libavutil/x86/x86inc.asm

   1 ;*****************************************************************************
   2 ;* x86inc.asm
   3 ;*****************************************************************************
   4 ;* Copyright (C) 2005-2011 x264 project
   5 ;*
   6 ;* Authors: Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
   7 ;*          Anton Mitrofanov <BugMaster@narod.ru>
   8 ;*          Jason Garrett-Glaser <darkshikari@gmail.com>
   9 ;*
  10 ;* Permission to use, copy, modify, and/or distribute this software for any
  11 ;* purpose with or without fee is hereby granted, provided that the above
  12 ;* copyright notice and this permission notice appear in all copies.
  13 ;*
  14 ;* THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS" AND THE AUTHOR DISCLAIMS ALL WARRANTIES
  15 ;* WITH REGARD TO THIS SOFTWARE INCLUDING ALL IMPLIED WARRANTIES OF
  16 ;* MERCHANTABILITY AND FITNESS. IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR BE LIABLE FOR
  17 ;* ANY SPECIAL, DIRECT, INDIRECT, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES OR ANY DAMAGES
  18 ;* WHATSOEVER RESULTING FROM LOSS OF USE, DATA OR PROFITS, WHETHER IN AN
  19 ;* ACTION OF CONTRACT, NEGLIGENCE OR OTHER TORTIOUS ACTION, ARISING OUT OF
  20 ;* OR IN CONNECTION WITH THE USE OR PERFORMANCE OF THIS SOFTWARE.
  21 ;*****************************************************************************
  22
  23 ; This is a header file for the x264ASM assembly language, which uses
  24 ; NASM/YASM syntax combined with a large number of macros to provide easy
  25 ; abstraction between different calling conventions (x86_32, win64, linux64).
  26 ; It also has various other useful features to simplify writing the kind of
  27 ; DSP functions that are most often used in x264.
  28
  29 ; Unlike the rest of x264, this file is available under an ISC license, as it
  30 ; has significant usefulness outside of x264 and we want it to be available
  31 ; to the largest audience possible.  Of course, if you modify it for your own
  32 ; purposes to add a new feature, we strongly encourage contributing a patch
  33 ; as this feature might be useful for others as well.  Send patches or ideas
  34 ; to x264-devel@videolan.org .
  35
  36 %define program_name ff
  37
  38 %ifdef ARCH_X86_64
  39     %ifidn __OUTPUT_FORMAT__,win32
  40         %define WIN64
  41     %else
  42         %define UNIX64
  43     %endif
  44 %endif
  45
  46 %ifdef PREFIX
  47     %define mangle(x) _ %+ x
  48 %else
  49     %define mangle(x) x
  50 %endif
  51
  52 ; FIXME: All of the 64bit asm functions that take a stride as an argument
  53 ; via register, assume that the high dword of that register is filled with 0.
  54 ; This is true in practice (since we never do any 64bit arithmetic on strides,
  55 ; and x264's strides are all positive), but is not guaranteed by the ABI.
  56
  57 ; Name of the .rodata section.
  58 ; Kludge: Something on OS X fails to align .rodata even given an align attribute,
  59 ; so use a different read-only section.
  60 %macro SECTION_RODATA 0-1 16
  61     %ifidn __OUTPUT_FORMAT__,macho64
  62         SECTION .text align=%1
  63     %elifidn __OUTPUT_FORMAT__,macho
  64         SECTION .text align=%1
  65         fakegot:
  66     %elifidn __OUTPUT_FORMAT__,aout
  67         section .text
  68     %else
  69         SECTION .rodata align=%1
  70     %endif
  71 %endmacro
  72
  73 ; aout does not support align=
  74 %macro SECTION_TEXT 0-1 16
  75     %ifidn __OUTPUT_FORMAT__,aout
  76         SECTION .text
  77     %else
  78         SECTION .text align=%1
  79     %endif
  80 %endmacro
  81
  82 %ifdef WIN64
  83     %define PIC
  84 %elifndef ARCH_X86_64
  85 ; x86_32 doesn't require PIC.
  86 ; Some distros prefer shared objects to be PIC, but nothing breaks if
  87 ; the code contains a few textrels, so we'll skip that complexity.
  88     %undef PIC
  89 %endif
  90 %ifdef PIC
  91     default rel
  92 %endif
  93
  94 ; Macros to eliminate most code duplication between x86_32 and x86_64:
  95 ; Currently this works only for leaf functions which load all their arguments
  96 ; into registers at the start, and make no other use of the stack. Luckily that
  97 ; covers most of x264's asm.
  98
  99 ; PROLOGUE:
 100 ; %1 = number of arguments. loads them from stack if needed.
 101 ; %2 = number of registers used. pushes callee-saved regs if needed.
