git.sesse.net Git - vlc/blob - plugins/imdct/ac3_srfft_sse.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * ac3_srfft_sse.c: accelerated SSE ac3 fft functions
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 1999-2001 VideoLAN
   5  * $Id: ac3_srfft_sse.c,v 1.13 2002/06/01 12:31:59 sam Exp $
   6  *
   7  * Authors: Renaud Dartus <reno@videolan.org>
   8  *          Aaron Holtzman <aholtzma@engr.uvic.ca>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
  23  *****************************************************************************/
  24
  25 /*****************************************************************************
  26  * Preamble
  27  *****************************************************************************/
  28 #include <math.h>
  29 #include <stdio.h>
  30
  31 #include <vlc/vlc.h>
  32
  33 #include "ac3_imdct.h"
  34 #include "ac3_srfft.h"
  35
  36
  37 static float hsqrt2_sse[] ATTR_ALIGN(16) =
  38     { 0.707106781188, 0.707106781188, -0.707106781188, -0.707106781188 };
  39
  40 static float C_1_sse[] ATTR_ALIGN(16) =
  41     { -1.0, 1.0, -1.0, 1.0 };
  42
  43 typedef struct {
  44         int k;
  45         void * C1;
  46     } ck_sse_t;
  47
  48
  49 static void fft_4_sse (complex_t *x);
  50 static void fft_8_sse (complex_t *x);
  51 static void fft_asmb_sse (ck_sse_t * ck, int k, complex_t *x, complex_t *wTB,
  52          const complex_t *d, const complex_t *d_3);
  53
  54 void _M( fft_64p ) ( complex_t *a )
  55 {
  56     ck_sse_t ck;
  57     ck.C1 = C_1_sse;
  58
  59     fft_8_sse(&a[0]); fft_4_sse(&a[8]); fft_4_sse(&a[12]);
  60     fft_asmb_sse(&ck, 2, &a[0], &a[8], &delta16[0], &delta16_3[0]);
  61
  62     fft_8_sse(&a[16]), fft_8_sse(&a[24]);
  63     fft_asmb_sse(&ck, 4, &a[0], &a[16],&delta32[0], &delta32_3[0]);
  64
  65     fft_8_sse(&a[32]); fft_4_sse(&a[40]); fft_4_sse(&a[44]);
  66     fft_asmb_sse(&ck, 2, &a[32], &a[40], &delta16[0], &delta16_3[0]);
  67
  68     fft_8_sse(&a[48]); fft_4_sse(&a[56]); fft_4_sse(&a[60]);
  69     fft_asmb_sse(&ck, 2, &a[48], &a[56], &delta16[0], &delta16_3[0]);
  70
  71     fft_asmb_sse(&ck, 8, &a[0], &a[32],&delta64[0], &delta64_3[0]);
  72 }
  73
  74 void _M( fft_128p ) ( complex_t *a )
  75 {
  76     ck_sse_t ck;
  77     ck.C1 = C_1_sse;
  78
  79     fft_8_sse(&a[0]); fft_4_sse(&a[8]); fft_4_sse(&a[12]);
  80     fft_asmb_sse(&ck, 2, &a[0], &a[8], &delta16[0], &delta16_3[0]);
  81
  82     fft_8_sse(&a[16]), fft_8_sse(&a[24]);
  83     fft_asmb_sse(&ck, 4, &a[0], &a[16],&delta32[0], &delta32_3[0]);
  84
  85     fft_8_sse(&a[32]); fft_4_sse(&a[40]); fft_4_sse(&a[44]);
