update latest
[external/libjpeg-turbo.git] / simd / jdmrgmmx.asm
1 ;
2 ; jdmrgmmx.asm - merged upsampling/color conversion (MMX)
3 ;
4 ; Copyright 2009 Pierre Ossman <ossman@cendio.se> for Cendio AB
5 ;
6 ; Based on
7 ; x86 SIMD extension for IJG JPEG library
8 ; Copyright (C) 1999-2006, MIYASAKA Masaru.
9 ; For conditions of distribution and use, see copyright notice in jsimdext.inc
10 ;
11 ; This file should be assembled with NASM (Netwide Assembler),
12 ; can *not* be assembled with Microsoft's MASM or any compatible
13 ; assembler (including Borland's Turbo Assembler).
14 ; NASM is available from http://nasm.sourceforge.net/ or
15 ; http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=6208
16 ;
17 ; [TAB8]
18
19 %include "jcolsamp.inc"
20
21 ; --------------------------------------------------------------------------
22 ;
23 ; Upsample and color convert for the case of 2:1 horizontal and 1:1 vertical.
24 ;
25 ; GLOBAL(void)
26 ; jsimd_h2v1_merged_upsample_mmx (JDIMENSION output_width,
27 ;                                 JSAMPIMAGE input_buf,
28 ;                                 JDIMENSION in_row_group_ctr,
29 ;                                 JSAMPARRAY output_buf);
30 ;
31
32 %define output_width(b) (b)+8                   ; JDIMENSION output_width
33 %define input_buf(b)            (b)+12          ; JSAMPIMAGE input_buf
34 %define in_row_group_ctr(b)     (b)+16          ; JDIMENSION in_row_group_ctr
35 %define output_buf(b)           (b)+20          ; JSAMPARRAY output_buf
36
37 %define original_ebp    ebp+0
38 %define wk(i)           ebp-(WK_NUM-(i))*SIZEOF_MMWORD  ; mmword wk[WK_NUM]
39 %define WK_NUM          3
40 %define gotptr          wk(0)-SIZEOF_POINTER    ; void * gotptr
41
42         align   16
43         global  EXTN(jsimd_h2v1_merged_upsample_mmx)
44
45 EXTN(jsimd_h2v1_merged_upsample_mmx):
46         push    ebp
47         mov     eax,esp                         ; eax = original ebp
48         sub     esp, byte 4
49         and     esp, byte (-SIZEOF_MMWORD)      ; align to 64 bits
50         mov     [esp],eax
51         mov     ebp,esp                         ; ebp = aligned ebp
52         lea     esp, [wk(0)]
53         pushpic eax             ; make a room for GOT address
54         push    ebx
55 ;       push    ecx             ; need not be preserved
56 ;       push    edx             ; need not be preserved
57         push    esi
58         push    edi
59
60         get_GOT ebx                     ; get GOT address
61         movpic  POINTER [gotptr], ebx   ; save GOT address
62
63         mov     ecx, JDIMENSION [output_width(eax)]     ; col
64         test    ecx,ecx
65         jz      near .return
66
67         push    ecx
68
69         mov     edi, JSAMPIMAGE [input_buf(eax)]
70         mov     ecx, JDIMENSION [in_row_group_ctr(eax)]
71         mov     esi, JSAMPARRAY [edi+0*SIZEOF_JSAMPARRAY]
72         mov     ebx, JSAMPARRAY [edi+1*SIZEOF_JSAMPARRAY]
73         mov     edx, JSAMPARRAY [edi+2*SIZEOF_JSAMPARRAY]
74         mov     edi, JSAMPARRAY [output_buf(eax)]
75         mov     esi, JSAMPROW [esi+ecx*SIZEOF_JSAMPROW]         ; inptr0
76         mov     ebx, JSAMPROW [ebx+ecx*SIZEOF_JSAMPROW]         ; inptr1
77         mov     edx, JSAMPROW [edx+ecx*SIZEOF_JSAMPROW]         ; inptr2