 102 ; %3 = number of xmm registers used. pushes callee-saved xmm regs if needed.
 103 ; %4 = list of names to define to registers
 104 ; PROLOGUE can also be invoked by adding the same options to cglobal
 105
 106 ; e.g.
 107 ; cglobal foo, 2,3,0, dst, src, tmp
 108 ; declares a function (foo), taking two args (dst and src) and one local variable (tmp)
 109
 110 ; TODO Some functions can use some args directly from the stack. If they're the
 111 ; last args then you can just not declare them, but if they're in the middle
 112 ; we need more flexible macro.
 113
 114 ; RET:
 115 ; Pops anything that was pushed by PROLOGUE
 116
 117 ; REP_RET:
 118 ; Same, but if it doesn't pop anything it becomes a 2-byte ret, for athlons
 119 ; which are slow when a normal ret follows a branch.
 120
 121 ; registers:
 122 ; rN and rNq are the native-size register holding function argument N
 123 ; rNd, rNw, rNb are dword, word, and byte size
 124 ; rNm is the original location of arg N (a register or on the stack), dword
 125 ; rNmp is native size
 126
 127 %macro DECLARE_REG 6
 128     %define r%1q %2
 129     %define r%1d %3
 130     %define r%1w %4
 131     %define r%1b %5
 132     %define r%1m %6
 133     %ifid %6 ; i.e. it's a register
 134         %define r%1mp %2
 135     %elifdef ARCH_X86_64 ; memory
 136         %define r%1mp qword %6
 137     %else
 138         %define r%1mp dword %6
 139     %endif
 140     %define r%1  %2
 141 %endmacro
 142
 143 %macro DECLARE_REG_SIZE 2
 144     %define r%1q r%1
 145     %define e%1q r%1
 146     %define r%1d e%1
 147     %define e%1d e%1
 148     %define r%1w %1
 149     %define e%1w %1
 150     %define r%1b %2
 151     %define e%1b %2
 152 %ifndef ARCH_X86_64
 153     %define r%1  e%1
 154 %endif
 155 %endmacro
 156
 157 DECLARE_REG_SIZE ax, al
 158 DECLARE_REG_SIZE bx, bl
 159 DECLARE_REG_SIZE cx, cl
 160 DECLARE_REG_SIZE dx, dl
 161 DECLARE_REG_SIZE si, sil
 162 DECLARE_REG_SIZE di, dil
 163 DECLARE_REG_SIZE bp, bpl
 164
 165 ; t# defines for when per-arch register allocation is more complex than just function arguments
 166
 167 %macro DECLARE_REG_TMP 1-*
 168     %assign %%i 0
 169     %rep %0
 170         CAT_XDEFINE t, %%i, r%1
 171         %assign %%i %%i+1
 172         %rotate 1
 173     %endrep
 174 %endmacro
 175
 176 %macro DECLARE_REG_TMP_SIZE 0-*
 177     %rep %0
 178         %define t%1q t%1 %+ q
 179         %define t%1d t%1 %+ d
 180         %define t%1w t%1 %+ w
 181         %define t%1b t%1 %+ b
 182         %rotate 1
 183     %endrep
 184 %endmacro
 185
 186 DECLARE_REG_TMP_SIZE 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
 187
 188 %ifdef ARCH_X86_64
 189     %define gprsize 8
 190 %else
 191     %define gprsize 4
 192 %endif
 193
 194 %macro PUSH 1
 195     push %1
 196     %assign stack_offset stack_offset+gprsize
 197 %endmacro
 198
 199 %macro POP 1
 200     pop %1
 201     %assign stack_offset stack_offset-gprsize
 202 %endmacro
 203
 204 %macro SUB 2
 205     sub %1, %2
 206     %ifidn %1, rsp
 207         %assign stack_offset stack_offset+(%2)
 208     %endif
 209 %endmacro
 210
 211 %macro ADD 2
 212     add %1, %2
 213     %ifidn %1, rsp
 214         %assign stack_offset stack_offset-(%2)
 215     %endif
 216 %endmacro
 217
 218 %macro movifnidn 2
 219     %ifnidn %1, %2
 220         mov %1, %2
 221     %endif
 222 %endmacro
 223
 224 %macro movsxdifnidn 2
 225     %ifnidn %1, %2
 226         movsxd %1, %2
 227     %endif
 228 %endmacro
 229
 230 %macro ASSERT 1
 231     %if (%1) == 0
 232         %error assert failed
 233     %endif
 234 %endmacro
 235
 236 %macro DEFINE_ARGS 0-*
 237     %ifdef n_arg_names
 238         %assign %%i 0
 239         %rep n_arg_names
 240             CAT_UNDEF arg_name %+ %%i, q
 241             CAT_UNDEF arg_name %+ %%i, d
 242             CAT_UNDEF arg_name %+ %%i, w
