git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libswscale/x86/yuv2rgb_template.c

   1 /*
   2  * software YUV to RGB converter
   3  *
   4  * Copyright (C) 2001-2007 Michael Niedermayer
   5  *           (c) 2010 Konstantin Shishkov
   6  *
   7  * This file is part of FFmpeg.
   8  *
   9  * FFmpeg 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
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  13  *
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  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
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  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22  */
  23
  24 #undef MOVNTQ
  25 #undef EMMS
  26 #undef SFENCE
  27
  28 #if COMPILE_TEMPLATE_MMX2
  29 #define MOVNTQ "movntq"
  30 #define SFENCE "sfence"
  31 #else
  32 #define MOVNTQ "movq"
  33 #define SFENCE " # nop"
  34 #endif
  35
  36 #define REG_BLUE  "0"
  37 #define REG_RED   "1"
  38 #define REG_GREEN "2"
  39 #define REG_ALPHA "3"
  40
  41 #define YUV2RGB_LOOP(depth)                                          \
  42     h_size = (c->dstW + 7) & ~7;                                     \
  43     if (h_size * depth > FFABS(dstStride[0]))                        \
  44         h_size -= 8;                                                 \
  45                                                                      \
  46     vshift = c->srcFormat != PIX_FMT_YUV422P;                        \
  47                                                                      \
  48     __asm__ volatile ("pxor %mm4, %mm4\n\t");                        \
  49     for (y = 0; y < srcSliceH; y++) {                                \
  50         uint8_t *image    = dst[0] + (y + srcSliceY) * dstStride[0]; \
  51         const uint8_t *py = src[0] +               y * srcStride[0]; \
  52         const uint8_t *pu = src[1] +   (y >> vshift) * srcStride[1]; \
  53         const uint8_t *pv = src[2] +   (y >> vshift) * srcStride[2]; \
  54         x86_reg index = -h_size / 2;                                 \
  55
  56 #define YUV2RGB_INITIAL_LOAD          \
  57     __asm__ volatile (                \
  58         "movq (%5, %0, 2), %%mm6\n\t" \
  59         "movd    (%2, %0), %%mm0\n\t" \
  60         "movd    (%3, %0), %%mm1\n\t" \
  61         "1: \n\t"                     \
  62
  63 /* YUV2RGB core
  64  * Conversion is performed in usual way:
  65  * R = Y' * Ycoef + Vred * V'
  66  * G = Y' * Ycoef + Vgreen * V' + Ugreen * U'
  67  * B = Y' * Ycoef               + Ublue * U'
  68  *
  69  * where X' = X * 8 - Xoffset (multiplication is performed to increase
  70  * precision a bit).
  71  * Since it operates in YUV420 colorspace, Y component is additionally
  72  * split into Y1 and Y2 for even and odd pixels.
  73  *
  74  * Input:
  75  * mm0 - U (4 elems), mm1 - V (4 elems), mm6 - Y (8 elems), mm4 - zero register
  76  * Output:
  77  * mm1 - R, mm2 - G, mm0 - B
  78  */
  79 #define YUV2RGB                                  \
  80     /* convert Y, U, V into Y1', Y2', U', V' */  \
  81     "movq      %%mm6, %%mm7\n\t"                 \
  82     "punpcklbw %%mm4, %%mm0\n\t"                 \
  83     "punpcklbw %%mm4, %%mm1\n\t"                 \
  84     "pand     "MANGLE(mmx_00ffw)", %%mm6\n\t"    \
  85     "psrlw     $8,    %%mm7\n\t"                 \
  86     "psllw     $3,    %%mm0\n\t"                 \
  87     "psllw     $3,    %%mm1\n\t"                 \
  88     "psllw     $3,    %%mm6\n\t"                 \
  89     "psllw     $3,    %%mm7\n\t"                 \
  90     "psubsw   "U_OFFSET"(%4), %%mm0\n\t"         \
  91     "psubsw   "V_OFFSET"(%4), %%mm1\n\t"         \
  92     "psubw    "Y_OFFSET"(%4), %%mm6\n\t"         \
