simd/jfmmxfst.asm

   1 ;
   2 ; jfmmxfst.asm - fast integer FDCT (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 ; This file contains a fast, not so accurate integer implementation of
  18 ; the forward DCT (Discrete Cosine Transform). The following code is
  19 ; based directly on the IJG's original jfdctfst.c; see the jfdctfst.c
  20 ; for more details.
  21 ;
  22 ; [TAB8]
  23
  24 %include "jsimdext.inc"
  25 %include "jdct.inc"
  26
  27 ; --------------------------------------------------------------------------
  28
  29 %define CONST_BITS      8       ; 14 is also OK.
  30
  31 %if CONST_BITS == 8
  32 F_0_382 equ      98             ; FIX(0.382683433)
  33 F_0_541 equ     139             ; FIX(0.541196100)
  34 F_0_707 equ     181             ; FIX(0.707106781)
  35 F_1_306 equ     334             ; FIX(1.306562965)
  36 %else
  37 ; NASM cannot do compile-time arithmetic on floating-point constants.
  38 %define DESCALE(x,n)  (((x)+(1<<((n)-1)))>>(n))
  39 F_0_382 equ     DESCALE( 410903207,30-CONST_BITS)       ; FIX(0.382683433)
  40 F_0_541 equ     DESCALE( 581104887,30-CONST_BITS)       ; FIX(0.541196100)
  41 F_0_707 equ     DESCALE( 759250124,30-CONST_BITS)       ; FIX(0.707106781)
  42 F_1_306 equ     DESCALE(1402911301,30-CONST_BITS)       ; FIX(1.306562965)
  43 %endif
  44
  45 ; --------------------------------------------------------------------------
  46         SECTION SEG_CONST
  47
  48 ; PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS <= 2 (to avoid overflow)
  49 ; CONST_BITS + CONST_SHIFT + PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS == 16 (for pmulhw)
  50
  51 %define PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS   2
  52 %define CONST_SHIFT     (16 - PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS - CONST_BITS)
  53
  54         alignz  16
  55         global  EXTN(jconst_fdct_ifast_mmx)
  56
  57 EXTN(jconst_fdct_ifast_mmx):
  58
  59 PW_F0707        times 4 dw  F_0_707 << CONST_SHIFT
  60 PW_F0382        times 4 dw  F_0_382 << CONST_SHIFT
  61 PW_F0541        times 4 dw  F_0_541 << CONST_SHIFT
  62 PW_F1306        times 4 dw  F_1_306 << CONST_SHIFT
  63
  64         alignz  16
  65
  66 ; --------------------------------------------------------------------------
  67         SECTION SEG_TEXT
  68         BITS    32
  69 ;
  70 ; Perform the forward DCT on one block of samples.
  71 ;
  72 ; GLOBAL(void)
  73 ; jsimd_fdct_ifast_mmx (DCTELEM * data)
  74 ;
  75
  76 %define data(b)         (b)+8           ; DCTELEM * data
  77
  78 %define original_ebp    ebp+0
  79 %define wk(i)           ebp-(WK_NUM-(i))*SIZEOF_MMWORD  ; mmword wk[WK_NUM]
  80 %define WK_NUM          2
  81
  82         align   16
  83         global  EXTN(jsimd_fdct_ifast_mmx)
  84
  85 EXTN(jsimd_fdct_ifast_mmx):
  86         push    ebp
  87         mov     eax,esp                         ; eax = original ebp
  88         sub     esp, byte 4
  89         and     esp, byte (-SIZEOF_MMWORD)      ; align to 64 bits
  90         mov     [esp],eax
  91         mov     ebp,esp                         ; ebp = aligned ebp
  92         lea     esp, [wk(0)]
  93         pushpic ebx
  94 ;       push    ecx             ; need not be preserved
  95 ;       push    edx             ; need not be preserved
  96 ;       push    esi             ; unused
  97 ;       push    edi             ; unused
  98
  99         get_GOT ebx             ; get GOT address
 100
 101         ; ---- Pass 1: process rows.
