ffmpeg/libavcodec/ppc/fdct_altivec.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2003  James Klicman <james@klicman.org>
   3  *
   4  * This file is part of FFmpeg.
   5  *
   6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
   7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   8  * License as published by the Free Software Foundation; either
   9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  10  *
  11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  14  * Lesser General Public License for more details.
  15  *
  16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  19  */
  20
  21 #include "config.h"
  22 #if HAVE_ALTIVEC_H
  23 #include <altivec.h>
  24 #endif
  25 #include "libavutil/common.h"
  26 #include "libavcodec/dsputil.h"
  27 #include "dsputil_altivec.h"
  28
  29 #define vs16(v) ((vector signed short)(v))
  30 #define vs32(v) ((vector signed int)(v))
  31 #define vu8(v)  ((vector unsigned char)(v))
  32 #define vu16(v) ((vector unsigned short)(v))
  33 #define vu32(v) ((vector unsigned int)(v))
  34
  35
  36 #define C1     0.98078525066375732421875000 /* cos(1*PI/16) */
  37 #define C2     0.92387950420379638671875000 /* cos(2*PI/16) */
  38 #define C3     0.83146959543228149414062500 /* cos(3*PI/16) */
  39 #define C4     0.70710676908493041992187500 /* cos(4*PI/16) */
  40 #define C5     0.55557024478912353515625000 /* cos(5*PI/16) */
  41 #define C6     0.38268342614173889160156250 /* cos(6*PI/16) */
  42 #define C7     0.19509032368659973144531250 /* cos(7*PI/16) */
  43 #define SQRT_2 1.41421353816986083984375000 /* sqrt(2)      */
  44
  45
  46 #define W0 -(2 * C2)
  47 #define W1 (2 * C6)
  48 #define W2 (SQRT_2 * C6)
  49 #define W3 (SQRT_2 * C3)
  50 #define W4 (SQRT_2 * (-C1 + C3 + C5 - C7))
  51 #define W5 (SQRT_2 * ( C1 + C3 - C5 + C7))
  52 #define W6 (SQRT_2 * ( C1 + C3 + C5 - C7))
  53 #define W7 (SQRT_2 * ( C1 + C3 - C5 - C7))
  54 #define W8 (SQRT_2 * ( C7 - C3))
  55 #define W9 (SQRT_2 * (-C1 - C3))
  56 #define WA (SQRT_2 * (-C3 - C5))
  57 #define WB (SQRT_2 * ( C5 - C3))
  58
  59
  60 static vector float fdctconsts[3] = {
  61     { W0, W1, W2, W3 },
  62     { W4, W5, W6, W7 },
  63     { W8, W9, WA, WB }
  64 };
  65
  66 #define LD_W0 vec_splat(cnsts0, 0)
  67 #define LD_W1 vec_splat(cnsts0, 1)
  68 #define LD_W2 vec_splat(cnsts0, 2)
  69 #define LD_W3 vec_splat(cnsts0, 3)
  70 #define LD_W4 vec_splat(cnsts1, 0)
  71 #define LD_W5 vec_splat(cnsts1, 1)
  72 #define LD_W6 vec_splat(cnsts1, 2)
  73 #define LD_W7 vec_splat(cnsts1, 3)
  74 #define LD_W8 vec_splat(cnsts2, 0)
  75 #define LD_W9 vec_splat(cnsts2, 1)
  76 #define LD_WA vec_splat(cnsts2, 2)
  77 #define LD_WB vec_splat(cnsts2, 3)
  78
  79
  80 #define FDCTROW(b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7) /* {{{ */                  \
  81     x0 = vec_add(b0, b7);               /* x0 = b0 + b7; */         \
  82     x7 = vec_sub(b0, b7);               /* x7 = b0 - b7; */         \
  83     x1 = vec_add(b1, b6);               /* x1 = b1 + b6; */         \
  84     x6 = vec_sub(b1, b6);               /* x6 = b1 - b6; */         \
  85     x2 = vec_add(b2, b5);               /* x2 = b2 + b5; */         \
  86     x5 = vec_sub(b2, b5);               /* x5 = b2 - b5; */         \
  87     x3 = vec_add(b3, b4);               /* x3 = b3 + b4; */         \
  88     x4 = vec_sub(b3, b4);               /* x4 = b3 - b4; */         \
  89                                                                     \