  93     "psubw    "Y_OFFSET"(%4), %%mm7\n\t"         \
  94 \
  95      /* multiply by coefficients */              \
  96     "movq      %%mm0, %%mm2\n\t"                 \
  97     "movq      %%mm1, %%mm3\n\t"                 \
  98     "pmulhw   "UG_COEFF"(%4), %%mm2\n\t"         \
  99     "pmulhw   "VG_COEFF"(%4), %%mm3\n\t"         \
 100     "pmulhw   "Y_COEFF" (%4), %%mm6\n\t"         \
 101     "pmulhw   "Y_COEFF" (%4), %%mm7\n\t"         \
 102     "pmulhw   "UB_COEFF"(%4), %%mm0\n\t"         \
 103     "pmulhw   "VR_COEFF"(%4), %%mm1\n\t"         \
 104     "paddsw    %%mm3, %%mm2\n\t"                 \
 105     /* now: mm0 = UB, mm1 = VR, mm2 = CG */      \
 106     /*      mm6 = Y1, mm7 = Y2 */                \
 107 \
 108     /* produce RGB */                            \
 109     "movq      %%mm7, %%mm3\n\t"                 \
 110     "movq      %%mm7, %%mm5\n\t"                 \
 111     "paddsw    %%mm0, %%mm3\n\t"                 \
 112     "paddsw    %%mm1, %%mm5\n\t"                 \
 113     "paddsw    %%mm2, %%mm7\n\t"                 \
 114     "paddsw    %%mm6, %%mm0\n\t"                 \
 115     "paddsw    %%mm6, %%mm1\n\t"                 \
 116     "paddsw    %%mm6, %%mm2\n\t"                 \
 117
 118 #define RGB_PACK_INTERLEAVE                  \
 119     /* pack and interleave even/odd pixels */    \
 120     "packuswb  %%mm1, %%mm0\n\t"                 \
 121     "packuswb  %%mm5, %%mm3\n\t"                 \
 122     "packuswb  %%mm2, %%mm2\n\t"                 \
 123     "movq      %%mm0, %%mm1\n\n"                 \
 124     "packuswb  %%mm7, %%mm7\n\t"                 \
 125     "punpcklbw %%mm3, %%mm0\n\t"                 \
 126     "punpckhbw %%mm3, %%mm1\n\t"                 \
 127     "punpcklbw %%mm7, %%mm2\n\t"                 \
 128
 129 #define YUV2RGB_ENDLOOP(depth)                   \
 130     "movq 8 (%5, %0, 2), %%mm6\n\t"              \
 131     "movd 4 (%3, %0),    %%mm1\n\t"              \
 132     "movd 4 (%2, %0),    %%mm0\n\t"              \
 133     "add $"AV_STRINGIFY(depth * 8)", %1\n\t"     \
 134     "add  $4, %0\n\t"                            \
 135     "js   1b\n\t"                                \
 136
 137 #define YUV2RGB_OPERANDS                                          \
 138         : "+r" (index), "+r" (image)                              \
 139         : "r" (pu - index), "r" (pv - index), "r"(&c->redDither), \
 140           "r" (py - 2*index)                                      \
 141         );                                                        \
 142     }                                                             \
 143
 144 #define YUV2RGB_OPERANDS_ALPHA                                    \
 145         : "+r" (index), "+r" (image)                              \
 146         : "r" (pu - index), "r" (pv - index), "r"(&c->redDither), \
 147           "r" (py - 2*index), "r" (pa - 2*index)                  \
 148         );                                                        \
 149     }                                                             \
 150
 151 #define YUV2RGB_ENDFUNC                          \
 152     __asm__ volatile (SFENCE"\n\t"               \
 153                     "emms    \n\t");             \
 154     return srcSliceH;                            \
 155
 156 #define IF0(x)
 157 #define IF1(x) x
 158
 159 #define RGB_PACK16(gmask, is15)                  \
 160     "pand      "MANGLE(mmx_redmask)", %%mm0\n\t" \
 161     "pand      "MANGLE(mmx_redmask)", %%mm1\n\t" \
 162     "movq      %%mm2,     %%mm3\n\t"             \
 163     "psllw   $"AV_STRINGIFY(3-is15)", %%mm2\n\t" \
 164     "psrlw   $"AV_STRINGIFY(5+is15)", %%mm3\n\t" \
 165     "psrlw     $3,        %%mm0\n\t"             \
 166     IF##is15("psrlw  $1,  %%mm1\n\t")            \