 243             CAT_UNDEF arg_name %+ %%i, b
 244             CAT_UNDEF arg_name %+ %%i, m
 245             CAT_UNDEF arg_name, %%i
 246             %assign %%i %%i+1
 247         %endrep
 248     %endif
 249
 250     %assign %%i 0
 251     %rep %0
 252         %xdefine %1q r %+ %%i %+ q
 253         %xdefine %1d r %+ %%i %+ d
 254         %xdefine %1w r %+ %%i %+ w
 255         %xdefine %1b r %+ %%i %+ b
 256         %xdefine %1m r %+ %%i %+ m
 257         CAT_XDEFINE arg_name, %%i, %1
 258         %assign %%i %%i+1
 259         %rotate 1
 260     %endrep
 261     %assign n_arg_names %%i
 262 %endmacro
 263
 264 %ifdef WIN64 ; Windows x64 ;=================================================
 265
 266 DECLARE_REG 0, rcx, ecx, cx,  cl,  ecx
 267 DECLARE_REG 1, rdx, edx, dx,  dl,  edx
 268 DECLARE_REG 2, r8,  r8d, r8w, r8b, r8d
 269 DECLARE_REG 3, r9,  r9d, r9w, r9b, r9d
 270 DECLARE_REG 4, rdi, edi, di,  dil, [rsp + stack_offset + 40]
 271 DECLARE_REG 5, rsi, esi, si,  sil, [rsp + stack_offset + 48]
 272 DECLARE_REG 6, rax, eax, ax,  al,  [rsp + stack_offset + 56]
 273 %define r7m [rsp + stack_offset + 64]
 274 %define r8m [rsp + stack_offset + 72]
 275
 276 %macro LOAD_IF_USED 2 ; reg_id, number_of_args
 277     %if %1 < %2
 278         mov r%1, [rsp + stack_offset + 8 + %1*8]
 279     %endif
 280 %endmacro
 281
 282 %macro PROLOGUE 2-4+ 0 ; #args, #regs, #xmm_regs, arg_names...
 283     ASSERT %2 >= %1
 284     %assign regs_used %2
 285     ASSERT regs_used <= 7
 286     %if regs_used > 4
 287         push r4
 288         push r5
 289         %assign stack_offset stack_offset+16
 290     %endif
 291     WIN64_SPILL_XMM %3
 292     LOAD_IF_USED 4, %1
 293     LOAD_IF_USED 5, %1
 294     LOAD_IF_USED 6, %1
 295     DEFINE_ARGS %4
 296 %endmacro
 297
 298 %macro WIN64_SPILL_XMM 1
 299     %assign xmm_regs_used %1
 300     ASSERT xmm_regs_used <= 16
 301     %if xmm_regs_used > 6
 302         sub rsp, (xmm_regs_used-6)*16+16
 303         %assign stack_offset stack_offset+(xmm_regs_used-6)*16+16
 304         %assign %%i xmm_regs_used
 305         %rep (xmm_regs_used-6)
 306             %assign %%i %%i-1
 307             movdqa [rsp + (%%i-6)*16+8], xmm %+ %%i
 308         %endrep
 309     %endif
 310 %endmacro
 311
 312 %macro WIN64_RESTORE_XMM_INTERNAL 1
 313     %if xmm_regs_used > 6
 314         %assign %%i xmm_regs_used
 315         %rep (xmm_regs_used-6)
 316             %assign %%i %%i-1
 317             movdqa xmm %+ %%i, [%1 + (%%i-6)*16+8]
 318         %endrep
 319         add %1, (xmm_regs_used-6)*16+16
 320     %endif
 321 %endmacro
 322
 323 %macro WIN64_RESTORE_XMM 1
 324     WIN64_RESTORE_XMM_INTERNAL %1
 325     %assign stack_offset stack_offset-(xmm_regs_used-6)*16+16
 326     %assign xmm_regs_used 0
 327 %endmacro
 328
 329 %macro RET 0
 330     WIN64_RESTORE_XMM_INTERNAL rsp
 331     %if regs_used > 4
 332         pop r5
 333         pop r4
 334     %endif
 335     ret
 336 %endmacro
 337
 338 %macro REP_RET 0
 339     %if regs_used > 4 || xmm_regs_used > 6
 340         RET
 341     %else
 342         rep ret
 343     %endif
 344 %endmacro
 345
 346 %elifdef ARCH_X86_64 ; *nix x64 ;=============================================
 347
 348 DECLARE_REG 0, rdi, edi, di,  dil, edi
 349 DECLARE_REG 1, rsi, esi, si,  sil, esi
 350 DECLARE_REG 2, rdx, edx, dx,  dl,  edx
 351 DECLARE_REG 3, rcx, ecx, cx,  cl,  ecx
 352 DECLARE_REG 4, r8,  r8d, r8w, r8b, r8d
 353 DECLARE_REG 5, r9,  r9d, r9w, r9b, r9d
 354 DECLARE_REG 6, rax, eax, ax,  al,  [rsp + stack_offset + 8]
 355 %define r7m [rsp + stack_offset + 16]
 356 %define r8m [rsp + stack_offset + 24]
 357
 358 %macro LOAD_IF_USED 2 ; reg_id, number_of_args
 359     %if %1 < %2
 360         mov r%1, [rsp - 40 + %1*8]
 361     %endif
 362 %endmacro
 363
 364 %macro PROLOGUE 2-4+ ; #args, #regs, #xmm_regs, arg_names...