  90     b7 = vec_add(x0, x3);               /* b7 = x0 + x3; */         \
  91     b1 = vec_add(x1, x2);               /* b1 = x1 + x2; */         \
  92     b0 = vec_add(b7, b1);               /* b0 = b7 + b1; */         \
  93     b4 = vec_sub(b7, b1);               /* b4 = b7 - b1; */         \
  94                                                                     \
  95     b2 = vec_sub(x0, x3);               /* b2 = x0 - x3; */         \
  96     b6 = vec_sub(x1, x2);               /* b6 = x1 - x2; */         \
  97     b5 = vec_add(b6, b2);               /* b5 = b6 + b2; */         \
  98     cnst = LD_W2;                                                   \
  99     b5 = vec_madd(cnst, b5, mzero);     /* b5 = b5 * W2; */         \
 100     cnst = LD_W1;                                                   \
 101     b2 = vec_madd(cnst, b2, b5);        /* b2 = b5 + b2 * W1; */    \
 102     cnst = LD_W0;                                                   \
 103     b6 = vec_madd(cnst, b6, b5);        /* b6 = b5 + b6 * W0; */    \
 104                                                                     \
 105     x0 = vec_add(x4, x7);               /* x0 = x4 + x7; */         \
 106     x1 = vec_add(x5, x6);               /* x1 = x5 + x6; */         \
 107     x2 = vec_add(x4, x6);               /* x2 = x4 + x6; */         \
 108     x3 = vec_add(x5, x7);               /* x3 = x5 + x7; */         \
 109     x8 = vec_add(x2, x3);               /* x8 = x2 + x3; */         \
 110     cnst = LD_W3;                                                   \
 111     x8 = vec_madd(cnst, x8, mzero);     /* x8 = x8 * W3; */         \
 112                                                                     \
 113     cnst = LD_W8;                                                   \
 114     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);     /* x0 *= W8; */             \
 115     cnst = LD_W9;                                                   \
 116     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);     /* x1 *= W9; */             \
 117     cnst = LD_WA;                                                   \
 118     x2 = vec_madd(cnst, x2, x8);        /* x2 = x2 * WA + x8; */    \
 119     cnst = LD_WB;                                                   \
 120     x3 = vec_madd(cnst, x3, x8);        /* x3 = x3 * WB + x8; */    \
 121                                                                     \
 122     cnst = LD_W4;                                                   \
 123     b7 = vec_madd(cnst, x4, x0);        /* b7 = x4 * W4 + x0; */    \
 124     cnst = LD_W5;                                                   \
 125     b5 = vec_madd(cnst, x5, x1);        /* b5 = x5 * W5 + x1; */    \
 126     cnst = LD_W6;                                                   \
 127     b3 = vec_madd(cnst, x6, x1);        /* b3 = x6 * W6 + x1; */    \
 128     cnst = LD_W7;                                                   \
 129     b1 = vec_madd(cnst, x7, x0);        /* b1 = x7 * W7 + x0; */    \
 130                                                                     \
 131     b7 = vec_add(b7, x2);               /* b7 = b7 + x2; */         \
 132     b5 = vec_add(b5, x3);               /* b5 = b5 + x3; */         \
 133     b3 = vec_add(b3, x2);               /* b3 = b3 + x2; */         \
 134     b1 = vec_add(b1, x3);               /* b1 = b1 + x3; */         \
 135     /* }}} */
 136
 137 #define FDCTCOL(b0,b1,b2,b3,b4,b5,b6,b7) /* {{{ */                  \