78         mov     edi, JSAMPROW [edi]                             ; outptr
79
80         pop     ecx                     ; col
81
82         alignx  16,7
83 .columnloop:
84         movpic  eax, POINTER [gotptr]   ; load GOT address (eax)
85
86         movq      mm6, MMWORD [ebx]     ; mm6=Cb(01234567)
87         movq      mm7, MMWORD [edx]     ; mm7=Cr(01234567)
88
89         pxor      mm1,mm1               ; mm1=(all 0's)
90         pcmpeqw   mm3,mm3
91         psllw     mm3,7                 ; mm3={0xFF80 0xFF80 0xFF80 0xFF80}
92
93         movq      mm4,mm6
94         punpckhbw mm6,mm1               ; mm6=Cb(4567)=CbH
95         punpcklbw mm4,mm1               ; mm4=Cb(0123)=CbL
96         movq      mm0,mm7
97         punpckhbw mm7,mm1               ; mm7=Cr(4567)=CrH
98         punpcklbw mm0,mm1               ; mm0=Cr(0123)=CrL
99
100         paddw     mm6,mm3
101         paddw     mm4,mm3
102         paddw     mm7,mm3
103         paddw     mm0,mm3
104
105         ; (Original)
106         ; R = Y                + 1.40200 * Cr
107         ; G = Y - 0.34414 * Cb - 0.71414 * Cr
108         ; B = Y + 1.77200 * Cb
109         ;
110         ; (This implementation)
111         ; R = Y                + 0.40200 * Cr + Cr
112         ; G = Y - 0.34414 * Cb + 0.28586 * Cr - Cr
113         ; B = Y - 0.22800 * Cb + Cb + Cb
114
115         movq    mm5,mm6                 ; mm5=CbH
116         movq    mm2,mm4                 ; mm2=CbL
117         paddw   mm6,mm6                 ; mm6=2*CbH
118         paddw   mm4,mm4                 ; mm4=2*CbL
119         movq    mm1,mm7                 ; mm1=CrH
120         movq    mm3,mm0                 ; mm3=CrL
121         paddw   mm7,mm7                 ; mm7=2*CrH
122         paddw   mm0,mm0                 ; mm0=2*CrL
123
124         pmulhw  mm6,[GOTOFF(eax,PW_MF0228)]     ; mm6=(2*CbH * -FIX(0.22800))
125         pmulhw  mm4,[GOTOFF(eax,PW_MF0228)]     ; mm4=(2*CbL * -FIX(0.22800))
126         pmulhw  mm7,[GOTOFF(eax,PW_F0402)]      ; mm7=(2*CrH * FIX(0.40200))
127         pmulhw  mm0,[GOTOFF(eax,PW_F0402)]      ; mm0=(2*CrL * FIX(0.40200))
128
129         paddw   mm6,[GOTOFF(eax,PW_ONE)]
130         paddw   mm4,[GOTOFF(eax,PW_ONE)]
131         psraw   mm6,1                   ; mm6=(CbH * -FIX(0.22800))
132         psraw   mm4,1                   ; mm4=(CbL * -FIX(0.22800))
133         paddw   mm7,[GOTOFF(eax,PW_ONE)]
134         paddw   mm0,[GOTOFF(eax,PW_ONE)]
135         psraw   mm7,1                   ; mm7=(CrH * FIX(0.40200))
136         psraw   mm0,1                   ; mm0=(CrL * FIX(0.40200))
137
138         paddw   mm6,mm5
139         paddw   mm4,mm2
140         paddw   mm6,mm5                 ; mm6=(CbH * FIX(1.77200))=(B-Y)H
141         paddw   mm4,mm2                 ; mm4=(CbL * FIX(1.77200))=(B-Y)L
142         paddw   mm7,mm1                 ; mm7=(CrH * FIX(1.40200))=(R-Y)H
143         paddw   mm0,mm3                 ; mm0=(CrL * FIX(1.40200))=(R-Y)L
144
145         movq    MMWORD [wk(0)], mm6     ; wk(0)=(B-Y)H
146         movq    MMWORD [wk(1)], mm7     ; wk(1)=(R-Y)H
147
148         movq      mm6,mm5
149         movq      mm7,mm2
150         punpcklwd mm5,mm1
151         punpckhwd mm6,mm1
152         pmaddwd   mm5,[GOTOFF(eax,PW_MF0344_F0285)]
153         pmaddwd   mm6,[GOTOFF(eax,PW_MF0344_F0285)]
154         punpcklwd mm2,mm3