 167     "pand "MANGLE(pb_e0)", %%mm2\n\t"            \
 168     "pand "MANGLE(gmask)", %%mm3\n\t"            \
 169     "por       %%mm2,     %%mm0\n\t"             \
 170     "por       %%mm3,     %%mm1\n\t"             \
 171     "movq      %%mm0,     %%mm2\n\t"             \
 172     "punpcklbw %%mm1,     %%mm0\n\t"             \
 173     "punpckhbw %%mm1,     %%mm2\n\t"             \
 174     MOVNTQ "   %%mm0,      (%1)\n\t"             \
 175     MOVNTQ "   %%mm2,     8(%1)\n\t"             \
 176
 177 #define DITHER_RGB                               \
 178     "paddusb "BLUE_DITHER"(%4),  %%mm0\n\t"      \
 179     "paddusb "GREEN_DITHER"(%4), %%mm2\n\t"      \
 180     "paddusb "RED_DITHER"(%4),   %%mm1\n\t"      \
 181
 182 #if !COMPILE_TEMPLATE_MMX2
 183 static inline int RENAME(yuv420_rgb15)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
 184                                        int srcStride[],
 185                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
 186                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
 187 {
 188     int y, h_size, vshift;
 189
 190     YUV2RGB_LOOP(2)
 191
 192 #ifdef DITHER1XBPP
 193         c->blueDither  = ff_dither8[y       & 1];
 194         c->greenDither = ff_dither8[y       & 1];
 195         c->redDither   = ff_dither8[(y + 1) & 1];
 196 #endif
 197
 198         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
 199         YUV2RGB
 200         RGB_PACK_INTERLEAVE
 201 #ifdef DITHER1XBPP
 202         DITHER_RGB
 203 #endif
 204         RGB_PACK16(pb_03, 1)
 205
 206     YUV2RGB_ENDLOOP(2)
 207     YUV2RGB_OPERANDS
 208     YUV2RGB_ENDFUNC
 209 }
 210
 211 static inline int RENAME(yuv420_rgb16)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
 212                                        int srcStride[],
 213                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
 214                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
 215 {
 216     int y, h_size, vshift;
 217
 218     YUV2RGB_LOOP(2)
 219
 220 #ifdef DITHER1XBPP
 221         c->blueDither  = ff_dither8[y       & 1];
 222         c->greenDither = ff_dither4[y       & 1];
 223         c->redDither   = ff_dither8[(y + 1) & 1];
 224 #endif
 225
 226         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
 227         YUV2RGB
 228         RGB_PACK_INTERLEAVE
 229 #ifdef DITHER1XBPP
 230         DITHER_RGB
 231 #endif
 232         RGB_PACK16(pb_07, 0)
 233
 234     YUV2RGB_ENDLOOP(2)
 235     YUV2RGB_OPERANDS
 236     YUV2RGB_ENDFUNC
 237 }
 238 #endif /* !COMPILE_TEMPLATE_MMX2 */
 239
 240 #define RGB_PACK24(blue, red)\
 241     "packuswb  %%mm3,      %%mm0 \n" /* R0 R2 R4 R6 R1 R3 R5 R7 */\
 242     "packuswb  %%mm5,      %%mm1 \n" /* B0 B2 B4 B6 B1 B3 B5 B7 */\
 243     "packuswb  %%mm7,      %%mm2 \n" /* G0 G2 G4 G6 G1 G3 G5 G7 */\
 244     "movq      %%mm"red",  %%mm3 \n"\
 245     "movq      %%mm"blue", %%mm6 \n"\
 246     "psrlq     $32,        %%mm"red" \n" /* R1 R3 R5 R7 */\
 247     "punpcklbw %%mm2,      %%mm3 \n" /* R0 G0 R2 G2 R4 G4 R6 G6 */\
 248     "punpcklbw %%mm"red",  %%mm6 \n" /* B0 R1 B2 R3 B4 R5 B6 R7 */\
 249     "movq      %%mm3,      %%mm5 \n"\
 250     "punpckhbw %%mm"blue", %%mm2 \n" /* G1 B1 G3 B3 G5 B5 G7 B7 */\
 251     "punpcklwd %%mm6,      %%mm3 \n" /* R0 G0 B0 R1 R2 G2 B2 R3 */\
 252     "punpckhwd %%mm6,      %%mm5 \n" /* R4 G4 B4 R5 R6 G6 B6 R7 */\
 253     RGB_PACK24_B
 254
 255 #if COMPILE_TEMPLATE_MMX2
 256 DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask1101[4]) = {-1,-1, 0,-1};
 257 DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask0010[4]) = { 0, 0,-1, 0};
 258 DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask0110[4]) = { 0,-1,-1, 0};
