libswscale/ppc/swscale_altivec.c

   1 /*
   2  * AltiVec-enhanced yuv2yuvX
   3  *
   4  * Copyright (C) 2004 Romain Dolbeau <romain@dolbeau.org>
   5  * based on the equivalent C code in swscale.c
   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
  12  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  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 #include <inttypes.h>
  25 #include "config.h"
  26 #include "libswscale/swscale.h"
  27 #include "libswscale/swscale_internal.h"
  28 #include "libavutil/cpu.h"
  29 #include "yuv2rgb_altivec.h"
  30
  31 #define vzero vec_splat_s32(0)
  32
  33 static inline void
  34 altivec_packIntArrayToCharArray(int *val, uint8_t* dest, int dstW)
  35 {
  36     register int i;
  37     vector unsigned int altivec_vectorShiftInt19 =
  38         vec_add(vec_splat_u32(10), vec_splat_u32(9));
  39     if ((uintptr_t)dest % 16) {
  40         /* badly aligned store, we force store alignment */
  41         /* and will handle load misalignment on val w/ vec_perm */
  42         vector unsigned char perm1;
  43         vector signed int v1;
  44         for (i = 0 ; (i < dstW) &&
  45             (((uintptr_t)dest + i) % 16) ; i++) {
  46                 int t = val[i] >> 19;
  47                 dest[i] = (t < 0) ? 0 : ((t > 255) ? 255 : t);
  48         }
  49         perm1 = vec_lvsl(i << 2, val);
  50         v1 = vec_ld(i << 2, val);
  51         for ( ; i < (dstW - 15); i+=16) {
  52             int offset = i << 2;
  53             vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
  54             vector signed int v3 = vec_ld(offset + 32, val);
  55             vector signed int v4 = vec_ld(offset + 48, val);
  56             vector signed int v5 = vec_ld(offset + 64, val);
  57             vector signed int v12 = vec_perm(v1, v2, perm1);
  58             vector signed int v23 = vec_perm(v2, v3, perm1);
  59             vector signed int v34 = vec_perm(v3, v4, perm1);
  60             vector signed int v45 = vec_perm(v4, v5, perm1);
  61
  62             vector signed int vA = vec_sra(v12, altivec_vectorShiftInt19);
  63             vector signed int vB = vec_sra(v23, altivec_vectorShiftInt19);
  64             vector signed int vC = vec_sra(v34, altivec_vectorShiftInt19);
  65             vector signed int vD = vec_sra(v45, altivec_vectorShiftInt19);
  66             vector unsigned short vs1 = vec_packsu(vA, vB);
  67             vector unsigned short vs2 = vec_packsu(vC, vD);
  68             vector unsigned char vf = vec_packsu(vs1, vs2);
  69             vec_st(vf, i, dest);
  70             v1 = v5;
  71         }
  72     } else { // dest is properly aligned, great
  73         for (i = 0; i < (dstW - 15); i+=16) {
  74             int offset = i << 2;
  75             vector signed int v1 = vec_ld(offset, val);
  76             vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
  77             vector signed int v3 = vec_ld(offset + 32, val);
  78             vector signed int v4 = vec_ld(offset + 48, val);
  79             vector signed int v5 = vec_sra(v1, altivec_vectorShiftInt19);
  80             vector signed int v6 = vec_sra(v2, altivec_vectorShiftInt19);
  81             vector signed int v7 = vec_sra(v3, altivec_vectorShiftInt19);
  82             vector signed int v8 = vec_sra(v4, altivec_vectorShiftInt19);
  83             vector unsigned short vs1 = vec_packsu(v5, v6);
  84             vector unsigned short vs2 = vec_packsu(v7, v8);
  85             vector unsigned char vf = vec_packsu(vs1, vs2);
  86             vec_st(vf, i, dest);
  87         }
  88     }
  89     for ( ; i < dstW ; i++) {
  90         int t = val[i] >> 19;
  91         dest[i] = (t < 0) ? 0 : ((t > 255) ? 255 : t);
  92     }
  93 }
  94
  95 static void
  96 yuv2yuvX_altivec_real(SwsContext *c,
  97                       const int16_t *lumFilter, const int16_t **lumSrc,
  98                       int lumFilterSize, const int16_t *chrFilter,
  99                       const int16_t **chrUSrc, const int16_t **chrVSrc,
 100                       int chrFilterSize, const int16_t **alpSrc,
 101                       uint8_t *dest, uint8_t *uDest,
 102                       uint8_t *vDest, uint8_t *aDest,
 103                       int dstW, int chrDstW)
 104 {