 365     ASSERT %2 >= %1
 366     ASSERT %2 <= 7
 367     LOAD_IF_USED 6, %1
 368     DEFINE_ARGS %4
 369 %endmacro
 370
 371 %macro RET 0
 372     ret
 373 %endmacro
 374
 375 %macro REP_RET 0
 376     rep ret
 377 %endmacro
 378
 379 %else ; X86_32 ;==============================================================
 380
 381 DECLARE_REG 0, eax, eax, ax, al,   [esp + stack_offset + 4]
 382 DECLARE_REG 1, ecx, ecx, cx, cl,   [esp + stack_offset + 8]
 383 DECLARE_REG 2, edx, edx, dx, dl,   [esp + stack_offset + 12]
 384 DECLARE_REG 3, ebx, ebx, bx, bl,   [esp + stack_offset + 16]
 385 DECLARE_REG 4, esi, esi, si, null, [esp + stack_offset + 20]
 386 DECLARE_REG 5, edi, edi, di, null, [esp + stack_offset + 24]
 387 DECLARE_REG 6, ebp, ebp, bp, null, [esp + stack_offset + 28]
 388 %define r7m [esp + stack_offset + 32]
 389 %define r8m [esp + stack_offset + 36]
 390 %define rsp esp
 391
 392 %macro PUSH_IF_USED 1 ; reg_id
 393     %if %1 < regs_used
 394         push r%1
 395         %assign stack_offset stack_offset+4
 396     %endif
 397 %endmacro
 398
 399 %macro POP_IF_USED 1 ; reg_id
 400     %if %1 < regs_used
 401         pop r%1
 402     %endif
 403 %endmacro
 404
 405 %macro LOAD_IF_USED 2 ; reg_id, number_of_args
 406     %if %1 < %2
 407         mov r%1, [esp + stack_offset + 4 + %1*4]
 408     %endif
 409 %endmacro
 410
 411 %macro PROLOGUE 2-4+ ; #args, #regs, #xmm_regs, arg_names...
 412     ASSERT %2 >= %1
 413     %assign regs_used %2
 414     ASSERT regs_used <= 7
 415     PUSH_IF_USED 3
 416     PUSH_IF_USED 4
 417     PUSH_IF_USED 5
 418     PUSH_IF_USED 6
 419     LOAD_IF_USED 0, %1
 420     LOAD_IF_USED 1, %1
 421     LOAD_IF_USED 2, %1
 422     LOAD_IF_USED 3, %1
 423     LOAD_IF_USED 4, %1
 424     LOAD_IF_USED 5, %1
 425     LOAD_IF_USED 6, %1
 426     DEFINE_ARGS %4
 427 %endmacro
 428
 429 %macro RET 0
 430     POP_IF_USED 6
 431     POP_IF_USED 5
 432     POP_IF_USED 4
 433     POP_IF_USED 3
 434     ret
 435 %endmacro
 436
 437 %macro REP_RET 0
 438     %if regs_used > 3
 439         RET
 440     %else
 441         rep ret
 442     %endif
 443 %endmacro
 444
 445 %endif ;======================================================================
 446
 447 %ifndef WIN64
 448 %macro WIN64_SPILL_XMM 1
 449 %endmacro
 450 %macro WIN64_RESTORE_XMM 1
 451 %endmacro
 452 %endif
 453
 454
 455
 456 ;=============================================================================
 457 ; arch-independent part
 458 ;=============================================================================
 459
 460 %assign function_align 16
 461
 462 ; Symbol prefix for C linkage
 463 %macro cglobal 1-2+
 464     %xdefine %1 mangle(program_name %+ _ %+ %1)
 465     %xdefine %1.skip_prologue %1 %+ .skip_prologue
 466     %ifidn __OUTPUT_FORMAT__,elf
 467         global %1:function hidden
 468     %else
 469         global %1
 470     %endif
 471     align function_align
 472     %1:
 473     RESET_MM_PERMUTATION ; not really needed, but makes disassembly somewhat nicer
 474     %assign stack_offset 0
 475     %if %0 > 1
 476         PROLOGUE %2
 477     %endif
 478 %endmacro
 479
 480 %macro cextern 1
 481     %xdefine %1 mangle(program_name %+ _ %+ %1)
 482     extern %1
 483 %endmacro
 484
 485 ;like cextern, but without the prefix
 486 %macro cextern_naked 1
 487     %xdefine %1 mangle(%1)
 488     extern %1
 489 %endmacro
 490
 491 %macro const 2+
 492     %xdefine %1 mangle(program_name %+ _ %+ %1)
 493     global %1
 494     %1: %2
 495 %endmacro
 496
 497 ; This is needed for ELF, otherwise the GNU linker assumes the stack is
 498 ; executable by default.