 138     x0 = vec_add(b0, b7);               /* x0 = b0 + b7; */         \
 139     x7 = vec_sub(b0, b7);               /* x7 = b0 - b7; */         \
 140     x1 = vec_add(b1, b6);               /* x1 = b1 + b6; */         \
 141     x6 = vec_sub(b1, b6);               /* x6 = b1 - b6; */         \
 142     x2 = vec_add(b2, b5);               /* x2 = b2 + b5; */         \
 143     x5 = vec_sub(b2, b5);               /* x5 = b2 - b5; */         \
 144     x3 = vec_add(b3, b4);               /* x3 = b3 + b4; */         \
 145     x4 = vec_sub(b3, b4);               /* x4 = b3 - b4; */         \
 146                                                                     \
 147     b7 = vec_add(x0, x3);               /* b7 = x0 + x3; */         \
 148     b1 = vec_add(x1, x2);               /* b1 = x1 + x2; */         \
 149     b0 = vec_add(b7, b1);               /* b0 = b7 + b1; */         \
 150     b4 = vec_sub(b7, b1);               /* b4 = b7 - b1; */         \
 151                                                                     \
 152     b2 = vec_sub(x0, x3);               /* b2 = x0 - x3; */         \
 153     b6 = vec_sub(x1, x2);               /* b6 = x1 - x2; */         \
 154     b5 = vec_add(b6, b2);               /* b5 = b6 + b2; */         \
 155     cnst = LD_W2;                                                   \
 156     b5 = vec_madd(cnst, b5, mzero);     /* b5 = b5 * W2; */         \
 157     cnst = LD_W1;                                                   \
 158     b2 = vec_madd(cnst, b2, b5);        /* b2 = b5 + b2 * W1; */    \
 159     cnst = LD_W0;                                                   \
 160     b6 = vec_madd(cnst, b6, b5);        /* b6 = b5 + b6 * W0; */    \
 161                                                                     \
 162     x0 = vec_add(x4, x7);               /* x0 = x4 + x7; */         \
 163     x1 = vec_add(x5, x6);               /* x1 = x5 + x6; */         \
 164     x2 = vec_add(x4, x6);               /* x2 = x4 + x6; */         \
 165     x3 = vec_add(x5, x7);               /* x3 = x5 + x7; */         \
 166     x8 = vec_add(x2, x3);               /* x8 = x2 + x3; */         \
 167     cnst = LD_W3;                                                   \
 168     x8 = vec_madd(cnst, x8, mzero);     /* x8 = x8 * W3; */         \
 169                                                                     \
 170     cnst = LD_W8;                                                   \
 171     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);     /* x0 *= W8; */             \
 172     cnst = LD_W9;                                                   \
 173     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);     /* x1 *= W9; */             \
 174     cnst = LD_WA;                                                   \
 175     x2 = vec_madd(cnst, x2, x8);        /* x2 = x2 * WA + x8; */    \
 176     cnst = LD_WB;                                                   \
 177     x3 = vec_madd(cnst, x3, x8);        /* x3 = x3 * WB + x8; */    \
 178                                                                     \
 179     cnst = LD_W4;                                                   \
 180     b7 = vec_madd(cnst, x4, x0);        /* b7 = x4 * W4 + x0; */    \
 181     cnst = LD_W5;                                                   \
 182     b5 = vec_madd(cnst, x5, x1);        /* b5 = x5 * W5 + x1; */    \
 183     cnst = LD_W6;                                                   \