 105     const vector signed int vini = {(1 << 18), (1 << 18), (1 << 18), (1 << 18)};
 106     register int i, j;
 107     {
 108         DECLARE_ALIGNED(16, int, val)[dstW];
 109
 110         for (i = 0; i < (dstW -7); i+=4) {
 111             vec_st(vini, i << 2, val);
 112         }
 113         for (; i < dstW; i++) {
 114             val[i] = (1 << 18);
 115         }
 116
 117         for (j = 0; j < lumFilterSize; j++) {
 118             vector signed short l1, vLumFilter = vec_ld(j << 1, lumFilter);
 119             vector unsigned char perm, perm0 = vec_lvsl(j << 1, lumFilter);
 120             vLumFilter = vec_perm(vLumFilter, vLumFilter, perm0);
 121             vLumFilter = vec_splat(vLumFilter, 0); // lumFilter[j] is loaded 8 times in vLumFilter
 122
 123             perm = vec_lvsl(0, lumSrc[j]);
 124             l1 = vec_ld(0, lumSrc[j]);
 125
 126             for (i = 0; i < (dstW - 7); i+=8) {
 127                 int offset = i << 2;
 128                 vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, lumSrc[j]);
 129
 130                 vector signed int v1 = vec_ld(offset, val);
 131                 vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, val);
 132
 133                 vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // lumSrc[j][i] ... lumSrc[j][i+7]
 134
 135                 vector signed int i1 = vec_mule(vLumFilter, ls);
 136                 vector signed int i2 = vec_mulo(vLumFilter, ls);
 137
 138                 vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
 139                 vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // lumSrc[j][i] * lumFilter[j] ... lumSrc[j][i+7] * lumFilter[j]
 140
 141                 vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
 142                 vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
 143
 144                 vec_st(vo1, offset, val);
 145                 vec_st(vo2, offset + 16, val);
 146
 147                 l1 = l2;
 148             }
 149             for ( ; i < dstW; i++) {
 150                 val[i] += lumSrc[j][i] * lumFilter[j];
 151             }
 152         }
 153         altivec_packIntArrayToCharArray(val, dest, dstW);
 154     }
 155     if (uDest != 0) {
 156         DECLARE_ALIGNED(16, int, u)[chrDstW];
 157         DECLARE_ALIGNED(16, int, v)[chrDstW];
 158
 159         for (i = 0; i < (chrDstW -7); i+=4) {
 160             vec_st(vini, i << 2, u);
 161             vec_st(vini, i << 2, v);
 162         }
 163         for (; i < chrDstW; i++) {
 164             u[i] = (1 << 18);
 165             v[i] = (1 << 18);
 166         }
 167
 168         for (j = 0; j < chrFilterSize; j++) {
 169             vector signed short l1, l1_V, vChrFilter = vec_ld(j << 1, chrFilter);
 170             vector unsigned char perm, perm0 = vec_lvsl(j << 1, chrFilter);
 171             vChrFilter = vec_perm(vChrFilter, vChrFilter, perm0);
 172             vChrFilter = vec_splat(vChrFilter, 0); // chrFilter[j] is loaded 8 times in vChrFilter
 173
 174             perm = vec_lvsl(0, chrUSrc[j]);
 175             l1 = vec_ld(0, chrUSrc[j]);
 176             l1_V = vec_ld(0, chrVSrc[j]);
 177
 178             for (i = 0; i < (chrDstW - 7); i+=8) {
 179                 int offset = i << 2;
 180                 vector signed short l2 = vec_ld((i << 1) + 16, chrUSrc[j]);
 181                 vector signed short l2_V = vec_ld((i << 1) + 16, chrVSrc[j]);
 182
 183                 vector signed int v1 = vec_ld(offset, u);
 184                 vector signed int v2 = vec_ld(offset + 16, u);
 185                 vector signed int v1_V = vec_ld(offset, v);
 186                 vector signed int v2_V = vec_ld(offset + 16, v);
 187
 188                 vector signed short ls = vec_perm(l1, l2, perm); // chrUSrc[j][i] ... chrUSrc[j][i+7]
 189                 vector signed short ls_V = vec_perm(l1_V, l2_V, perm); // chrVSrc[j][i] ... chrVSrc[j][i]
 190
 191                 vector signed int i1 = vec_mule(vChrFilter, ls);
 192                 vector signed int i2 = vec_mulo(vChrFilter, ls);
 193                 vector signed int i1_V = vec_mule(vChrFilter, ls_V);
 194                 vector signed int i2_V = vec_mulo(vChrFilter, ls_V);
 195
 196                 vector signed int vf1 = vec_mergeh(i1, i2);