  86     fft_asmb_sse(&ck, 2, &a[32], &a[40], &delta16[0], &delta16_3[0]);
  87
  88     fft_8_sse(&a[48]); fft_4_sse(&a[56]); fft_4_sse(&a[60]);
  89     fft_asmb_sse(&ck, 2, &a[48], &a[56], &delta16[0], &delta16_3[0]);
  90
  91     fft_asmb_sse(&ck, 8, &a[0], &a[32],&delta64[0], &delta64_3[0]);
  92
  93     fft_8_sse(&a[64]); fft_4_sse(&a[72]); fft_4_sse(&a[76]);
  94     /* fft_16(&a[64]); */
  95     fft_asmb_sse(&ck, 2, &a[64], &a[72], &delta16[0], &delta16_3[0]);
  96
  97     fft_8_sse(&a[80]); fft_8_sse(&a[88]);
  98
  99     /* fft_32(&a[64]); */
 100     fft_asmb_sse(&ck, 4, &a[64], &a[80],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 101
 102     fft_8_sse(&a[96]); fft_4_sse(&a[104]), fft_4_sse(&a[108]);
 103     /* fft_16(&a[96]); */
 104     fft_asmb_sse(&ck, 2, &a[96], &a[104], &delta16[0], &delta16_3[0]);
 105
 106     fft_8_sse(&a[112]), fft_8_sse(&a[120]);
 107     /* fft_32(&a[96]); */
 108     fft_asmb_sse(&ck, 4, &a[96], &a[112], &delta32[0], &delta32_3[0]);
 109
 110     /* fft_128(&a[0]); */
 111     fft_asmb_sse(&ck, 16, &a[0], &a[64], &delta128[0], &delta128_3[0]);
 112 }
 113
 114 static void fft_4_sse (complex_t *x)
 115 {
 116     __asm__ __volatile__ (
 117     ".align 16\n"
 118     "movaps   (%%eax), %%xmm0\n"    /* x[1] | x[0] */
 119     "movaps 16(%%eax), %%xmm2\n"    /* x[3] | x[2] */
 120     "movaps  %%xmm0, %%xmm1\n"      /* x[1] | x[0] */
 121     "addps   %%xmm2, %%xmm0\n"      /* x[1] + x[3] | x[0] + x[2] */
 122     "subps   %%xmm2, %%xmm1\n"      /* x[1] - x[3] | x[0] - x[2] */
 123     "xorps   %%xmm6, %%xmm6\n"
 124     "movhlps %%xmm1, %%xmm4\n"      /* ? | x[1] - x[3] */
 125     "movhlps %%xmm0, %%xmm3\n"      /* ? | x[1] + x[3] */
 126     "subss   %%xmm4, %%xmm6\n"      /* 0 | -(x[1] - x[3]).re */
 127     "movlhps %%xmm1, %%xmm0\n"      /* x[0] - x[2] | x[0] + x[2] */
 128     "movlhps %%xmm6, %%xmm4\n"      /* 0 | -(x[1] - x[3]).re | (x[1] - x[3]).im | (x[3]-x[1]).re */
 129     "movaps  %%xmm0, %%xmm2\n"      /* x[0] - x[2] | x[0] + x[2] */
 130     "shufps   $0x94, %%xmm4, %%xmm3\n" /* i*(x[1] - x[3]) | x[1] + x[3] */
 131     "addps   %%xmm3, %%xmm0\n"
 132     "subps   %%xmm3, %%xmm2\n"
 133     "movaps  %%xmm0,   (%%eax)\n"
 134     "movaps  %%xmm2, 16(%%eax)\n"
 135     : "=a" (x)
 136     : "a" (x) );
 137 }
 138
 139 static void fft_8_sse (complex_t *x)
 140 {
 141     __asm__ __volatile__ (
 142     ".align 16\n"
 143
 144     "movlps   (%%eax), %%xmm0\n"    /* x[0] */
 145     "movlps 32(%%eax), %%xmm1\n"    /* x[4] */
 146     "movhps 16(%%eax), %%xmm0\n"    /* x[2] | x[0] */