 184     b3 = vec_madd(cnst, x6, x1);        /* b3 = x6 * W6 + x1; */    \
 185     cnst = LD_W7;                                                   \
 186     b1 = vec_madd(cnst, x7, x0);        /* b1 = x7 * W7 + x0; */    \
 187                                                                     \
 188     b7 = vec_add(b7, x2);               /* b7 += x2; */             \
 189     b5 = vec_add(b5, x3);               /* b5 += x3; */             \
 190     b3 = vec_add(b3, x2);               /* b3 += x2; */             \
 191     b1 = vec_add(b1, x3);               /* b1 += x3; */             \
 192     /* }}} */
 193
 194
 195
 196 /* two dimensional discrete cosine transform */
 197
 198 void fdct_altivec(int16_t *block)
 199 {
 200     vector signed short *bp;
 201     vector float *cp;
 202     vector float b00, b10, b20, b30, b40, b50, b60, b70;
 203     vector float b01, b11, b21, b31, b41, b51, b61, b71;
 204     vector float mzero, cnst, cnsts0, cnsts1, cnsts2;
 205     vector float x0, x1, x2, x3, x4, x5, x6, x7, x8;
 206
 207     /* setup constants {{{ */
 208     /* mzero = -0.0 */
 209     mzero = ((vector float)vec_splat_u32(-1));
 210     mzero = ((vector float)vec_sl(vu32(mzero), vu32(mzero)));
 211     cp = fdctconsts;
 212     cnsts0 = vec_ld(0, cp); cp++;
 213     cnsts1 = vec_ld(0, cp); cp++;
 214     cnsts2 = vec_ld(0, cp);
 215     /* }}} */
 216
 217
 218     /* 8x8 matrix transpose (vector short[8]) {{{ */
 219 #define MERGE_S16(hl,a,b) vec_merge##hl(vs16(a), vs16(b))
 220
 221     bp = (vector signed short*)block;
 222     b00 = ((vector float)vec_ld(0,    bp));
 223     b40 = ((vector float)vec_ld(16*4, bp));
 224     b01 = ((vector float)MERGE_S16(h, b00, b40));
 225     b11 = ((vector float)MERGE_S16(l, b00, b40));
 226     bp++;
 227     b10 = ((vector float)vec_ld(0,    bp));
 228     b50 = ((vector float)vec_ld(16*4, bp));
 229     b21 = ((vector float)MERGE_S16(h, b10, b50));
 230     b31 = ((vector float)MERGE_S16(l, b10, b50));
 231     bp++;
 232     b20 = ((vector float)vec_ld(0,    bp));
 233     b60 = ((vector float)vec_ld(16*4, bp));
 234     b41 = ((vector float)MERGE_S16(h, b20, b60));
 235     b51 = ((vector float)MERGE_S16(l, b20, b60));
 236     bp++;
 237     b30 = ((vector float)vec_ld(0,    bp));
 238     b70 = ((vector float)vec_ld(16*4, bp));
 239     b61 = ((vector float)MERGE_S16(h, b30, b70));
 240     b71 = ((vector float)MERGE_S16(l, b30, b70));
 241
 242     x0 = ((vector float)MERGE_S16(h, b01, b41));
 243     x1 = ((vector float)MERGE_S16(l, b01, b41));
 244     x2 = ((vector float)MERGE_S16(h, b11, b51));
 245     x3 = ((vector float)MERGE_S16(l, b11, b51));
 246     x4 = ((vector float)MERGE_S16(h, b21, b61));
 247     x5 = ((vector float)MERGE_S16(l, b21, b61));
 248     x6 = ((vector float)MERGE_S16(h, b31, b71));
 249     x7 = ((vector float)MERGE_S16(l, b31, b71));
 250
 251     b00 = ((vector float)MERGE_S16(h, x0, x4));
 252     b10 = ((vector float)MERGE_S16(l, x0, x4));
 253     b20 = ((vector float)MERGE_S16(h, x1, x5));
 254     b30 = ((vector float)MERGE_S16(l, x1, x5));
 255     b40 = ((vector float)MERGE_S16(h, x2, x6));
 256     b50 = ((vector float)MERGE_S16(l, x2, x6));
 257     b60 = ((vector float)MERGE_S16(h, x3, x7));
 258     b70 = ((vector float)MERGE_S16(l, x3, x7));
 259
 260 #undef MERGE_S16
 261     /* }}} */
 262
 263
 264 /* Some of the initial calculations can be done as vector short before
 265  * conversion to vector float.  The following code section takes advantage
 266  * of this.
