Merge remote-tracking branch 'qatar/master'
[ffmpeg.git] / libavutil / x86 / x86util.asm
1 ;*****************************************************************************
2 ;* x86util.asm
3 ;*****************************************************************************
4 ;* Copyright (C) 2008-2010 x264 project
5 ;*
6 ;* Authors: Loren Merritt <lorenm@u.washington.edu>
7 ;*          Holger Lubitz <holger@lubitz.org>
8 ;*
9 ;* This file is part of FFmpeg.
10 ;*
11 ;* FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
12 ;* modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
13 ;* License as published by the Free Software Foundation; either
14 ;* version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
15 ;*
16 ;* FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
17 ;* but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18 ;* MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
19 ;* Lesser General Public License for more details.
20 ;*
21 ;* You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
22 ;* License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
23 ;* Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
24 ;******************************************************************************
25
26 %define program_name ff
27 %define cpuflags_mmxext cpuflags_mmx2
28
29 %include "libavutil/x86/x86inc.asm"
30
31 %macro SBUTTERFLY 4
32 %if avx_enabled == 0
33     mova      m%4, m%2
34     punpckl%1 m%2, m%3
35     punpckh%1 m%4, m%3
36 %else
37     punpckh%1 m%4, m%2, m%3
38     punpckl%1 m%2, m%3
39 %endif
40     SWAP %3, %4
41 %endmacro
42
43 %macro SBUTTERFLY2 4
44     punpckl%1 m%4, m%2, m%3
45     punpckh%1 m%2, m%2, m%3
46     SWAP %2, %4, %3
47 %endmacro
48
49 %macro SBUTTERFLYPS 3
50     unpcklps m%3, m%1, m%2
51     unpckhps m%1, m%1, m%2
52     SWAP %1, %3, %2
53 %endmacro
54
55 %macro TRANSPOSE4x4B 5
56     SBUTTERFLY bw, %1, %2, %5
57     SBUTTERFLY bw, %3, %4, %5
58     SBUTTERFLY wd, %1, %3, %5
59     SBUTTERFLY wd, %2, %4, %5
60     SWAP %2, %3
61 %endmacro
62
63 %macro TRANSPOSE4x4W 5
64     SBUTTERFLY wd, %1, %2, %5
65     SBUTTERFLY wd, %3, %4, %5
66     SBUTTERFLY dq, %1, %3, %5
67     SBUTTERFLY dq, %2, %4, %5
68     SWAP %2, %3
69 %endmacro
70
71 %macro TRANSPOSE2x4x4W 5
72     SBUTTERFLY wd,  %1, %2, %5
73     SBUTTERFLY wd,  %3, %4, %5
74     SBUTTERFLY dq,  %1, %3, %5
75     SBUTTERFLY dq,  %2, %4, %5
76     SBUTTERFLY qdq, %1, %2, %5
77     SBUTTERFLY qdq, %3, %4, %5
78 %endmacro
79
80 %macro TRANSPOSE4x4D 5
81     SBUTTERFLY dq,  %1, %2, %5
82     SBUTTERFLY dq,  %3, %4, %5
83     SBUTTERFLY qdq, %1, %3, %5
84     SBUTTERFLY qdq, %2, %4, %5
85     SWAP %2, %3
86 %endmacro
87
88 ; identical behavior to TRANSPOSE4x4D, but using SSE1 float ops
89 %macro TRANSPOSE4x4PS 5
90     SBUTTERFLYPS %1, %2, %5
91     SBUTTERFLYPS %3, %4, %5
92     movlhps m%5, m%1, m%3
93     movhlps m%3, m%1
94     SWAP %5, %1
95     movlhps m%5, m%2, m%4
96     movhlps m%4, m%2
97     SWAP %5, %2, %3
98 %endmacro
99
100 %macro TRANSPOSE8x8W 9-11
101 %if ARCH_X86_64