 102
 103         mov     edx, POINTER [data(eax)]        ; (DCTELEM *)
 104         mov     ecx, DCTSIZE/4
 105         alignx  16,7
 106 .rowloop:
 107
 108         movq    mm0, MMWORD [MMBLOCK(2,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 109         movq    mm1, MMWORD [MMBLOCK(3,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 110         movq    mm2, MMWORD [MMBLOCK(2,1,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 111         movq    mm3, MMWORD [MMBLOCK(3,1,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 112
 113         ; mm0=(20 21 22 23), mm2=(24 25 26 27)
 114         ; mm1=(30 31 32 33), mm3=(34 35 36 37)
 115
 116         movq      mm4,mm0               ; transpose coefficients(phase 1)
 117         punpcklwd mm0,mm1               ; mm0=(20 30 21 31)
 118         punpckhwd mm4,mm1               ; mm4=(22 32 23 33)
 119         movq      mm5,mm2               ; transpose coefficients(phase 1)
 120         punpcklwd mm2,mm3               ; mm2=(24 34 25 35)
 121         punpckhwd mm5,mm3               ; mm5=(26 36 27 37)
 122
 123         movq    mm6, MMWORD [MMBLOCK(0,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 124         movq    mm7, MMWORD [MMBLOCK(1,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 125         movq    mm1, MMWORD [MMBLOCK(0,1,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 126         movq    mm3, MMWORD [MMBLOCK(1,1,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 127
 128         ; mm6=(00 01 02 03), mm1=(04 05 06 07)
 129         ; mm7=(10 11 12 13), mm3=(14 15 16 17)
 130
 131         movq    MMWORD [wk(0)], mm4     ; wk(0)=(22 32 23 33)
 132         movq    MMWORD [wk(1)], mm2     ; wk(1)=(24 34 25 35)
 133
 134         movq      mm4,mm6               ; transpose coefficients(phase 1)
 135         punpcklwd mm6,mm7               ; mm6=(00 10 01 11)
 136         punpckhwd mm4,mm7               ; mm4=(02 12 03 13)
 137         movq      mm2,mm1               ; transpose coefficients(phase 1)
 138         punpcklwd mm1,mm3               ; mm1=(04 14 05 15)
 139         punpckhwd mm2,mm3               ; mm2=(06 16 07 17)
 140
 141         movq      mm7,mm6               ; transpose coefficients(phase 2)
 142         punpckldq mm6,mm0               ; mm6=(00 10 20 30)=data0
 143         punpckhdq mm7,mm0               ; mm7=(01 11 21 31)=data1
 144         movq      mm3,mm2               ; transpose coefficients(phase 2)
 145         punpckldq mm2,mm5               ; mm2=(06 16 26 36)=data6
 146         punpckhdq mm3,mm5               ; mm3=(07 17 27 37)=data7
 147
 148         movq    mm0,mm7
 149         movq    mm5,mm6
 150         psubw   mm7,mm2                 ; mm7=data1-data6=tmp6
 151         psubw   mm6,mm3                 ; mm6=data0-data7=tmp7
 152         paddw   mm0,mm2                 ; mm0=data1+data6=tmp1
 153         paddw   mm5,mm3                 ; mm5=data0+data7=tmp0
 154
 155         movq    mm2, MMWORD [wk(0)]     ; mm2=(22 32 23 33)
 156         movq    mm3, MMWORD [wk(1)]     ; mm3=(24 34 25 35)
 157         movq    MMWORD [wk(0)], mm7     ; wk(0)=tmp6
 158         movq    MMWORD [wk(1)], mm6     ; wk(1)=tmp7
 159
 160         movq      mm7,mm4               ; transpose coefficients(phase 2)
 161         punpckldq mm4,mm2               ; mm4=(02 12 22 32)=data2
 162         punpckhdq mm7,mm2               ; mm7=(03 13 23 33)=data3
 163         movq      mm6,mm1               ; transpose coefficients(phase 2)
 164         punpckldq mm1,mm3               ; mm1=(04 14 24 34)=data4
 165         punpckhdq mm6,mm3               ; mm6=(05 15 25 35)=data5
 166
 167         movq    mm2,mm7
 168         movq    mm3,mm4
 169         paddw   mm7,mm1                 ; mm7=data3+data4=tmp3
 170         paddw   mm4,mm6                 ; mm4=data2+data5=tmp2
 171         psubw   mm2,mm1                 ; mm2=data3-data4=tmp4
 172         psubw   mm3,mm6                 ; mm3=data2-data5=tmp5
 173
 174         ; -- Even part
 175
 176         movq    mm1,mm5
 177         movq    mm6,mm0
 178         psubw   mm5,mm7                 ; mm5=tmp13
 179         psubw   mm0,mm4                 ; mm0=tmp12
 180         paddw   mm1,mm7                 ; mm1=tmp10