 147     "movhps 48(%%eax), %%xmm1\n"    /* x[6] | x[4] */
 148     "movaps  %%xmm0, %%xmm2\n"      /* x[2] | x[0] */
 149     "xorps   %%xmm3, %%xmm3\n"
 150     "addps   %%xmm1, %%xmm0\n"      /* x[2] + x[6] | x[0] + x[4] */
 151     "subps   %%xmm1, %%xmm2\n"      /* x[2] - x[6] | x[0] - x[4] */
 152     "movhlps %%xmm0, %%xmm5\n"      /* x[2] + x[6] */
 153     "movhlps %%xmm2, %%xmm4\n"      /* x[2] - x[6] */
 154     "movlhps %%xmm2, %%xmm0\n"      /* x[0] - x[4] | x[0] + x[4] */
 155     "subss   %%xmm4, %%xmm3\n"      /* (x[2]-x[6]).im | -(x[2]-x[6]).re */
 156     "movaps  %%xmm0, %%xmm7\n"      /* x[0] - x[4] | x[0] + x[4] */
 157     "movaps  %%xmm3, %%xmm4\n"      /* (x[2]-x[6]).im | -(x[2]-x[6]).re */
 158     "movlps 8(%%eax), %%xmm1\n"     /* x[1] */
 159     "shufps   $0x14, %%xmm4, %%xmm5\n" /* i*(x[2] - x[6]) | x[2] + x[6] */
 160
 161     "addps   %%xmm5, %%xmm0\n"      /* yt = i*(x2-x6)+x0-x4 | x2+x6+x0+x4 */
 162     "subps   %%xmm5, %%xmm7\n"      /* yb = i*(x6-x2)+x0-x4 | -x6-x2+x0+x4 */
 163
 164     "movhps 24(%%eax), %%xmm1\n"    /* x[3] | x[1] */
 165     "movlps 40(%%eax), %%xmm2\n"    /* x[5] */
 166     "movhps 56(%%eax), %%xmm2\n"    /* x[7] | x[5] */
 167     "movaps  %%xmm1, %%xmm3\n"      /* x[3] | x[1] */
 168     "addps   %%xmm2, %%xmm1\n"      /* x[3] + x[7] | x[1] + x[5] */
 169     "subps   %%xmm2, %%xmm3\n"      /* x[3] - x[7] | x[1] - x[5] */
 170     "movaps (%%ecx), %%xmm4\n"      /* -1/sqrt2 | -1/sqrt2 | 1/sqrt2 | 1/sqrt2 */
 171     "movaps  %%xmm3, %%xmm6\n"      /* x[3] - x[7] | x[1] - x[5] */
 172     "mulps   %%xmm4, %%xmm3\n"      /* -1/s2*(x[3] - x[7]) | 1/s2*(x[1] - x[5]) */
 173     "shufps   $0xc8, %%xmm4, %%xmm4\n" /* -1/sqrt2 | 1/sqrt2 | -1/sqrt2 | 1/sqrt2 */
 174     "shufps   $0xb1, %%xmm6, %%xmm6\n" /* (x3-x7).re|(x3-x7).im|(x1-x5).re|(x1-x5).im */
 175     "mulps   %%xmm4, %%xmm6\n"      /* (x7-x3).re/s2|(x3-x7).im/s2|(x5-x1).re/s2|(x1-x5).im/s2 */
 176     "addps   %%xmm3, %%xmm6\n"      /* (-1-i)/sqrt2 * (x[3]-x[7]) | (1-i)/sqrt2 * (x[1] - x[5]) */
 177     "movhlps %%xmm1, %%xmm5\n"      /* x[3] + x[7] */
 178     "movlhps %%xmm6, %%xmm1\n"      /* (1+i)/sqrt2 * (x[1]-x[5]) | x[1]+x[5] */
 179     "shufps   $0xe4, %%xmm6, %%xmm5\n" /* (-1-i)/sqrt2 * (x[3]-x[7]) | x[3]+x[7] */
 180     "movaps  %%xmm1, %%xmm3\n"      /* (1-i)/sqrt2 * (x[1]-x[5]) | x[1]+x[5] */
 181     "addps   %%xmm5, %%xmm1\n"      /* u */
 182     "subps   %%xmm5, %%xmm3\n"      /* v */
 183     "movaps  %%xmm0, %%xmm2\n"      /* yb */
 184     "movaps  %%xmm7, %%xmm4\n"      /* yt */
 185     "movaps (%%edx), %%xmm5\n"