102     SBUTTERFLY wd,  %1, %2, %9
103     SBUTTERFLY wd,  %3, %4, %9
104     SBUTTERFLY wd,  %5, %6, %9
105     SBUTTERFLY wd,  %7, %8, %9
106     SBUTTERFLY dq,  %1, %3, %9
107     SBUTTERFLY dq,  %2, %4, %9
108     SBUTTERFLY dq,  %5, %7, %9
109     SBUTTERFLY dq,  %6, %8, %9
110     SBUTTERFLY qdq, %1, %5, %9
111     SBUTTERFLY qdq, %2, %6, %9
112     SBUTTERFLY qdq, %3, %7, %9
113     SBUTTERFLY qdq, %4, %8, %9
114     SWAP %2, %5
115     SWAP %4, %7
116 %else
117 ; in:  m0..m7, unless %11 in which case m6 is in %9
118 ; out: m0..m7, unless %11 in which case m4 is in %10
119 ; spills into %9 and %10
120 %if %0<11
121     movdqa %9, m%7
122 %endif
123     SBUTTERFLY wd,  %1, %2, %7
124     movdqa %10, m%2
125     movdqa m%7, %9
126     SBUTTERFLY wd,  %3, %4, %2
127     SBUTTERFLY wd,  %5, %6, %2
128     SBUTTERFLY wd,  %7, %8, %2
129     SBUTTERFLY dq,  %1, %3, %2
130     movdqa %9, m%3
131     movdqa m%2, %10
132     SBUTTERFLY dq,  %2, %4, %3
133     SBUTTERFLY dq,  %5, %7, %3
134     SBUTTERFLY dq,  %6, %8, %3
135     SBUTTERFLY qdq, %1, %5, %3
136     SBUTTERFLY qdq, %2, %6, %3
137     movdqa %10, m%2
138     movdqa m%3, %9
139     SBUTTERFLY qdq, %3, %7, %2
140     SBUTTERFLY qdq, %4, %8, %2
141     SWAP %2, %5
142     SWAP %4, %7
143 %if %0<11
144     movdqa m%5, %10
145 %endif
146 %endif
147 %endmacro
148
149 ; PABSW macro assumes %1 != %2, while ABS1/2 macros work in-place
150 %macro PABSW 2
151 %if cpuflag(ssse3)
152     pabsw      %1, %2
153 %elif cpuflag(mmxext)
154     pxor    %1, %1
155     psubw   %1, %2
156     pmaxsw  %1, %2
157 %else
158     pxor       %1, %1
159     pcmpgtw    %1, %2
160     pxor       %2, %1
161     psubw      %2, %1
162     SWAP       %1, %2
163 %endif
164 %endmacro
165
166 %macro PSIGNW_MMX 2
167     pxor       %1, %2
168     psubw      %1, %2
169 %endmacro
170
171 %macro PSIGNW_SSSE3 2
172     psignw     %1, %2
173 %endmacro
174
175 %macro ABS1_MMX 2    ; a, tmp
176     pxor       %2, %2
177     pcmpgtw    %2, %1
178     pxor       %1, %2
179     psubw      %1, %2
180 %endmacro
181
182 %macro ABS2_MMX 4    ; a, b, tmp0, tmp1
183     pxor       %3, %3
184     pxor       %4, %4
185     pcmpgtw    %3, %1
186     pcmpgtw    %4, %2
187     pxor       %1, %3
188     pxor       %2, %4
189     psubw      %1, %3
190     psubw      %2, %4
191 %endmacro
192
193 %macro ABS1_MMXEXT 2 ; a, tmp
194     pxor    %2, %2
195     psubw   %2, %1
196     pmaxsw  %1, %2
197 %endmacro
198
199 %macro ABS2_MMXEXT 4 ; a, b, tmp0, tmp1
200     pxor    %3, %3
201     pxor    %4, %4
202     psubw   %3, %1
203     psubw   %4, %2
204     pmaxsw  %1, %3
205     pmaxsw  %2, %4
206 %endmacro
207
208 %macro ABS1_SSSE3 2
209     pabsw   %1, %1
210 %endmacro
211
212 %macro ABS2_SSSE3 4
213     pabsw   %1, %1
214     pabsw   %2, %2
215 %endmacro
216
217 %macro ABSB_MMX 2
218     pxor    %2, %2
219     psubb   %2, %1
220     pminub  %1, %2
221 %endmacro
222
223 %macro ABSB2_MMX 4
224     pxor    %3, %3
225     pxor    %4, %4
226     psubb   %3, %1
227     psubb   %4, %2
228     pminub  %1, %3
229     pminub  %2, %4