 197                 vector signed int vf2 = vec_mergel(i1, i2); // chrUSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrUSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
 198                 vector signed int vf1_V = vec_mergeh(i1_V, i2_V);
 199                 vector signed int vf2_V = vec_mergel(i1_V, i2_V); // chrVSrc[j][i] * chrFilter[j] ... chrVSrc[j][i+7] * chrFilter[j]
 200
 201                 vector signed int vo1 = vec_add(v1, vf1);
 202                 vector signed int vo2 = vec_add(v2, vf2);
 203                 vector signed int vo1_V = vec_add(v1_V, vf1_V);
 204                 vector signed int vo2_V = vec_add(v2_V, vf2_V);
 205
 206                 vec_st(vo1, offset, u);
 207                 vec_st(vo2, offset + 16, u);
 208                 vec_st(vo1_V, offset, v);
 209                 vec_st(vo2_V, offset + 16, v);
 210
 211                 l1 = l2;
 212                 l1_V = l2_V;
 213             }
 214             for ( ; i < chrDstW; i++) {
 215                 u[i] += chrUSrc[j][i] * chrFilter[j];
 216                 v[i] += chrVSrc[j][i] * chrFilter[j];
 217             }
 218         }
 219         altivec_packIntArrayToCharArray(u, uDest, chrDstW);
 220         altivec_packIntArrayToCharArray(v, vDest, chrDstW);
 221     }
 222 }
 223
 224 static void hScale_altivec_real(int16_t *dst, int dstW,
 225                                 const uint8_t *src, int srcW,
 226                                 int xInc, const int16_t *filter,
 227                                 const int16_t *filterPos, int filterSize)
 228 {
 229     register int i;
 230     DECLARE_ALIGNED(16, int, tempo)[4];
 231
 232     if (filterSize % 4) {
 233         for (i=0; i<dstW; i++) {
 234             register int j;
 235             register int srcPos = filterPos[i];
 236             register int val = 0;
 237             for (j=0; j<filterSize; j++) {
 238                 val += ((int)src[srcPos + j])*filter[filterSize*i + j];
 239             }
 240             dst[i] = FFMIN(val>>7, (1<<15)-1);
 241         }
 242     }
 243     else
 244     switch (filterSize) {
 245     case 4:
 246     {
 247     for (i=0; i<dstW; i++) {
 248         register int srcPos = filterPos[i];
 249
 250         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
 251         vector unsigned char src_v1, src_vF;
 252         vector signed short src_v, filter_v;
 253         vector signed int val_vEven, val_s;
 254         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 12) {
 255             src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
 256         }
 257         src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
 258
 259         src_v = // vec_unpackh sign-extends...
 260             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
 261         // now put our elements in the even slots
 262         src_v = vec_mergeh(src_v, (vector signed short)vzero);
 263
 264         filter_v = vec_ld(i << 3, filter);
 265         // The 3 above is 2 (filterSize == 4) + 1 (sizeof(short) == 2).
 266
 267         // The neat trick: We only care for half the elements,
 268         // high or low depending on (i<<3)%16 (it's 0 or 8 here),
 269         // and we're going to use vec_mule, so we choose
 270         // carefully how to "unpack" the elements into the even slots.
 271         if ((i << 3) % 16)
 272             filter_v = vec_mergel(filter_v, (vector signed short)vzero);
 273         else
 274             filter_v = vec_mergeh(filter_v, (vector signed short)vzero);
 275
 276         val_vEven = vec_mule(src_v, filter_v);
 277         val_s = vec_sums(val_vEven, vzero);
 278         vec_st(val_s, 0, tempo);
 279         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
 280     }
 281     }
 282     break;
 283
 284     case 8:
 285     {
 286     for (i=0; i<dstW; i++) {
 287         register int srcPos = filterPos[i];
 288
 289         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
 290         vector unsigned char src_v1, src_vF;
 291         vector signed short src_v, filter_v;
 292         vector signed int val_v, val_s;
 293         if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
 294             src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
 295         }
 296         src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
 297
 298         src_v = // vec_unpackh sign-extends...