 181         paddw   mm6,mm4                 ; mm6=tmp11
 182
 183         paddw   mm0,mm5
 184         psllw   mm0,PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS
 185         pmulhw  mm0,[GOTOFF(ebx,PW_F0707)] ; mm0=z1
 186
 187         movq    mm7,mm1
 188         movq    mm4,mm5
 189         psubw   mm1,mm6                 ; mm1=data4
 190         psubw   mm5,mm0                 ; mm5=data6
 191         paddw   mm7,mm6                 ; mm7=data0
 192         paddw   mm4,mm0                 ; mm4=data2
 193
 194         movq    MMWORD [MMBLOCK(0,1,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm1
 195         movq    MMWORD [MMBLOCK(2,1,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm5
 196         movq    MMWORD [MMBLOCK(0,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm7
 197         movq    MMWORD [MMBLOCK(2,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm4
 198
 199         ; -- Odd part
 200
 201         movq    mm6, MMWORD [wk(0)]     ; mm6=tmp6
 202         movq    mm0, MMWORD [wk(1)]     ; mm0=tmp7
 203
 204         paddw   mm2,mm3                 ; mm2=tmp10
 205         paddw   mm3,mm6                 ; mm3=tmp11
 206         paddw   mm6,mm0                 ; mm6=tmp12, mm0=tmp7
 207
 208         psllw   mm2,PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS
 209         psllw   mm6,PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS
 210
 211         psllw   mm3,PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS
 212         pmulhw  mm3,[GOTOFF(ebx,PW_F0707)] ; mm3=z3
 213
 214         movq    mm1,mm2                 ; mm1=tmp10
 215         psubw   mm2,mm6
 216         pmulhw  mm2,[GOTOFF(ebx,PW_F0382)] ; mm2=z5
 217         pmulhw  mm1,[GOTOFF(ebx,PW_F0541)] ; mm1=MULTIPLY(tmp10,FIX_0_54119610)
 218         pmulhw  mm6,[GOTOFF(ebx,PW_F1306)] ; mm6=MULTIPLY(tmp12,FIX_1_30656296)
 219         paddw   mm1,mm2                 ; mm1=z2
 220         paddw   mm6,mm2                 ; mm6=z4
 221
 222         movq    mm5,mm0
 223         psubw   mm0,mm3                 ; mm0=z13
 224         paddw   mm5,mm3                 ; mm5=z11
 225
 226         movq    mm7,mm0
 227         movq    mm4,mm5
 228         psubw   mm0,mm1                 ; mm0=data3
 229         psubw   mm5,mm6                 ; mm5=data7
 230         paddw   mm7,mm1                 ; mm7=data5
 231         paddw   mm4,mm6                 ; mm4=data1
 232
 233         movq    MMWORD [MMBLOCK(3,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm0
 234         movq    MMWORD [MMBLOCK(3,1,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm5
 235         movq    MMWORD [MMBLOCK(1,1,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm7
 236         movq    MMWORD [MMBLOCK(1,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm4
 237
 238         add     edx, byte 4*DCTSIZE*SIZEOF_DCTELEM
 239         dec     ecx
 240         jnz     near .rowloop
 241
 242         ; ---- Pass 2: process columns.
 243
 244         mov     edx, POINTER [data(eax)]        ; (DCTELEM *)
 245         mov     ecx, DCTSIZE/4
 246         alignx  16,7
 247 .columnloop:
 248
 249         movq    mm0, MMWORD [MMBLOCK(2,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 250         movq    mm1, MMWORD [MMBLOCK(3,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 251         movq    mm2, MMWORD [MMBLOCK(6,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 252         movq    mm3, MMWORD [MMBLOCK(7,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 253
 254         ; mm0=(02 12 22 32), mm2=(42 52 62 72)
 255         ; mm1=(03 13 23 33), mm3=(43 53 63 73)
 256
 257         movq      mm4,mm0               ; transpose coefficients(phase 1)
 258         punpcklwd mm0,mm1               ; mm0=(02 03 12 13)
 259         punpckhwd mm4,mm1               ; mm4=(22 23 32 33)
 260         movq      mm5,mm2               ; transpose coefficients(phase 1)
 261         punpcklwd mm2,mm3               ; mm2=(42 43 52 53)
 262         punpckhwd mm5,mm3               ; mm5=(62 63 72 73)
 263