230 %endmacro
231
232 %macro ABSD2_MMX 4
233     pxor    %3, %3
234     pxor    %4, %4
235     pcmpgtd %3, %1
236     pcmpgtd %4, %2
237     pxor    %1, %3
238     pxor    %2, %4
239     psubd   %1, %3
240     psubd   %2, %4
241 %endmacro
242
243 %macro ABSB_SSSE3 2
244     pabsb   %1, %1
245 %endmacro
246
247 %macro ABSB2_SSSE3 4
248     pabsb   %1, %1
249     pabsb   %2, %2
250 %endmacro
251
252 %macro ABS4 6
253     ABS2 %1, %2, %5, %6
254     ABS2 %3, %4, %5, %6
255 %endmacro
256
257 %define ABS1 ABS1_MMX
258 %define ABS2 ABS2_MMX
259 %define ABSB ABSB_MMX
260 %define ABSB2 ABSB2_MMX
261
262 %macro SPLATB_LOAD 3
263 %if cpuflag(ssse3)
264     movd      %1, [%2-3]
265     pshufb    %1, %3
266 %else
267     movd      %1, [%2-3] ;to avoid crossing a cacheline
268     punpcklbw %1, %1
269     SPLATW    %1, %1, 3
270 %endif
271 %endmacro
272
273 %macro SPLATB_REG 3
274 %if cpuflag(ssse3)
275     movd      %1, %2d
276     pshufb    %1, %3
277 %else
278     movd      %1, %2d
279     punpcklbw %1, %1
280     SPLATW    %1, %1, 0
281 %endif
282 %endmacro
283
284 %macro PALIGNR 4-5
285 %if cpuflag(ssse3)
286 %if %0==5
287     palignr %1, %2, %3, %4
288 %else
289     palignr %1, %2, %3
290 %endif
291 %elif cpuflag(mmx) ; [dst,] src1, src2, imm, tmp
292     %define %%dst %1
293 %if %0==5
294 %ifnidn %1, %2
295     mova    %%dst, %2
296 %endif
297     %rotate 1
298 %endif
299 %ifnidn %4, %2
300     mova    %4, %2
301 %endif
302 %if mmsize==8
303     psllq   %%dst, (8-%3)*8
304     psrlq   %4, %3*8
305 %else
306     pslldq  %%dst, 16-%3
307     psrldq  %4, %3
308 %endif
309     por     %%dst, %4
310 %endif
311 %endmacro
312
313 %macro PSHUFLW 1+
314     %if mmsize == 8
315         pshufw %1
316     %else
317         pshuflw %1
318     %endif
319 %endmacro
320
321 %macro PSWAPD 2
322 %if cpuflag(mmxext)
323     pshufw    %1, %2, q1032
324 %elif cpuflag(3dnowext)
325     pswapd    %1, %2
326 %elif cpuflag(3dnow)
327     movq      %1, %2
328     psrlq     %1, 32
329     punpckldq %1, %2
330 %endif
331 %endmacro
332
333 %macro DEINTB 5 ; mask, reg1, mask, reg2, optional src to fill masks from
334 %ifnum %5
335     pand   m%3, m%5, m%4 ; src .. y6 .. y4
336     pand   m%1, m%5, m%2 ; dst .. y6 .. y4
337 %else
338     mova   m%1, %5
339     pand   m%3, m%1, m%4 ; src .. y6 .. y4
340     pand   m%1, m%1, m%2 ; dst .. y6 .. y4
341 %endif
342     psrlw  m%2, 8        ; dst .. y7 .. y5
343     psrlw  m%4, 8        ; src .. y7 .. y5
344 %endmacro
345
346 %macro SUMSUB_BA 3-4
347 %if %0==3
348     padd%1  m%2, m%3
349     padd%1  m%3, m%3
350     psub%1  m%3, m%2
351 %else
352 %if avx_enabled == 0
353     mova    m%4, m%2
354     padd%1  m%2, m%3
355     psub%1  m%3, m%4
356 %else
357     padd%1  m%4, m%2, m%3
358     psub%1  m%3, m%2
359     SWAP    %2, %4
360 %endif
361 %endif
362 %endmacro
363
364 %macro SUMSUB_BADC 5-6
365 %if %0==6
366     SUMSUB_BA %1, %2, %3, %6
367     SUMSUB_BA %1, %4, %5, %6
368 %else
369     padd%1  m%2, m%3
370     padd%1  m%4, m%5
371     padd%1  m%3, m%3
372     padd%1  m%5, m%5
373     psub%1  m%3, m%2