 186     "mulps   %%xmm5, %%xmm3\n"
 187     "addps   %%xmm1, %%xmm0\n"      /* yt + u */
 188     "subps   %%xmm1, %%xmm2\n"      /* yt - u */
 189     "shufps   $0xb1, %%xmm3, %%xmm3\n" /* -i * v */
 190     "movaps  %%xmm0, (%%eax)\n"
 191     "movaps  %%xmm2, 32(%%eax)\n"
 192     "addps   %%xmm3, %%xmm4\n"      /* yb - i*v */
 193     "subps   %%xmm3, %%xmm7\n"      /* yb + i*v */
 194     "movaps  %%xmm4, 16(%%eax)\n"
 195     "movaps  %%xmm7, 48(%%eax)\n"
 196
 197     : "=a" (x)
 198     : "a" (x), "c" (hsqrt2_sse), "d" (C_1_sse));
 199 }
 200
 201 static void fft_asmb_sse (ck_sse_t * ck, int k, complex_t *x, complex_t *wTB,
 202          const complex_t *d, const complex_t *d_3)
 203 {
 204     ck->k = k;
 205
 206     __asm__ __volatile__ (
 207     ".align 16\n"
 208     "pushl %%ebp\n"
 209     "movl %%esp, %%ebp\n"
 210
 211     "subl $8, %%esp\n"
 212
 213     "pushl %%eax\n"
 214     "pushl %%ebx\n"
 215     "pushl %%ecx\n"
 216     "pushl %%edx\n"
 217     "pushl %%esi\n"
 218     "pushl %%edi\n"
 219
 220     "movl 4(%%ecx), %%ebx\n"
 221     "movl %%ebx, -4(%%ebp)\n"
 222     "movl (%%ecx), %%ecx\n"
 223
 224     "movl %%ecx, -8(%%ebp)\n"   /* k */
 225     "addl $8, %%edx\n"
 226     "addl $8, %%esi\n"
 227     "shll $4, %%ecx\n"          /* 16k */
 228
 229     /* TRANSZERO and TRANS */
 230     ".align 16\n"
 231     "movaps (%%eax), %%xmm0\n"     /* x[1] | x[0] */
 232     "movaps (%%edi), %%xmm1\n"     /* wT[1] | wT[0] */
 233     "movaps (%%edi, %%ecx), %%xmm2\n" /* wB[1] | wB[0] */
 234     "movlps (%%edx), %%xmm3\n"     /* d */
 235     "movlps (%%esi), %%xmm4\n"     /* d3 */
 236     "movhlps %%xmm1, %%xmm5\n"     /* wT[1] */
 237     "movhlps %%xmm2, %%xmm6\n"     /* wB[1] */
 238     "shufps $0x50, %%xmm3, %%xmm3\n" /* d[1].im | d[1].im | d[1].re | d[1].re */
 239     "shufps $0x50, %%xmm4, %%xmm4\n" /* d3[1].im | d3[1].im | d3[i].re | d3[i].re */
 240     "movlhps %%xmm5, %%xmm5\n"      /* wT[1] | wT[1] */
 241     "movlhps %%xmm6, %%xmm6\n"      /* wB[1] | wB[1] */
 242     "mulps   %%xmm3, %%xmm5\n"
 243     "mulps   %%xmm4, %%xmm6\n"
 244     "movhlps %%xmm5, %%xmm7\n"      /* wT[1].im * d[1].im | wT[1].re * d[1].im */
 245     "movlhps %%xmm6, %%xmm5\n"      /* wB[1].im * d3[1].re | wB[1].re * d3[1].re | wT[1].im * d[1].re | wT[1].re * d[1].re */
 246     "shufps $0xb1, %%xmm6, %%xmm7\n" /* wB[1].re * d3[1].im | wB[i].im * d3[1].im | wT[1].re * d[1].im | wT[1].im * d[1].im */
 247     "movl  -4(%%ebp), %%ebx\n"
 248     "movaps (%%ebx), %%xmm4\n"
 249     "mulps   %%xmm4, %%xmm7\n"
 250     "addps   %%xmm7, %%xmm5\n"      /* wB[1] * d3[1] | wT[1] * d[1] */