155         punpckhwd mm7,mm3
156         pmaddwd   mm2,[GOTOFF(eax,PW_MF0344_F0285)]
157         pmaddwd   mm7,[GOTOFF(eax,PW_MF0344_F0285)]
158
159         paddd     mm5,[GOTOFF(eax,PD_ONEHALF)]
160         paddd     mm6,[GOTOFF(eax,PD_ONEHALF)]
161         psrad     mm5,SCALEBITS
162         psrad     mm6,SCALEBITS
163         paddd     mm2,[GOTOFF(eax,PD_ONEHALF)]
164         paddd     mm7,[GOTOFF(eax,PD_ONEHALF)]
165         psrad     mm2,SCALEBITS
166         psrad     mm7,SCALEBITS
167
168         packssdw  mm5,mm6       ; mm5=CbH*-FIX(0.344)+CrH*FIX(0.285)
169         packssdw  mm2,mm7       ; mm2=CbL*-FIX(0.344)+CrL*FIX(0.285)
170         psubw     mm5,mm1       ; mm5=CbH*-FIX(0.344)+CrH*-FIX(0.714)=(G-Y)H
171         psubw     mm2,mm3       ; mm2=CbL*-FIX(0.344)+CrL*-FIX(0.714)=(G-Y)L
172
173         movq    MMWORD [wk(2)], mm5     ; wk(2)=(G-Y)H
174
175         mov     al,2                    ; Yctr
176         jmp     short .Yloop_1st
177         alignx  16,7
178
179 .Yloop_2nd:
180         movq    mm0, MMWORD [wk(1)]     ; mm0=(R-Y)H
181         movq    mm2, MMWORD [wk(2)]     ; mm2=(G-Y)H
182         movq    mm4, MMWORD [wk(0)]     ; mm4=(B-Y)H
183         alignx  16,7
184
185 .Yloop_1st:
186         movq    mm7, MMWORD [esi]       ; mm7=Y(01234567)
187
188         pcmpeqw mm6,mm6
189         psrlw   mm6,BYTE_BIT            ; mm6={0xFF 0x00 0xFF 0x00 ..}
190         pand    mm6,mm7                 ; mm6=Y(0246)=YE
191         psrlw   mm7,BYTE_BIT            ; mm7=Y(1357)=YO
192
193         movq    mm1,mm0                 ; mm1=mm0=(R-Y)(L/H)
194         movq    mm3,mm2                 ; mm3=mm2=(G-Y)(L/H)
195         movq    mm5,mm4                 ; mm5=mm4=(B-Y)(L/H)
196
197         paddw     mm0,mm6               ; mm0=((R-Y)+YE)=RE=(R0 R2 R4 R6)
198         paddw     mm1,mm7               ; mm1=((R-Y)+YO)=RO=(R1 R3 R5 R7)
199         packuswb  mm0,mm0               ; mm0=(R0 R2 R4 R6 ** ** ** **)
200         packuswb  mm1,mm1               ; mm1=(R1 R3 R5 R7 ** ** ** **)
201
202         paddw     mm2,mm6               ; mm2=((G-Y)+YE)=GE=(G0 G2 G4 G6)
203         paddw     mm3,mm7               ; mm3=((G-Y)+YO)=GO=(G1 G3 G5 G7)
204         packuswb  mm2,mm2               ; mm2=(G0 G2 G4 G6 ** ** ** **)
205         packuswb  mm3,mm3               ; mm3=(G1 G3 G5 G7 ** ** ** **)
206
207         paddw     mm4,mm6               ; mm4=((B-Y)+YE)=BE=(B0 B2 B4 B6)
208         paddw     mm5,mm7               ; mm5=((B-Y)+YO)=BO=(B1 B3 B5 B7)
209         packuswb  mm4,mm4               ; mm4=(B0 B2 B4 B6 ** ** ** **)
210         packuswb  mm5,mm5               ; mm5=(B1 B3 B5 B7 ** ** ** **)
211
212 %if RGB_PIXELSIZE == 3 ; ---------------
213
214         ; mmA=(00 02 04 06 ** ** ** **), mmB=(01 03 05 07 ** ** ** **)
215         ; mmC=(10 12 14 16 ** ** ** **), mmD=(11 13 15 17 ** ** ** **)
216         ; mmE=(20 22 24 26 ** ** ** **), mmF=(21 23 25 27 ** ** ** **)
217         ; mmG=(** ** ** ** ** ** ** **), mmH=(** ** ** ** ** ** ** **)
218
219         punpcklbw mmA,mmC               ; mmA=(00 10 02 12 04 14 06 16)
220         punpcklbw mmE,mmB               ; mmE=(20 01 22 03 24 05 26 07)
221         punpcklbw mmD,mmF               ; mmD=(11 21 13 23 15 25 17 27)
222
223         movq      mmG,mmA
224         movq      mmH,mmA