 499 %ifidn __OUTPUT_FORMAT__,elf
 500 SECTION .note.GNU-stack noalloc noexec nowrite progbits
 501 %endif
 502
 503 ; merge mmx and sse*
 504
 505 %macro CAT_XDEFINE 3
 506     %xdefine %1%2 %3
 507 %endmacro
 508
 509 %macro CAT_UNDEF 2
 510     %undef %1%2
 511 %endmacro
 512
 513 %macro INIT_MMX 0
 514     %assign avx_enabled 0
 515     %define RESET_MM_PERMUTATION INIT_MMX
 516     %define mmsize 8
 517     %define num_mmregs 8
 518     %define mova movq
 519     %define movu movq
 520     %define movh movd
 521     %define movnta movntq
 522     %assign %%i 0
 523     %rep 8
 524     CAT_XDEFINE m, %%i, mm %+ %%i
 525     CAT_XDEFINE nmm, %%i, %%i
 526     %assign %%i %%i+1
 527     %endrep
 528     %rep 8
 529     CAT_UNDEF m, %%i
 530     CAT_UNDEF nmm, %%i
 531     %assign %%i %%i+1
 532     %endrep
 533 %endmacro
 534
 535 %macro INIT_XMM 0
 536     %assign avx_enabled 0
 537     %define RESET_MM_PERMUTATION INIT_XMM
 538     %define mmsize 16
 539     %define num_mmregs 8
 540     %ifdef ARCH_X86_64
 541     %define num_mmregs 16
 542     %endif
 543     %define mova movdqa
 544     %define movu movdqu
 545     %define movh movq
 546     %define movnta movntdq
 547     %assign %%i 0
 548     %rep num_mmregs
 549     CAT_XDEFINE m, %%i, xmm %+ %%i
 550     CAT_XDEFINE nxmm, %%i, %%i
 551     %assign %%i %%i+1
 552     %endrep
 553 %endmacro
 554
 555 %macro INIT_AVX 0
 556     INIT_XMM
 557     %assign avx_enabled 1
 558     %define PALIGNR PALIGNR_SSSE3
 559     %define RESET_MM_PERMUTATION INIT_AVX
 560 %endmacro
 561
 562 %macro INIT_YMM 0
 563     %assign avx_enabled 1
 564     %define RESET_MM_PERMUTATION INIT_YMM
 565     %define mmsize 32
 566     %define num_mmregs 8
 567     %ifdef ARCH_X86_64
 568     %define num_mmregs 16
 569     %endif
 570     %define mova vmovaps
 571     %define movu vmovups
 572     %assign %%i 0
 573     %rep num_mmregs
 574     CAT_XDEFINE m, %%i, ymm %+ %%i
 575     CAT_XDEFINE nymm, %%i, %%i
 576     %assign %%i %%i+1
 577     %endrep
 578 %endmacro
 579
 580 INIT_MMX
 581
 582 ; I often want to use macros that permute their arguments. e.g. there's no
 583 ; efficient way to implement butterfly or transpose or dct without swapping some
 584 ; arguments.
 585 ;
 586 ; I would like to not have to manually keep track of the permutations:
 587 ; If I insert a permutation in the middle of a function, it should automatically
 588 ; change everything that follows. For more complex macros I may also have multiple
 589 ; implementations, e.g. the SSE2 and SSSE3 versions may have different permutations.
 590 ;
 591 ; Hence these macros. Insert a PERMUTE or some SWAPs at the end of a macro that
 592 ; permutes its arguments. It's equivalent to exchanging the contents of the
 593 ; registers, except that this way you exchange the register names instead, so it
 594 ; doesn't cost any cycles.