374     psub%1  m%5, m%4
375 %endif
376 %endmacro
377
378 %macro SUMSUB2_AB 4
379 %ifnum %3
380     psub%1  m%4, m%2, m%3
381     psub%1  m%4, m%3
382     padd%1  m%2, m%2
383     padd%1  m%2, m%3
384 %else
385     mova    m%4, m%2
386     padd%1  m%2, m%2
387     padd%1  m%2, %3
388     psub%1  m%4, %3
389     psub%1  m%4, %3
390 %endif
391 %endmacro
392
393 %macro SUMSUB2_BA 4
394 %if avx_enabled == 0
395     mova    m%4, m%2
396     padd%1  m%2, m%3
397     padd%1  m%2, m%3
398     psub%1  m%3, m%4
399     psub%1  m%3, m%4
400 %else
401     padd%1  m%4, m%2, m%3
402     padd%1  m%4, m%3
403     psub%1  m%3, m%2
404     psub%1  m%3, m%2
405     SWAP     %2,  %4
406 %endif
407 %endmacro
408
409 %macro SUMSUBD2_AB 5
410 %ifnum %4
411     psra%1  m%5, m%2, 1  ; %3: %3>>1
412     psra%1  m%4, m%3, 1  ; %2: %2>>1
413     padd%1  m%4, m%2     ; %3: %3>>1+%2
414     psub%1  m%5, m%3     ; %2: %2>>1-%3
415     SWAP     %2, %5
416     SWAP     %3, %4
417 %else
418     mova    %5, m%2
419     mova    %4, m%3
420     psra%1  m%3, 1  ; %3: %3>>1
421     psra%1  m%2, 1  ; %2: %2>>1
422     padd%1  m%3, %5 ; %3: %3>>1+%2
423     psub%1  m%2, %4 ; %2: %2>>1-%3
424 %endif
425 %endmacro
426
427 %macro DCT4_1D 5
428 %ifnum %5
429     SUMSUB_BADC w, %4, %1, %3, %2, %5
430     SUMSUB_BA   w, %3, %4, %5
431     SUMSUB2_AB  w, %1, %2, %5
432     SWAP %1, %3, %4, %5, %2
433 %else
434     SUMSUB_BADC w, %4, %1, %3, %2
435     SUMSUB_BA   w, %3, %4
436     mova     [%5], m%2
437     SUMSUB2_AB  w, %1, [%5], %2
438     SWAP %1, %3, %4, %2
439 %endif
440 %endmacro
441
442 %macro IDCT4_1D 6-7
443 %ifnum %6
444     SUMSUBD2_AB %1, %3, %5, %7, %6
445     ; %3: %3>>1-%5 %5: %3+%5>>1
446     SUMSUB_BA   %1, %4, %2, %7
447     ; %4: %2+%4 %2: %2-%4
448     SUMSUB_BADC %1, %5, %4, %3, %2, %7
449     ; %5: %2+%4 + (%3+%5>>1)
450     ; %4: %2+%4 - (%3+%5>>1)
451     ; %3: %2-%4 + (%3>>1-%5)
452     ; %2: %2-%4 - (%3>>1-%5)
453 %else
454 %ifidn %1, w
455     SUMSUBD2_AB %1, %3, %5, [%6], [%6+16]
456 %else
457     SUMSUBD2_AB %1, %3, %5, [%6], [%6+32]
458 %endif
459     SUMSUB_BA   %1, %4, %2
460     SUMSUB_BADC %1, %5, %4, %3, %2
461 %endif
462     SWAP %2, %5, %4
463     ; %2: %2+%4 + (%3+%5>>1) row0
464     ; %3: %2-%4 + (%3>>1-%5) row1
465     ; %4: %2-%4 - (%3>>1-%5) row2
466     ; %5: %2+%4 - (%3+%5>>1) row3
467 %endmacro
468
469
470 %macro LOAD_DIFF 5
471 %ifidn %3, none
472     movh       %1, %4
473     movh       %2, %5
474     punpcklbw  %1, %2
475     punpcklbw  %2, %2
476     psubw      %1, %2
477 %else
478     movh       %1, %4
479     punpcklbw  %1, %3
480     movh       %2, %5
481     punpcklbw  %2, %3
482     psubw      %1, %2
483 %endif
484 %endmacro
485
486 %macro STORE_DCT 6
487     movq   [%5+%6+ 0], m%1
488     movq   [%5+%6+ 8], m%2
489     movq   [%5+%6+16], m%3
490     movq   [%5+%6+24], m%4
491     movhps [%5+%6+32], m%1
492     movhps [%5+%6+40], m%2
493     movhps [%5+%6+48], m%3
494     movhps [%5+%6+56], m%4
495 %endmacro
496
497 %macro LOAD_DIFF_8x4P 7-10 r0,r2,0 ; 4x dest, 2x temp, 2x pointer, increment?