225         punpcklwd mmA,mmE               ; mmA=(00 10 20 01 02 12 22 03)
226         punpckhwd mmG,mmE               ; mmG=(04 14 24 05 06 16 26 07)
227
228         psrlq     mmH,2*BYTE_BIT        ; mmH=(02 12 04 14 06 16 -- --)
229         psrlq     mmE,2*BYTE_BIT        ; mmE=(22 03 24 05 26 07 -- --)
230
231         movq      mmC,mmD
232         movq      mmB,mmD
233         punpcklwd mmD,mmH               ; mmD=(11 21 02 12 13 23 04 14)
234         punpckhwd mmC,mmH               ; mmC=(15 25 06 16 17 27 -- --)
235
236         psrlq     mmB,2*BYTE_BIT        ; mmB=(13 23 15 25 17 27 -- --)
237
238         movq      mmF,mmE
239         punpcklwd mmE,mmB               ; mmE=(22 03 13 23 24 05 15 25)
240         punpckhwd mmF,mmB               ; mmF=(26 07 17 27 -- -- -- --)
241
242         punpckldq mmA,mmD               ; mmA=(00 10 20 01 11 21 02 12)
243         punpckldq mmE,mmG               ; mmE=(22 03 13 23 04 14 24 05)
244         punpckldq mmC,mmF               ; mmC=(15 25 06 16 26 07 17 27)
245
246         cmp     ecx, byte SIZEOF_MMWORD
247         jb      short .column_st16
248
249         movq    MMWORD [edi+0*SIZEOF_MMWORD], mmA
250         movq    MMWORD [edi+1*SIZEOF_MMWORD], mmE
251         movq    MMWORD [edi+2*SIZEOF_MMWORD], mmC
252
253         sub     ecx, byte SIZEOF_MMWORD
254         jz      near .endcolumn
255
256         add     edi, byte RGB_PIXELSIZE*SIZEOF_MMWORD   ; outptr
257         add     esi, byte SIZEOF_MMWORD                 ; inptr0
258         dec     al                      ; Yctr
259         jnz     near .Yloop_2nd
260
261         add     ebx, byte SIZEOF_MMWORD                 ; inptr1
262         add     edx, byte SIZEOF_MMWORD                 ; inptr2
263         jmp     near .columnloop
264         alignx  16,7
265
266 .column_st16:
267         lea     ecx, [ecx+ecx*2]        ; imul ecx, RGB_PIXELSIZE
268         cmp     ecx, byte 2*SIZEOF_MMWORD
269         jb      short .column_st8
270         movq    MMWORD [edi+0*SIZEOF_MMWORD], mmA
271         movq    MMWORD [edi+1*SIZEOF_MMWORD], mmE
272         movq    mmA,mmC
273         sub     ecx, byte 2*SIZEOF_MMWORD
274         add     edi, byte 2*SIZEOF_MMWORD
275         jmp     short .column_st4
276 .column_st8:
277         cmp     ecx, byte SIZEOF_MMWORD
278         jb      short .column_st4
279         movq    MMWORD [edi+0*SIZEOF_MMWORD], mmA
280         movq    mmA,mmE
281         sub     ecx, byte SIZEOF_MMWORD
282         add     edi, byte SIZEOF_MMWORD
283 .column_st4:
284         movd    eax,mmA
285         cmp     ecx, byte SIZEOF_DWORD
286         jb      short .column_st2
287         mov     DWORD [edi+0*SIZEOF_DWORD], eax
288         psrlq   mmA,DWORD_BIT
289         movd    eax,mmA
290         sub     ecx, byte SIZEOF_DWORD
291         add     edi, byte SIZEOF_DWORD
292 .column_st2:
293         cmp     ecx, byte SIZEOF_WORD
294         jb      short .column_st1
295         mov     WORD [edi+0*SIZEOF_WORD], ax
296         shr     eax,WORD_BIT
297         sub     ecx, byte SIZEOF_WORD
298         add     edi, byte SIZEOF_WORD
299 .column_st1:
300         cmp     ecx, byte SIZEOF_BYTE
301         jb      short .endcolumn
302         mov     BYTE [edi+0*SIZEOF_BYTE], al
303
304 %else ; RGB_PIXELSIZE == 4 ; -----------
305
306 %ifdef RGBX_FILLER_0XFF