 595
 596 %macro PERMUTE 2-* ; takes a list of pairs to swap
 597 %rep %0/2
 598     %xdefine tmp%2 m%2
 599     %xdefine ntmp%2 nm%2
 600     %rotate 2
 601 %endrep
 602 %rep %0/2
 603     %xdefine m%1 tmp%2
 604     %xdefine nm%1 ntmp%2
 605     %undef tmp%2
 606     %undef ntmp%2
 607     %rotate 2
 608 %endrep
 609 %endmacro
 610
 611 %macro SWAP 2-* ; swaps a single chain (sometimes more concise than pairs)
 612 %rep %0-1
 613 %ifdef m%1
 614     %xdefine tmp m%1
 615     %xdefine m%1 m%2
 616     %xdefine m%2 tmp
 617     CAT_XDEFINE n, m%1, %1
 618     CAT_XDEFINE n, m%2, %2
 619 %else
 620     ; If we were called as "SWAP m0,m1" rather than "SWAP 0,1" infer the original numbers here.
 621     ; Be careful using this mode in nested macros though, as in some cases there may be
 622     ; other copies of m# that have already been dereferenced and don't get updated correctly.
 623     %xdefine %%n1 n %+ %1
 624     %xdefine %%n2 n %+ %2
 625     %xdefine tmp m %+ %%n1
 626     CAT_XDEFINE m, %%n1, m %+ %%n2
 627     CAT_XDEFINE m, %%n2, tmp
 628     CAT_XDEFINE n, m %+ %%n1, %%n1
 629     CAT_XDEFINE n, m %+ %%n2, %%n2
 630 %endif
 631     %undef tmp
 632     %rotate 1
 633 %endrep
 634 %endmacro
 635
 636 ; If SAVE_MM_PERMUTATION is placed at the end of a function and given the
 637 ; function name, then any later calls to that function will automatically
 638 ; load the permutation, so values can be returned in mmregs.
 639 %macro SAVE_MM_PERMUTATION 1 ; name to save as
 640     %assign %%i 0
 641     %rep num_mmregs
 642     CAT_XDEFINE %1_m, %%i, m %+ %%i
 643     %assign %%i %%i+1
 644     %endrep
 645 %endmacro
 646
 647 %macro LOAD_MM_PERMUTATION 1 ; name to load from
 648     %assign %%i 0
 649     %rep num_mmregs
 650     CAT_XDEFINE m, %%i, %1_m %+ %%i
 651     CAT_XDEFINE n, m %+ %%i, %%i
 652     %assign %%i %%i+1
 653     %endrep
 654 %endmacro
 655
 656 %macro call 1
 657     call %1
 658     %ifdef %1_m0
 659         LOAD_MM_PERMUTATION %1
 660     %endif
 661 %endmacro
 662
 663 ; Substitutions that reduce instruction size but are functionally equivalent
 664 %macro add 2
 665     %ifnum %2
 666         %if %2==128
 667             sub %1, -128
 668         %else
 669             add %1, %2
 670         %endif
 671     %else
 672         add %1, %2
 673     %endif
 674 %endmacro
 675
 676 %macro sub 2
 677     %ifnum %2
 678         %if %2==128
 679             add %1, -128
 680         %else
 681             sub %1, %2
 682         %endif
 683     %else
 684         sub %1, %2
 685     %endif
 686 %endmacro
 687
 688 ;=============================================================================
 689 ; AVX abstraction layer
 690 ;=============================================================================
 691
 692 %assign i 0
 693 %rep 16
 694     %if i < 8
 695         CAT_XDEFINE sizeofmm, i, 8
 696     %endif
 697     CAT_XDEFINE sizeofxmm, i, 16
 698     CAT_XDEFINE sizeofymm, i, 32