 251     "movlhps %%xmm5, %%xmm1\n"      /* d[1] * wT[1] | wT[0] */
 252     "shufps  $0xe4, %%xmm5, %%xmm2\n" /* d3[1] * wB[1] | wB[0] */
 253     "movaps  %%xmm1, %%xmm3\n"      /* d[1] * wT[1] | wT[0] */
 254     "leal   (%%eax, %%ecx, 2), %%ebx\n"
 255     "addps  %%xmm2, %%xmm1\n"       /* u */
 256     "subps  %%xmm2, %%xmm3\n"       /* v */
 257     "mulps  %%xmm4, %%xmm3\n"
 258     "movaps (%%eax, %%ecx), %%xmm5\n" /* xk[1] | xk[0] */
 259     "shufps $0xb1, %%xmm3, %%xmm3\n"  /* -i * v */
 260     "movaps %%xmm0, %%xmm2\n"       /* x[1] | x[0] */
 261     "movaps %%xmm5, %%xmm6\n"       /* xk[1] | xk[0] */
 262     "addps  %%xmm1, %%xmm0\n"
 263     "subps  %%xmm1, %%xmm2\n"
 264     "addps  %%xmm3, %%xmm5\n"
 265     "subps  %%xmm3, %%xmm6\n"
 266     "movaps %%xmm0, (%%eax)\n"
 267     "movaps %%xmm2, (%%ebx)\n"
 268     "movaps %%xmm5, (%%eax, %%ecx)\n"
 269     "movaps %%xmm6, (%%ebx, %%ecx)\n"
 270     "addl $16, %%eax\n"
 271     "addl $16, %%edi\n"
 272     "addl  $8, %%edx\n"
 273     "addl  $8, %%esi\n"
 274     "decl -8(%%ebp)\n"
 275
 276     ".align 16\n"
 277 "0:\n"
 278     "movaps (%%edi), %%xmm0\n"      /* wT[1] | wT[0] */
 279     "movaps (%%edx), %%xmm1\n"      /* d[1] | d[0] */
 280
 281     "movaps (%%edi, %%ecx), %%xmm4\n" /* wB[1] | wB[0] */
 282     "movaps (%%esi), %%xmm5\n"      /* d3[1] | d3[0] */
 283
 284     "movhlps %%xmm0, %%xmm2\n"      /* wT[1] */
 285     "movhlps %%xmm1, %%xmm3\n"      /* d[1] */
 286
 287     "movhlps %%xmm4, %%xmm6\n"      /* wB[1] */
 288     "movhlps %%xmm5, %%xmm7\n"      /* d3[1] */
 289
 290     "shufps $0x50, %%xmm1, %%xmm1\n" /* d[0].im | d[0].im | d[0].re | d[0].re */
 291     "shufps $0x50, %%xmm3, %%xmm3\n" /* d[1].im | d[1].im | d[1].re | d[1].re */
 292
 293     "movlhps %%xmm0, %%xmm0\n"       /* wT[0] | wT[0] */
 294     "shufps $0x50, %%xmm5, %%xmm5\n" /* d3[0].im | d3[0].im | d3[0].re | d3[0].re */
 295     "movlhps %%xmm2, %%xmm2\n"       /* wT[1] | wT[1] */
 296     "shufps $0x50, %%xmm7, %%xmm7\n" /* d3[1].im | d3[1].im | d3[1].re | d3[1].re */
 297
 298     "mulps   %%xmm1, %%xmm0\n"  /* d[0].im * wT[0].im | d[0].im * wT[0].re | d[0].re * wT[0].im | d[0].re * wT[0].re */
 299     "mulps   %%xmm3, %%xmm2\n"  /* d[1].im * wT[1].im | d[1].im * wT[1].re | d[1].re * wT[1].im | d[1].re * wT[1].re */
 300     "movlhps %%xmm4, %%xmm4\n"  /* wB[0] | wB[0] */
 301     "movlhps %%xmm6, %%xmm6\n"  /* wB[1] | wB[1] */
 302
 303     "movhlps %%xmm0, %%xmm1\n"  /* d[0].im * wT[0].im | d[0].im * wT[0].re */
 304     "movlhps %%xmm2, %%xmm0\n"  /* d[1].re * wT[1].im | d[1].re * wT[1].re | d[0].re * wT[0].im | d[0].re * wT[0].re */