 299             (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
 300         filter_v = vec_ld(i << 4, filter);
 301         // the 4 above is 3 (filterSize == 8) + 1 (sizeof(short) == 2)
 302
 303         val_v = vec_msums(src_v, filter_v, (vector signed int)vzero);
 304         val_s = vec_sums(val_v, vzero);
 305         vec_st(val_s, 0, tempo);
 306         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
 307     }
 308     }
 309     break;
 310
 311     case 16:
 312     {
 313         for (i=0; i<dstW; i++) {
 314             register int srcPos = filterPos[i];
 315
 316             vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
 317             vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + 16, src);
 318             vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, vec_lvsl(srcPos, src));
 319
 320             vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
 321                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
 322             vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
 323                 (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
 324
 325             vector signed short filter_v0 = vec_ld(i << 5, filter);
 326             vector signed short filter_v1 = vec_ld((i << 5) + 16, filter);
 327             // the 5 above are 4 (filterSize == 16) + 1 (sizeof(short) == 2)
 328
 329             vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, (vector signed int)vzero);
 330             vector signed int val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
 331
 332             vector signed int val_s = vec_sums(val_v, vzero);
 333
 334             vec_st(val_s, 0, tempo);
 335             dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
 336         }
 337     }
 338     break;
 339
 340     default:
 341     {
 342     for (i=0; i<dstW; i++) {
 343         register int j;
 344         register int srcPos = filterPos[i];
 345
 346         vector signed int val_s, val_v = (vector signed int)vzero;
 347         vector signed short filter_v0R = vec_ld(i * 2 * filterSize, filter);
 348         vector unsigned char permF = vec_lvsl((i * 2 * filterSize), filter);
 349
 350         vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos, src);
 351         vector unsigned char permS = vec_lvsl(srcPos, src);
 352
 353         for (j = 0 ; j < filterSize - 15; j += 16) {
 354             vector unsigned char src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
 355             vector unsigned char src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
 356
 357             vector signed short src_vA = // vec_unpackh sign-extends...
 358                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
 359             vector signed short src_vB = // vec_unpackh sign-extends...
 360                 (vector signed short)(vec_mergel((vector unsigned char)vzero, src_vF));
 361
 362             vector signed short filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
 363             vector signed short filter_v2R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 32, filter);
 364             vector signed short filter_v0  = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
 365             vector signed short filter_v1  = vec_perm(filter_v1R, filter_v2R, permF);
 366
 367             vector signed int val_acc = vec_msums(src_vA, filter_v0, val_v);
 368             val_v = vec_msums(src_vB, filter_v1, val_acc);
 369
 370             filter_v0R = filter_v2R;
 371             src_v0 = src_v1;
 372         }
 373
 374         if (j < filterSize-7) {
 375             // loading src_v0 is useless, it's already done above
 376             //vector unsigned char src_v0 = vec_ld(srcPos + j, src);
 377             vector unsigned char src_v1, src_vF;
 378             vector signed short src_v, filter_v1R, filter_v;
 379             if ((((int)src + srcPos)% 16) > 8) {
 380                 src_v1 = vec_ld(srcPos + j + 16, src);
 381             }
 382             src_vF = vec_perm(src_v0, src_v1, permS);
 383
 384             src_v = // vec_unpackh sign-extends...
 385                 (vector signed short)(vec_mergeh((vector unsigned char)vzero, src_vF));
 386             // loading filter_v0R is useless, it's already done above
 387             //vector signed short filter_v0R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + j, filter);
 388             filter_v1R = vec_ld((i * 2 * filterSize) + (j * 2) + 16, filter);
 389             filter_v = vec_perm(filter_v0R, filter_v1R, permF);
 390
 391             val_v = vec_msums(src_v, filter_v, val_v);
 392         }
 393
 394         val_s = vec_sums(val_v, vzero);
 395
 396         vec_st(val_s, 0, tempo);
 397         dst[i] = FFMIN(tempo[3]>>7, (1<<15)-1);
 398     }
 399
 400     }
 401     }
 402 }
 403
 404 void ff_sws_init_swScale_altivec(SwsContext *c)
 405 {
 406     if (!(av_get_cpu_flags() & AV_CPU_FLAG_ALTIVEC))
 407         return;
 408
 409     c->hScale       = hScale_altivec_real;
 410     c->yuv2yuvX     = yuv2yuvX_altivec_real;
 411
 412     /* The following list of supported dstFormat values should
 413      * match what's found in the body of ff_yuv2packedX_altivec() */
 414     if (!(c->flags & SWS_BITEXACT) && !c->alpPixBuf &&
 415         (c->dstFormat==PIX_FMT_ABGR  || c->dstFormat==PIX_FMT_BGRA  ||
 416          c->dstFormat==PIX_FMT_BGR24 || c->dstFormat==PIX_FMT_RGB24 ||
 417          c->dstFormat==PIX_FMT_RGBA  || c->dstFormat==PIX_FMT_ARGB)) {
 418             c->yuv2packedX  = ff_yuv2packedX_altivec;
 419         }
 420 }