 699 %assign i i+1
 700 %endrep
 701 %undef i
 702
 703 ;%1 == instruction
 704 ;%2 == 1 if float, 0 if int
 705 ;%3 == 0 if 3-operand (xmm, xmm, xmm), 1 if 4-operand (xmm, xmm, xmm, imm)
 706 ;%4 == number of operands given
 707 ;%5+: operands
 708 %macro RUN_AVX_INSTR 6-7+
 709     %if sizeof%5==32
 710         v%1 %5, %6, %7
 711     %else
 712         %if sizeof%5==8
 713             %define %%regmov movq
 714         %elif %2
 715             %define %%regmov movaps
 716         %else
 717             %define %%regmov movdqa
 718         %endif
 719
 720         %if %4>=3+%3
 721             %ifnidn %5, %6
 722                 %if avx_enabled && sizeof%5==16
 723                     v%1 %5, %6, %7
 724                 %else
 725                     %%regmov %5, %6
 726                     %1 %5, %7
 727                 %endif
 728             %else
 729                 %1 %5, %7
 730             %endif
 731         %elif %3
 732             %1 %5, %6, %7
 733         %else
 734             %1 %5, %6
 735         %endif
 736     %endif
 737 %endmacro
 738
 739 ;%1 == instruction
 740 ;%2 == 1 if float, 0 if int
 741 ;%3 == 0 if 3-operand (xmm, xmm, xmm), 1 if 4-operand (xmm, xmm, xmm, imm)
 742 %macro AVX_INSTR 3
 743     %macro %1 2-8 fnord, fnord, fnord, %1, %2, %3
 744         %ifidn %3, fnord
 745             RUN_AVX_INSTR %6, %7, %8, 2, %1, %2
 746         %elifidn %4, fnord
 747             RUN_AVX_INSTR %6, %7, %8, 3, %1, %2, %3
 748         %elifidn %5, fnord
 749             RUN_AVX_INSTR %6, %7, %8, 4, %1, %2, %3, %4
 750         %else
 751             RUN_AVX_INSTR %6, %7, %8, 5, %1, %2, %3, %4, %5
 752         %endif
 753     %endmacro
 754 %endmacro
 755
 756 AVX_INSTR addpd, 1, 0
 757 AVX_INSTR addps, 1, 0
 758 AVX_INSTR addsd, 1, 0
 759 AVX_INSTR addss, 1, 0
 760 AVX_INSTR addsubpd, 1, 0
 761 AVX_INSTR addsubps, 1, 0
 762 AVX_INSTR andpd, 1, 0
 763 AVX_INSTR andps, 1, 0
 764 AVX_INSTR andnpd, 1, 0
 765 AVX_INSTR andnps, 1, 0
 766 AVX_INSTR blendpd, 1, 0
 767 AVX_INSTR blendps, 1, 0
 768 AVX_INSTR blendvpd, 1, 0
 769 AVX_INSTR blendvps, 1, 0
 770 AVX_INSTR cmppd, 1, 0
 771 AVX_INSTR cmpps, 1, 0
 772 AVX_INSTR cmpsd, 1, 0
 773 AVX_INSTR cmpss, 1, 0
 774 AVX_INSTR divpd, 1, 0
 775 AVX_INSTR divps, 1, 0
 776 AVX_INSTR divsd, 1, 0
 777 AVX_INSTR divss, 1, 0
 778 AVX_INSTR dppd, 1, 0
 779 AVX_INSTR dpps, 1, 0
 780 AVX_INSTR haddpd, 1, 0
 781 AVX_INSTR haddps, 1, 0
 782 AVX_INSTR hsubpd, 1, 0
 783 AVX_INSTR hsubps, 1, 0
 784 AVX_INSTR maxpd, 1, 0
 785 AVX_INSTR maxps, 1, 0
 786 AVX_INSTR maxsd, 1, 0
 787 AVX_INSTR maxss, 1, 0
 788 AVX_INSTR minpd, 1, 0
 789 AVX_INSTR minps, 1, 0
 790 AVX_INSTR minsd, 1, 0
 791 AVX_INSTR minss, 1, 0
 792 AVX_INSTR mpsadbw, 0, 1
 793 AVX_INSTR mulpd, 1, 0
 794 AVX_INSTR mulps, 1, 0
 795 AVX_INSTR mulsd, 1, 0
 796 AVX_INSTR mulss, 1, 0
 797 AVX_INSTR orpd, 1, 0
 798 AVX_INSTR orps, 1, 0
 799 AVX_INSTR packsswb, 0, 0
 800 AVX_INSTR packssdw, 0, 0
 801 AVX_INSTR packuswb, 0, 0