 267  */
 268     /* fdct rows {{{ */
 269     x0 = ((vector float)vec_add(vs16(b00), vs16(b70)));
 270     x7 = ((vector float)vec_sub(vs16(b00), vs16(b70)));
 271     x1 = ((vector float)vec_add(vs16(b10), vs16(b60)));
 272     x6 = ((vector float)vec_sub(vs16(b10), vs16(b60)));
 273     x2 = ((vector float)vec_add(vs16(b20), vs16(b50)));
 274     x5 = ((vector float)vec_sub(vs16(b20), vs16(b50)));
 275     x3 = ((vector float)vec_add(vs16(b30), vs16(b40)));
 276     x4 = ((vector float)vec_sub(vs16(b30), vs16(b40)));
 277
 278     b70 = ((vector float)vec_add(vs16(x0), vs16(x3)));
 279     b10 = ((vector float)vec_add(vs16(x1), vs16(x2)));
 280
 281     b00 = ((vector float)vec_add(vs16(b70), vs16(b10)));
 282     b40 = ((vector float)vec_sub(vs16(b70), vs16(b10)));
 283
 284 #define CTF0(n) \
 285     b##n##1 = ((vector float)vec_unpackl(vs16(b##n##0))); \
 286     b##n##0 = ((vector float)vec_unpackh(vs16(b##n##0))); \
 287     b##n##1 = vec_ctf(vs32(b##n##1), 0); \
 288     b##n##0 = vec_ctf(vs32(b##n##0), 0);
 289
 290     CTF0(0);
 291     CTF0(4);
 292
 293     b20 = ((vector float)vec_sub(vs16(x0), vs16(x3)));
 294     b60 = ((vector float)vec_sub(vs16(x1), vs16(x2)));
 295
 296     CTF0(2);
 297     CTF0(6);
 298
 299 #undef CTF0
 300
 301     x0 = vec_add(b60, b20);
 302     x1 = vec_add(b61, b21);
 303
 304     cnst = LD_W2;
 305     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);
 306     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);
 307     cnst = LD_W1;
 308     b20 = vec_madd(cnst, b20, x0);
 309     b21 = vec_madd(cnst, b21, x1);
 310     cnst = LD_W0;
 311     b60 = vec_madd(cnst, b60, x0);
 312     b61 = vec_madd(cnst, b61, x1);
 313
 314 #define CTFX(x,b) \
 315     b##0 = ((vector float)vec_unpackh(vs16(x))); \
 316     b##1 = ((vector float)vec_unpackl(vs16(x))); \
 317     b##0 = vec_ctf(vs32(b##0), 0); \
 318     b##1 = vec_ctf(vs32(b##1), 0); \
 319
 320     CTFX(x4, b7);
 321     CTFX(x5, b5);
 322     CTFX(x6, b3);
 323     CTFX(x7, b1);
 324
 325 #undef CTFX
 326
 327
 328     x0 = vec_add(b70, b10);
 329     x1 = vec_add(b50, b30);
 330     x2 = vec_add(b70, b30);
 331     x3 = vec_add(b50, b10);
 332     x8 = vec_add(x2, x3);
 333     cnst = LD_W3;
 334     x8 = vec_madd(cnst, x8, mzero);
 335
 336     cnst = LD_W8;
 337     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);
 338     cnst = LD_W9;
 339     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);
 340     cnst = LD_WA;
 341     x2 = vec_madd(cnst, x2, x8);
 342     cnst = LD_WB;
 343     x3 = vec_madd(cnst, x3, x8);
 344
 345     cnst = LD_W4;
 346     b70 = vec_madd(cnst, b70, x0);
 347     cnst = LD_W5;
 348     b50 = vec_madd(cnst, b50, x1);
 349     cnst = LD_W6;
 350     b30 = vec_madd(cnst, b30, x1);
 351     cnst = LD_W7;
 352     b10 = vec_madd(cnst, b10, x0);
 353
 354     b70 = vec_add(b70, x2);
 355     b50 = vec_add(b50, x3);
 356     b30 = vec_add(b30, x2);
 357     b10 = vec_add(b10, x3);
 358
 359