 305     "mulps   %%xmm5, %%xmm4\n"  /* wB[0].im * d3[0].im | wB[0].re * d3[0].im | wB[0].im * d3[0].re | wB[0].re * d3[0].re */
 306     "mulps   %%xmm7, %%xmm6\n"  /* wB[1].im * d3[1].im | wB[1].re * d3[1].im | wB[1].im * d3[1].re | wB[1].re * d3[1].re */
 307     "shufps $0xb1, %%xmm2, %%xmm1\n" /* d[1].im * wT[1].re | d[1].im * wT[1].im | d[0].im * wT[0].re | d[0].im * wT[0].im */
 308     "movl -4(%%ebp), %%ebx\n"
 309     "movaps (%%ebx), %%xmm3\n"  /* 1.0 | -1.0 | 1.0 | -1.0 */
 310
 311     "movhlps %%xmm4, %%xmm5\n"  /* wB[0].im * d3[0].im | wB[0].re * d3[0].im */
 312     "mulps   %%xmm3, %%xmm1\n"  /* d[1].im * wT[1].re | -d[1].im * wT[1].im | d[0].im * wT[0].re | -d[0].im * wT[0].im */
 313     "movlhps %%xmm6, %%xmm4\n"  /* wB[1].im * d3[1].re | wB[1].re * d3[1].re | wB[0].im * d3[0].re | wB[0].im * d3[0].re */
 314     "addps   %%xmm1, %%xmm0\n"  /* wT[1] * d[1] | wT[0] * d[0] */
 315
 316     "shufps $0xb1, %%xmm6, %%xmm5\n" /* wB[1].re * d3[1].im | wB[1].im * d3[1].im | wB[0].re * d3[0].im | wB[0].im * d3[0].im */
 317     "mulps   %%xmm3, %%xmm5\n"  /* wB[1].re * d3[1].im | -wB[1].im * d3[1].im | wB[0].re * d3[0].im | -wB[0].im * d3[0].im */
 318     "addps   %%xmm5, %%xmm4\n"  /* wB[1] * d3[1] | wB[0] * d3[0] */
 319
 320     "movaps %%xmm0, %%xmm1\n"   /* wT[1] * d[1] | wT[0] * d[0] */
 321     "addps  %%xmm4, %%xmm0\n"   /* u */
 322     "subps  %%xmm4, %%xmm1\n"   /* v */
 323     "movaps (%%eax), %%xmm6\n"  /* x[1] | x[0] */
 324     "leal   (%%eax, %%ecx, 2), %%ebx\n"
 325     "mulps  %%xmm3, %%xmm1\n"
 326     "addl $16, %%edi\n"
 327     "addl $16, %%esi\n"
 328     "shufps $0xb1, %%xmm1, %%xmm1\n"    /* -i * v */
 329     "movaps (%%eax, %%ecx), %%xmm7\n"   /* xk[1] | xk[0] */
 330     "movaps %%xmm6, %%xmm2\n"
 331     "movaps %%xmm7, %%xmm4\n"
 332     "addps  %%xmm0, %%xmm6\n"
 333     "subps  %%xmm0, %%xmm2\n"
 334     "movaps %%xmm6, (%%eax)\n"
 335     "movaps %%xmm2, (%%ebx)\n"
 336     "addps  %%xmm1, %%xmm7\n"
 337     "subps  %%xmm1, %%xmm4\n"
 338     "addl $16, %%edx\n"
 339     "movaps %%xmm7, (%%eax, %%ecx)\n"
 340     "movaps %%xmm4, (%%ebx, %%ecx)\n"
 341
 342     "addl $16, %%eax\n"
 343     "decl -8(%%ebp)\n"
 344     "jnz 0b\n"
 345
 346     ".align 16\n"
 347 "1:\n"
 348     "popl %%edi\n"
 349     "popl %%esi\n"
 350     "popl %%edx\n"
 351     "popl %%ecx\n"
 352     "popl %%ebx\n"
 353     "popl %%eax\n"
 354
 355     "addl $8, %%esp\n"
 356
 357     "leave\n"
 358     : "=a" (x), "=D" (wTB)
 359     : "c" (ck), "a" (x), "D" (wTB), "d" (d), "S" (d_3) );
 360 }