 802 AVX_INSTR packusdw, 0, 0
 803 AVX_INSTR paddb, 0, 0
 804 AVX_INSTR paddw, 0, 0
 805 AVX_INSTR paddd, 0, 0
 806 AVX_INSTR paddq, 0, 0
 807 AVX_INSTR paddsb, 0, 0
 808 AVX_INSTR paddsw, 0, 0
 809 AVX_INSTR paddusb, 0, 0
 810 AVX_INSTR paddusw, 0, 0
 811 AVX_INSTR palignr, 0, 1
 812 AVX_INSTR pand, 0, 0
 813 AVX_INSTR pandn, 0, 0
 814 AVX_INSTR pavgb, 0, 0
 815 AVX_INSTR pavgw, 0, 0
 816 AVX_INSTR pblendvb, 0, 0
 817 AVX_INSTR pblendw, 0, 1
 818 AVX_INSTR pcmpestri, 0, 0
 819 AVX_INSTR pcmpestrm, 0, 0
 820 AVX_INSTR pcmpistri, 0, 0
 821 AVX_INSTR pcmpistrm, 0, 0
 822 AVX_INSTR pcmpeqb, 0, 0
 823 AVX_INSTR pcmpeqw, 0, 0
 824 AVX_INSTR pcmpeqd, 0, 0
 825 AVX_INSTR pcmpeqq, 0, 0
 826 AVX_INSTR pcmpgtb, 0, 0
 827 AVX_INSTR pcmpgtw, 0, 0
 828 AVX_INSTR pcmpgtd, 0, 0
 829 AVX_INSTR pcmpgtq, 0, 0
 830 AVX_INSTR phaddw, 0, 0
 831 AVX_INSTR phaddd, 0, 0
 832 AVX_INSTR phaddsw, 0, 0
 833 AVX_INSTR phsubw, 0, 0
 834 AVX_INSTR phsubd, 0, 0
 835 AVX_INSTR phsubsw, 0, 0
 836 AVX_INSTR pmaddwd, 0, 0
 837 AVX_INSTR pmaddubsw, 0, 0
 838 AVX_INSTR pmaxsb, 0, 0
 839 AVX_INSTR pmaxsw, 0, 0
 840 AVX_INSTR pmaxsd, 0, 0
 841 AVX_INSTR pmaxub, 0, 0
 842 AVX_INSTR pmaxuw, 0, 0
 843 AVX_INSTR pmaxud, 0, 0
 844 AVX_INSTR pminsb, 0, 0
 845 AVX_INSTR pminsw, 0, 0
 846 AVX_INSTR pminsd, 0, 0
 847 AVX_INSTR pminub, 0, 0
 848 AVX_INSTR pminuw, 0, 0
 849 AVX_INSTR pminud, 0, 0
 850 AVX_INSTR pmulhuw, 0, 0
 851 AVX_INSTR pmulhrsw, 0, 0
 852 AVX_INSTR pmulhw, 0, 0
 853 AVX_INSTR pmullw, 0, 0
 854 AVX_INSTR pmulld, 0, 0
 855 AVX_INSTR pmuludq, 0, 0
 856 AVX_INSTR pmuldq, 0, 0
 857 AVX_INSTR por, 0, 0
 858 AVX_INSTR psadbw, 0, 0
 859 AVX_INSTR pshufb, 0, 0
 860 AVX_INSTR psignb, 0, 0
 861 AVX_INSTR psignw, 0, 0
 862 AVX_INSTR psignd, 0, 0
 863 AVX_INSTR psllw, 0, 0
 864 AVX_INSTR pslld, 0, 0
 865 AVX_INSTR psllq, 0, 0
 866 AVX_INSTR pslldq, 0, 0
 867 AVX_INSTR psraw, 0, 0
 868 AVX_INSTR psrad, 0, 0
 869 AVX_INSTR psrlw, 0, 0
 870 AVX_INSTR psrld, 0, 0
 871 AVX_INSTR psrlq, 0, 0
 872 AVX_INSTR psrldq, 0, 0
 873 AVX_INSTR psubb, 0, 0
 874 AVX_INSTR psubw, 0, 0
 875 AVX_INSTR psubd, 0, 0
 876 AVX_INSTR psubq, 0, 0
 877 AVX_INSTR psubsb, 0, 0
 878 AVX_INSTR psubsw, 0, 0
 879 AVX_INSTR psubusb, 0, 0
 880 AVX_INSTR psubusw, 0, 0
 881 AVX_INSTR punpckhbw, 0, 0
 882 AVX_INSTR punpckhwd, 0, 0
 883 AVX_INSTR punpckhdq, 0, 0
 884 AVX_INSTR punpckhqdq, 0, 0
 885 AVX_INSTR punpcklbw, 0, 0
 886 AVX_INSTR punpcklwd, 0, 0
 887 AVX_INSTR punpckldq, 0, 0
 888 AVX_INSTR punpcklqdq, 0, 0
 889 AVX_INSTR pxor, 0, 0
 890 AVX_INSTR shufps, 0, 1
 891 AVX_INSTR subpd, 1, 0
 892 AVX_INSTR subps, 1, 0
 893 AVX_INSTR subsd, 1, 0
 894 AVX_INSTR subss, 1, 0
 895 AVX_INSTR unpckhpd, 1, 0
 896 AVX_INSTR unpckhps, 1, 0
 897 AVX_INSTR unpcklpd, 1, 0
 898 AVX_INSTR unpcklps, 1, 0
 899 AVX_INSTR xorpd, 1, 0
 900 AVX_INSTR xorps, 1, 0
 901
 902 ; 3DNow instructions, for sharing code between AVX, SSE and 3DN
 903 AVX_INSTR pfadd, 1, 0
 904 AVX_INSTR pfsub, 1, 0
 905 AVX_INSTR pfmul, 1, 0