 360     x0 = vec_add(b71, b11);
 361     x1 = vec_add(b51, b31);
 362     x2 = vec_add(b71, b31);
 363     x3 = vec_add(b51, b11);
 364     x8 = vec_add(x2, x3);
 365     cnst = LD_W3;
 366     x8 = vec_madd(cnst, x8, mzero);
 367
 368     cnst = LD_W8;
 369     x0 = vec_madd(cnst, x0, mzero);
 370     cnst = LD_W9;
 371     x1 = vec_madd(cnst, x1, mzero);
 372     cnst = LD_WA;
 373     x2 = vec_madd(cnst, x2, x8);
 374     cnst = LD_WB;
 375     x3 = vec_madd(cnst, x3, x8);
 376
 377     cnst = LD_W4;
 378     b71 = vec_madd(cnst, b71, x0);
 379     cnst = LD_W5;
 380     b51 = vec_madd(cnst, b51, x1);
 381     cnst = LD_W6;
 382     b31 = vec_madd(cnst, b31, x1);
 383     cnst = LD_W7;
 384     b11 = vec_madd(cnst, b11, x0);
 385
 386     b71 = vec_add(b71, x2);
 387     b51 = vec_add(b51, x3);
 388     b31 = vec_add(b31, x2);
 389     b11 = vec_add(b11, x3);
 390     /* }}} */
 391
 392
 393     /* 8x8 matrix transpose (vector float[8][2]) {{{ */
 394     x0 = vec_mergel(b00, b20);
 395     x1 = vec_mergeh(b00, b20);
 396     x2 = vec_mergel(b10, b30);
 397     x3 = vec_mergeh(b10, b30);
 398
 399     b00 = vec_mergeh(x1, x3);
 400     b10 = vec_mergel(x1, x3);
 401     b20 = vec_mergeh(x0, x2);
 402     b30 = vec_mergel(x0, x2);
 403
 404     x4 = vec_mergel(b41, b61);
 405     x5 = vec_mergeh(b41, b61);
 406     x6 = vec_mergel(b51, b71);
 407     x7 = vec_mergeh(b51, b71);
 408
 409     b41 = vec_mergeh(x5, x7);
 410     b51 = vec_mergel(x5, x7);
 411     b61 = vec_mergeh(x4, x6);
 412     b71 = vec_mergel(x4, x6);
 413
 414     x0 = vec_mergel(b01, b21);
 415     x1 = vec_mergeh(b01, b21);
 416     x2 = vec_mergel(b11, b31);
 417     x3 = vec_mergeh(b11, b31);
 418
 419     x4 = vec_mergel(b40, b60);
 420     x5 = vec_mergeh(b40, b60);
 421     x6 = vec_mergel(b50, b70);
 422     x7 = vec_mergeh(b50, b70);
 423
 424     b40 = vec_mergeh(x1, x3);
 425     b50 = vec_mergel(x1, x3);
 426     b60 = vec_mergeh(x0, x2);
 427     b70 = vec_mergel(x0, x2);
 428
 429     b01 = vec_mergeh(x5, x7);
 430     b11 = vec_mergel(x5, x7);
 431     b21 = vec_mergeh(x4, x6);
 432     b31 = vec_mergel(x4, x6);
 433     /* }}} */
 434
 435
 436     FDCTCOL(b00, b10, b20, b30, b40, b50, b60, b70);
 437     FDCTCOL(b01, b11, b21, b31, b41, b51, b61, b71);
 438
 439
 440     /* round, convert back to short {{{ */
 441 #define CTS(n) \
 442     b##n##0 = vec_round(b##n##0); \
 443     b##n##1 = vec_round(b##n##1); \
 444     b##n##0 = ((vector float)vec_cts(b##n##0, 0)); \
 445     b##n##1 = ((vector float)vec_cts(b##n##1, 0)); \
 446     b##n##0 = ((vector float)vec_pack(vs32(b##n##0), vs32(b##n##1))); \
 447     vec_st(vs16(b##n##0), 0, bp);
 448
 449     bp = (vector signed short*)block;
 450     CTS(0); bp++;
 451     CTS(1); bp++;
 452     CTS(2); bp++;
 453     CTS(3); bp++;
 454     CTS(4); bp++;
 455     CTS(5); bp++;
 456     CTS(6); bp++;
 457     CTS(7);
 458
 459 #undef CTS
 460     /* }}} */
 461 }
 462
 463 /* vim:set foldmethod=marker foldlevel=0: */