 259 DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask1001[4]) = {-1, 0, 0,-1};
 260 DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask0100[4]) = { 0,-1, 0, 0};
 261 #undef RGB_PACK24_B
 262 #define RGB_PACK24_B\
 263     "pshufw    $0xc6,  %%mm2, %%mm1 \n"\
 264     "pshufw    $0x84,  %%mm3, %%mm6 \n"\
 265     "pshufw    $0x38,  %%mm5, %%mm7 \n"\
 266     "pand "MANGLE(mask1101)", %%mm6 \n" /* R0 G0 B0 R1 -- -- R2 G2 */\
 267     "movq      %%mm1,         %%mm0 \n"\
 268     "pand "MANGLE(mask0110)", %%mm7 \n" /* -- -- R6 G6 B6 R7 -- -- */\
 269     "movq      %%mm1,         %%mm2 \n"\
 270     "pand "MANGLE(mask0100)", %%mm1 \n" /* -- -- G3 B3 -- -- -- -- */\
 271     "psrlq       $48,         %%mm3 \n" /* B2 R3 -- -- -- -- -- -- */\
 272     "pand "MANGLE(mask0010)", %%mm0 \n" /* -- -- -- -- G1 B1 -- -- */\
 273     "psllq       $32,         %%mm5 \n" /* -- -- -- -- R4 G4 B4 R5 */\
 274     "pand "MANGLE(mask1001)", %%mm2 \n" /* G5 B5 -- -- -- -- G7 B7 */\
 275     "por       %%mm3,         %%mm1 \n"\
 276     "por       %%mm6,         %%mm0 \n"\
 277     "por       %%mm5,         %%mm1 \n"\
 278     "por       %%mm7,         %%mm2 \n"\
 279     MOVNTQ"    %%mm0,          (%1) \n"\
 280     MOVNTQ"    %%mm1,         8(%1) \n"\
 281     MOVNTQ"    %%mm2,        16(%1) \n"\
 282
 283 #else
 284 #undef RGB_PACK24_B
 285 #define RGB_PACK24_B\
 286     "movd      %%mm3,       (%1) \n" /* R0 G0 B0 R1 */\
 287     "movd      %%mm2,      4(%1) \n" /* G1 B1 */\
 288     "psrlq     $32,        %%mm3 \n"\
 289     "psrlq     $16,        %%mm2 \n"\
 290     "movd      %%mm3,      6(%1) \n" /* R2 G2 B2 R3 */\
 291     "movd      %%mm2,     10(%1) \n" /* G3 B3 */\
 292     "psrlq     $16,        %%mm2 \n"\
 293     "movd      %%mm5,     12(%1) \n" /* R4 G4 B4 R5 */\
 294     "movd      %%mm2,     16(%1) \n" /* G5 B5 */\
 295     "psrlq     $32,        %%mm5 \n"\
 296     "movd      %%mm2,     20(%1) \n" /* -- -- G7 B7 */\
 297     "movd      %%mm5,     18(%1) \n" /* R6 G6 B6 R7 */\
 298
 299 #endif
 300
 301 static inline int RENAME(yuv420_rgb24)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
 302                                        int srcStride[],
 303                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
 304                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
 305 {
 306     int y, h_size, vshift;
 307
 308     YUV2RGB_LOOP(3)
 309
 310         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
 311         YUV2RGB
 312         RGB_PACK24(REG_BLUE, REG_RED)
 313
 314     YUV2RGB_ENDLOOP(3)
 315     YUV2RGB_OPERANDS
 316     YUV2RGB_ENDFUNC
 317 }
 318
 319 static inline int RENAME(yuv420_bgr24)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
 320                                        int srcStride[],
 321                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
 322                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
 323 {
 324     int y, h_size, vshift;
 325
 326     YUV2RGB_LOOP(3)
 327
 328         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
 329         YUV2RGB
 330         RGB_PACK24(REG_RED, REG_BLUE)
 331
 332     YUV2RGB_ENDLOOP(3)
 333     YUV2RGB_OPERANDS
 334     YUV2RGB_ENDFUNC
 335 }
 336
 337
 338 #define SET_EMPTY_ALPHA                                                      \
 339     "pcmpeqd   %%mm"REG_ALPHA", %%mm"REG_ALPHA"\n\t" /* set alpha to 0xFF */ \
 340
 341 #define LOAD_ALPHA                                   \
 342     "movq      (%6, %0, 2),     %%mm"REG_ALPHA"\n\t" \
 343
 344 #define RGB_PACK32(red, green, blue, alpha)  \
 345     "movq      %%mm"blue",  %%mm5\n\t"       \
 346     "movq      %%mm"red",   %%mm6\n\t"       \
 347     "punpckhbw %%mm"green", %%mm5\n\t"       \