498     LOAD_DIFF m%1, m%5, m%7, [%8],      [%9]
499     LOAD_DIFF m%2, m%6, m%7, [%8+r1],   [%9+r3]
500     LOAD_DIFF m%3, m%5, m%7, [%8+2*r1], [%9+2*r3]
501     LOAD_DIFF m%4, m%6, m%7, [%8+r4],   [%9+r5]
502 %if %10
503     lea %8, [%8+4*r1]
504     lea %9, [%9+4*r3]
505 %endif
506 %endmacro
507
508 %macro DIFFx2 6-7
509     movh       %3, %5
510     punpcklbw  %3, %4
511     psraw      %1, 6
512     paddsw     %1, %3
513     movh       %3, %6
514     punpcklbw  %3, %4
515     psraw      %2, 6
516     paddsw     %2, %3
517     packuswb   %2, %1
518 %endmacro
519
520 %macro STORE_DIFF 4
521     movh       %2, %4
522     punpcklbw  %2, %3
523     psraw      %1, 6
524     paddsw     %1, %2
525     packuswb   %1, %1
526     movh       %4, %1
527 %endmacro
528
529 %macro STORE_DIFFx2 8 ; add1, add2, reg1, reg2, zero, shift, source, stride
530     movh       %3, [%7]
531     movh       %4, [%7+%8]
532     psraw      %1, %6
533     psraw      %2, %6
534     punpcklbw  %3, %5
535     punpcklbw  %4, %5
536     paddw      %3, %1
537     paddw      %4, %2
538     packuswb   %3, %5
539     packuswb   %4, %5
540     movh     [%7], %3
541     movh  [%7+%8], %4
542 %endmacro
543
544 %macro PMINUB 3 ; dst, src, ignored
545 %if cpuflag(mmxext)
546     pminub   %1, %2
547 %else ; dst, src, tmp
548     mova     %3, %1
549     psubusb  %3, %2
550     psubb    %1, %3
551 %endif
552 %endmacro
553
554 %macro SPLATW 2-3 0
555 %if mmsize == 16
556     pshuflw    %1, %2, (%3)*0x55
557     punpcklqdq %1, %1
558 %elif cpuflag(mmxext)
559     pshufw     %1, %2, (%3)*0x55
560 %else
561     %ifnidn %1, %2
562         mova       %1, %2
563     %endif
564     %if %3 & 2
565         punpckhwd  %1, %1
566     %else
567         punpcklwd  %1, %1
568     %endif
569     %if %3 & 1
570         punpckhwd  %1, %1
571     %else
572         punpcklwd  %1, %1
573     %endif
574 %endif
575 %endmacro
576
577 %macro SPLATD 1
578 %if mmsize == 8
579     punpckldq  %1, %1
580 %elif cpuflag(sse2)
581     pshufd  %1, %1, 0
582 %elif cpuflag(sse)
583     shufps  %1, %1, 0
584 %endif
585 %endmacro
586
587 %macro CLIPW 3 ;(dst, min, max)
588     pmaxsw %1, %2
589     pminsw %1, %3
590 %endmacro
591
592 %macro PMINSD_MMX 3 ; dst, src, tmp
593     mova      %3, %2
594     pcmpgtd   %3, %1
595     pxor      %1, %2
596     pand      %1, %3
597     pxor      %1, %2
598 %endmacro
599
600 %macro PMAXSD_MMX 3 ; dst, src, tmp
601     mova      %3, %1
602     pcmpgtd   %3, %2
603     pand      %1, %3
604     pandn     %3, %2
605     por       %1, %3
606 %endmacro
607
608 %macro CLIPD_MMX 3-4 ; src/dst, min, max, tmp
609     PMINSD_MMX %1, %3, %4
610     PMAXSD_MMX %1, %2, %4
611 %endmacro
612
613 %macro CLIPD_SSE2 3-4 ; src/dst, min (float), max (float), unused
614     cvtdq2ps  %1, %1
615     minps     %1, %3
616     maxps     %1, %2
617     cvtps2dq  %1, %1
618 %endmacro
619
620 %macro CLIPD_SSE41 3-4 ;  src/dst, min, max, unused
621     pminsd  %1, %3
622     pmaxsd  %1, %2
623 %endmacro
624
625 %macro VBROADCASTSS 2 ; dst xmm/ymm, src m32
626 %if cpuflag(avx)
627     vbroadcastss %1, %2
628 %else ; sse
629     movss        %1, %2
630     shufps       %1, %1, 0
631 %endif
632 %endmacro
633
634 %macro SHUFFLE_MASK_W 8
635     %rep 8
636         %if %1>=0x80
637             db %1, %1
638         %else
639             db %1*2
640             db %1*2+1
641         %endif
642         %rotate 1
643     %endrep
644 %endmacro
645
646 %macro PMOVSXWD 2; dst, src
647 %if cpuflag(sse4)
648     pmovsxwd     %1, %2
649 %else
650     %ifnidn %1, %2
651     mova         %1, %2
652     %endif
653     punpcklwd    %1, %1
654     psrad        %1, 16
655 %endif
656 %endmacro