 385     %if stereo
 386     %if copy_src_from_stack
 387     mov       src_ptr, src %+ %%i %+ m
 388     %endif
 389     mova           m4, [src_ptr+lenq]
 390     S16_TO_S32_SX   4, 5
 391     cvtdq2ps       m4, m4
 392     cvtdq2ps       m5, m5
 393     FMULADD_PS     m2, m4, mx_1_ %+ %%i, m2, m6
 394     FMULADD_PS     m3, m5, mx_1_ %+ %%i, m3, m6
 395     FMULADD_PS     m0, m4, mx_0_ %+ %%i, m0, m4
 396     FMULADD_PS     m1, m5, mx_0_ %+ %%i, m1, m5
 397     %else
 398     %if copy_src_from_stack
 399     mov       src_ptr, src %+ %%i %+ m
 400     %endif
 401     mova           m2, [src_ptr+lenq]
 402     S16_TO_S32_SX   2, 3
 403     cvtdq2ps       m2, m2
 404     cvtdq2ps       m3, m3
 405     FMULADD_PS     m0, m2, mx_0_ %+ %%i, m0, m4
 406     FMULADD_PS     m1, m3, mx_0_ %+ %%i, m1, m4
 407     %endif
 408     %assign %%i %%i+1
 409 %endrep
 410     %if stereo
 411     cvtps2dq       m2, m2
 412     cvtps2dq       m3, m3
 413     packssdw       m2, m3
 414     mova [src1q+lenq], m2
 415     %endif
 416     cvtps2dq       m0, m0
 417     cvtps2dq       m1, m1
 418     packssdw       m0, m1
 419     mova [src0q+lenq], m0
 420 %else
 421     ; mix with fltp input
 422     %if stereo || mx_stack_0_0
 423     mova           m0, [src0q+lenq]
 424     %endif
 425     %if stereo
 426     mulps          m1, m0, mx_1_0
 427     %endif
 428     %if stereo || mx_stack_0_0
 429     mulps          m0, m0, mx_0_0
 430     %else
 431     mulps          m0, mx_0_0, [src0q+lenq]
 432     %endif
 433 %assign %%i 1
 434 %rep (in_channels - 1)
 435     %if copy_src_from_stack
 436         %define src_ptr src5q
 437         mov   src_ptr, src %+ %%i %+ m
 438     %else
 439         %define src_ptr src %+ %%i %+ q
 440     %endif
 441     ; avoid extra load for mono if matrix is in a mm register
 442     %if stereo || mx_stack_0_ %+ %%i
 443     mova           m2, [src_ptr+lenq]
 444     %endif
 445     %if stereo
 446     FMULADD_PS     m1, m2, mx_1_ %+ %%i, m1, m3
 447     %endif
 448     %if stereo || mx_stack_0_ %+ %%i
 449     FMULADD_PS     m0, m2, mx_0_ %+ %%i, m0, m2
 450     %else
 451     FMULADD_PS     m0, mx_0_ %+ %%i, [src_ptr+lenq], m0, m1
 452     %endif
 453     %assign %%i %%i+1
 454 %endrep
 455     mova [src0q+lenq], m0
 456     %if stereo
 457     mova [src1q+lenq], m1
 458     %endif
 459 %endif
 460
 461     add          lenq, mmsize
 462     jl .loop
 463 ; zero ymm high halves
 464 %if mmsize == 32
 465     vzeroupper
 466 %endif
 467     RET
 468 %endmacro
 469
 470 %macro MIX_3_8_TO_1_2_FLT_FUNCS 0
 471 %assign %%i 3
 472 %rep 6
 473     INIT_XMM sse
 474     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 1, fltp
 475     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 2, fltp
 476     INIT_XMM sse2
 477     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 1, s16p
 478     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 2, s16p
 479     INIT_XMM sse4
 480     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 1, s16p
 481     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 2, s16p
 482     ; do not use ymm AVX or FMA4 in x86-32 for 6 or more channels due to stack alignment issues
 483     %if HAVE_AVX_EXTERNAL
 484     %if ARCH_X86_64 || %%i < 6
 485     INIT_YMM avx
 486     %else
 487     INIT_XMM avx
 488     %endif
 489     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 1, fltp
 490     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 2, fltp
 491     INIT_XMM avx
 492     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 1, s16p
 493     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 2, s16p
 494     %endif
 495     %if HAVE_FMA4_EXTERNAL
 496     %if ARCH_X86_64 || %%i < 6
 497     INIT_YMM fma4
 498     %else
 499     INIT_XMM fma4
 500     %endif
 501     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 1, fltp
 502     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 2, fltp
 503     INIT_XMM fma4
 504     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 1, s16p
 505     MIX_3_8_TO_1_2_FLT %%i, 2, s16p
 506     %endif
 507     %assign %%i %%i+1
 508 %endrep
 509 %endmacro
 510
 511 MIX_3_8_TO_1_2_FLT_FUNCS