 348     "punpcklbw %%mm"green", %%mm"blue"\n\t"  \
 349     "punpckhbw %%mm"alpha", %%mm6\n\t"       \
 350     "punpcklbw %%mm"alpha", %%mm"red"\n\t"   \
 351     "movq      %%mm"blue",  %%mm"green"\n\t" \
 352     "movq      %%mm5,       %%mm"alpha"\n\t" \
 353     "punpcklwd %%mm"red",   %%mm"blue"\n\t"  \
 354     "punpckhwd %%mm"red",   %%mm"green"\n\t" \
 355     "punpcklwd %%mm6,       %%mm5\n\t"       \
 356     "punpckhwd %%mm6,       %%mm"alpha"\n\t" \
 357     MOVNTQ "   %%mm"blue",   0(%1)\n\t"      \
 358     MOVNTQ "   %%mm"green",  8(%1)\n\t"      \
 359     MOVNTQ "   %%mm5,       16(%1)\n\t"      \
 360     MOVNTQ "   %%mm"alpha", 24(%1)\n\t"      \
 361
 362 #if !COMPILE_TEMPLATE_MMX2
 363 static inline int RENAME(yuv420_rgb32)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
 364                                        int srcStride[],
 365                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
 366                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
 367 {
 368     int y, h_size, vshift;
 369
 370     YUV2RGB_LOOP(4)
 371
 372         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
 373         YUV2RGB
 374         RGB_PACK_INTERLEAVE
 375         SET_EMPTY_ALPHA
 376         RGB_PACK32(REG_RED, REG_GREEN, REG_BLUE, REG_ALPHA)
 377
 378     YUV2RGB_ENDLOOP(4)
 379     YUV2RGB_OPERANDS
 380     YUV2RGB_ENDFUNC
 381 }
 382
 383 #if HAVE_7REGS && CONFIG_SWSCALE_ALPHA
 384 static inline int RENAME(yuva420_rgb32)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
 385                                         int srcStride[],
 386                                         int srcSliceY, int srcSliceH,
 387                                         uint8_t *dst[], int dstStride[])
 388 {
 389     int y, h_size, vshift;
 390
 391     YUV2RGB_LOOP(4)
 392
 393         const uint8_t *pa = src[3] + y * srcStride[3];
 394         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
 395         YUV2RGB
 396         RGB_PACK_INTERLEAVE
 397         LOAD_ALPHA
 398         RGB_PACK32(REG_RED, REG_GREEN, REG_BLUE, REG_ALPHA)
 399
 400     YUV2RGB_ENDLOOP(4)
 401     YUV2RGB_OPERANDS_ALPHA
 402     YUV2RGB_ENDFUNC
 403 }
 404 #endif
 405
 406 static inline int RENAME(yuv420_bgr32)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
 407                                        int srcStride[],
 408                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
 409                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
 410 {
 411     int y, h_size, vshift;
 412
 413     YUV2RGB_LOOP(4)
 414
 415         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
 416         YUV2RGB
 417         RGB_PACK_INTERLEAVE
 418         SET_EMPTY_ALPHA
 419         RGB_PACK32(REG_BLUE, REG_GREEN, REG_RED, REG_ALPHA)
 420
 421     YUV2RGB_ENDLOOP(4)
 422     YUV2RGB_OPERANDS
 423     YUV2RGB_ENDFUNC
 424 }
 425
 426 #if HAVE_7REGS && CONFIG_SWSCALE_ALPHA
 427 static inline int RENAME(yuva420_bgr32)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
 428                                         int srcStride[],
 429                                         int srcSliceY, int srcSliceH,
 430                                         uint8_t *dst[], int dstStride[])
 431 {
 432     int y, h_size, vshift;
 433
 434     YUV2RGB_LOOP(4)
 435
 436         const uint8_t *pa = src[3] + y * srcStride[3];
 437         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
 438         YUV2RGB
 439         RGB_PACK_INTERLEAVE
 440         LOAD_ALPHA
 441         RGB_PACK32(REG_BLUE, REG_GREEN, REG_RED, REG_ALPHA)
 442
 443     YUV2RGB_ENDLOOP(4)
 444     YUV2RGB_OPERANDS_ALPHA
 445     YUV2RGB_ENDFUNC
 446 }
 447 #endif
 448
 449 #endif /* !COMPILE_TEMPLATE_MMX2 */