307         pcmpeqb   mm6,mm6               ; mm6=(X0 X2 X4 X6 ** ** ** **)
308         pcmpeqb   mm7,mm7               ; mm7=(X1 X3 X5 X7 ** ** ** **)
309 %else
310         pxor      mm6,mm6               ; mm6=(X0 X2 X4 X6 ** ** ** **)
311         pxor      mm7,mm7               ; mm7=(X1 X3 X5 X7 ** ** ** **)
312 %endif
313         ; mmA=(00 02 04 06 ** ** ** **), mmB=(01 03 05 07 ** ** ** **)
314         ; mmC=(10 12 14 16 ** ** ** **), mmD=(11 13 15 17 ** ** ** **)
315         ; mmE=(20 22 24 26 ** ** ** **), mmF=(21 23 25 27 ** ** ** **)
316         ; mmG=(30 32 34 36 ** ** ** **), mmH=(31 33 35 37 ** ** ** **)
317
318         punpcklbw mmA,mmC               ; mmA=(00 10 02 12 04 14 06 16)
319         punpcklbw mmE,mmG               ; mmE=(20 30 22 32 24 34 26 36)
320         punpcklbw mmB,mmD               ; mmB=(01 11 03 13 05 15 07 17)
321         punpcklbw mmF,mmH               ; mmF=(21 31 23 33 25 35 27 37)
322
323         movq      mmC,mmA
324         punpcklwd mmA,mmE               ; mmA=(00 10 20 30 02 12 22 32)
325         punpckhwd mmC,mmE               ; mmC=(04 14 24 34 06 16 26 36)
326         movq      mmG,mmB
327         punpcklwd mmB,mmF               ; mmB=(01 11 21 31 03 13 23 33)
328         punpckhwd mmG,mmF               ; mmG=(05 15 25 35 07 17 27 37)
329
330         movq      mmD,mmA
331         punpckldq mmA,mmB               ; mmA=(00 10 20 30 01 11 21 31)
332         punpckhdq mmD,mmB               ; mmD=(02 12 22 32 03 13 23 33)
333         movq      mmH,mmC
334         punpckldq mmC,mmG               ; mmC=(04 14 24 34 05 15 25 35)
335         punpckhdq mmH,mmG               ; mmH=(06 16 26 36 07 17 27 37)
336
337         cmp     ecx, byte SIZEOF_MMWORD
338         jb      short .column_st16
339
340         movq    MMWORD [edi+0*SIZEOF_MMWORD], mmA
341         movq    MMWORD [edi+1*SIZEOF_MMWORD], mmD
342         movq    MMWORD [edi+2*SIZEOF_MMWORD], mmC
343         movq    MMWORD [edi+3*SIZEOF_MMWORD], mmH
344
345         sub     ecx, byte SIZEOF_MMWORD
346         jz      short .endcolumn
347
348         add     edi, byte RGB_PIXELSIZE*SIZEOF_MMWORD   ; outptr
349         add     esi, byte SIZEOF_MMWORD                 ; inptr0
350         dec     al                      ; Yctr
351         jnz     near .Yloop_2nd
352
353         add     ebx, byte SIZEOF_MMWORD                 ; inptr1
354         add     edx, byte SIZEOF_MMWORD                 ; inptr2
355         jmp     near .columnloop
356         alignx  16,7
357
358 .column_st16:
359         cmp     ecx, byte SIZEOF_MMWORD/2
360         jb      short .column_st8
361         movq    MMWORD [edi+0*SIZEOF_MMWORD], mmA
362         movq    MMWORD [edi+1*SIZEOF_MMWORD], mmD
363         movq    mmA,mmC
364         movq    mmD,mmH
365         sub     ecx, byte SIZEOF_MMWORD/2
366         add     edi, byte 2*SIZEOF_MMWORD
367 .column_st8:
368         cmp     ecx, byte SIZEOF_MMWORD/4
369         jb      short .column_st4
370         movq    MMWORD [edi+0*SIZEOF_MMWORD], mmA
371         movq    mmA,mmD
372         sub     ecx, byte SIZEOF_MMWORD/4
373         add     edi, byte 1*SIZEOF_MMWORD
374 .column_st4:
375         cmp     ecx, byte SIZEOF_MMWORD/8
376         jb      short .endcolumn
377         movd    DWORD [edi+0*SIZEOF_DWORD], mmA
378
379 %endif ; RGB_PIXELSIZE ; ---------------
380
381 .endcolumn:
382         emms            ; empty MMX state
383
384 .return:
385         pop     edi
386         pop     esi
387 ;       pop     edx             ; need not be preserved
388 ;       pop     ecx             ; need not be preserved
389         pop     ebx
390         mov     esp,ebp         ; esp <- aligned ebp
391         pop     esp             ; esp <- original ebp
392         pop     ebp
393         ret
394
395 ; --------------------------------------------------------------------------
396 ;
397 ; Upsample and color convert for the case of 2:1 horizontal and 2:1 vertical.
398 ;
399 ; GLOBAL(void)
400 ; jsimd_h2v2_merged_upsample_mmx (JDIMENSION output_width,
401 ;                                 JSAMPIMAGE input_buf,
402 ;                                 JDIMENSION in_row_group_ctr,
403 ;                                 JSAMPARRAY output_buf);
404 ;
405
406 %define output_width(b) (b)+8                   ; JDIMENSION output_width
407 %define input_buf(b)            (b)+12          ; JSAMPIMAGE input_buf
408 %define in_row_group_ctr(b)     (b)+16          ; JDIMENSION in_row_group_ctr
409 %define output_buf(b)           (b)+20          ; JSAMPARRAY output_buf
410
411         align   16
412         global  EXTN(jsimd_h2v2_merged_upsample_mmx)
413
414 EXTN(jsimd_h2v2_merged_upsample_mmx):
415         push    ebp
416         mov     ebp,esp
417         push    ebx
418 ;       push    ecx             ; need not be preserved
419 ;       push    edx             ; need not be preserved
420         push    esi
421         push    edi
422
423         mov     eax, JDIMENSION [output_width(ebp)]
424
425         mov     edi, JSAMPIMAGE [input_buf(ebp)]
426         mov     ecx, JDIMENSION [in_row_group_ctr(ebp)]
427         mov     esi, JSAMPARRAY [edi+0*SIZEOF_JSAMPARRAY]
428         mov     ebx, JSAMPARRAY [edi+1*SIZEOF_JSAMPARRAY]
429         mov     edx, JSAMPARRAY [edi+2*SIZEOF_JSAMPARRAY]
430         mov     edi, JSAMPARRAY [output_buf(ebp)]
431         lea     esi, [esi+ecx*SIZEOF_JSAMPROW]
432
433         push    edx                     ; inptr2
434         push    ebx                     ; inptr1
435         push    esi                     ; inptr00
436         mov     ebx,esp
437
438         push    edi                     ; output_buf (outptr0)
439         push    ecx                     ; in_row_group_ctr
440         push    ebx                     ; input_buf
441         push    eax                     ; output_width
442
443         call    near EXTN(jsimd_h2v1_merged_upsample_mmx)
444
445         add     esi, byte SIZEOF_JSAMPROW       ; inptr01
446         add     edi, byte SIZEOF_JSAMPROW       ; outptr1
447         mov     POINTER [ebx+0*SIZEOF_POINTER], esi
448         mov     POINTER [ebx-1*SIZEOF_POINTER], edi
449
450         call    near EXTN(jsimd_h2v1_merged_upsample_mmx)
451
452         add     esp, byte 7*SIZEOF_DWORD
453
454         pop     edi
455         pop     esi
456 ;       pop     edx             ; need not be preserved
457 ;       pop     ecx             ; need not be preserved
458         pop     ebx
459         pop     ebp
460         ret
461
462 ; For some reason, the OS X linker does not honor the request to align the
463 ; segment unless we do this.
464         align   16