 264         movq    mm6, MMWORD [MMBLOCK(0,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 265         movq    mm7, MMWORD [MMBLOCK(1,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 266         movq    mm1, MMWORD [MMBLOCK(4,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 267         movq    mm3, MMWORD [MMBLOCK(5,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)]
 268
 269         ; mm6=(00 10 20 30), mm1=(40 50 60 70)
 270         ; mm7=(01 11 21 31), mm3=(41 51 61 71)
 271
 272         movq    MMWORD [wk(0)], mm4     ; wk(0)=(22 23 32 33)
 273         movq    MMWORD [wk(1)], mm2     ; wk(1)=(42 43 52 53)
 274
 275         movq      mm4,mm6               ; transpose coefficients(phase 1)
 276         punpcklwd mm6,mm7               ; mm6=(00 01 10 11)
 277         punpckhwd mm4,mm7               ; mm4=(20 21 30 31)
 278         movq      mm2,mm1               ; transpose coefficients(phase 1)
 279         punpcklwd mm1,mm3               ; mm1=(40 41 50 51)
 280         punpckhwd mm2,mm3               ; mm2=(60 61 70 71)
 281
 282         movq      mm7,mm6               ; transpose coefficients(phase 2)
 283         punpckldq mm6,mm0               ; mm6=(00 01 02 03)=data0
 284         punpckhdq mm7,mm0               ; mm7=(10 11 12 13)=data1
 285         movq      mm3,mm2               ; transpose coefficients(phase 2)
 286         punpckldq mm2,mm5               ; mm2=(60 61 62 63)=data6
 287         punpckhdq mm3,mm5               ; mm3=(70 71 72 73)=data7
 288
 289         movq    mm0,mm7
 290         movq    mm5,mm6
 291         psubw   mm7,mm2                 ; mm7=data1-data6=tmp6
 292         psubw   mm6,mm3                 ; mm6=data0-data7=tmp7
 293         paddw   mm0,mm2                 ; mm0=data1+data6=tmp1
 294         paddw   mm5,mm3                 ; mm5=data0+data7=tmp0
 295
 296         movq    mm2, MMWORD [wk(0)]     ; mm2=(22 23 32 33)
 297         movq    mm3, MMWORD [wk(1)]     ; mm3=(42 43 52 53)
 298         movq    MMWORD [wk(0)], mm7     ; wk(0)=tmp6
 299         movq    MMWORD [wk(1)], mm6     ; wk(1)=tmp7
 300
 301         movq      mm7,mm4               ; transpose coefficients(phase 2)
 302         punpckldq mm4,mm2               ; mm4=(20 21 22 23)=data2
 303         punpckhdq mm7,mm2               ; mm7=(30 31 32 33)=data3
 304         movq      mm6,mm1               ; transpose coefficients(phase 2)
 305         punpckldq mm1,mm3               ; mm1=(40 41 42 43)=data4
 306         punpckhdq mm6,mm3               ; mm6=(50 51 52 53)=data5
 307
 308         movq    mm2,mm7
 309         movq    mm3,mm4
 310         paddw   mm7,mm1                 ; mm7=data3+data4=tmp3
 311         paddw   mm4,mm6                 ; mm4=data2+data5=tmp2
 312         psubw   mm2,mm1                 ; mm2=data3-data4=tmp4
 313         psubw   mm3,mm6                 ; mm3=data2-data5=tmp5
 314
 315         ; -- Even part
 316
 317         movq    mm1,mm5
 318         movq    mm6,mm0
 319         psubw   mm5,mm7                 ; mm5=tmp13
 320         psubw   mm0,mm4                 ; mm0=tmp12
 321         paddw   mm1,mm7                 ; mm1=tmp10
 322         paddw   mm6,mm4                 ; mm6=tmp11
 323
 324         paddw   mm0,mm5
 325         psllw   mm0,PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS
 326         pmulhw  mm0,[GOTOFF(ebx,PW_F0707)] ; mm0=z1
 327
 328         movq    mm7,mm1
 329         movq    mm4,mm5
 330         psubw   mm1,mm6                 ; mm1=data4
 331         psubw   mm5,mm0                 ; mm5=data6
 332         paddw   mm7,mm6                 ; mm7=data0
 333         paddw   mm4,mm0                 ; mm4=data2
 334
 335         movq    MMWORD [MMBLOCK(4,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm1
 336         movq    MMWORD [MMBLOCK(6,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm5
 337         movq    MMWORD [MMBLOCK(0,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm7
 338         movq    MMWORD [MMBLOCK(2,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm4
 339
 340         ; -- Odd part
 341
 342         movq    mm6, MMWORD [wk(0)]     ; mm6=tmp6
 343         movq    mm0, MMWORD [wk(1)]     ; mm0=tmp7
 344
 345         paddw   mm2,mm3                 ; mm2=tmp10
 346         paddw   mm3,mm6                 ; mm3=tmp11
 347         paddw   mm6,mm0                 ; mm6=tmp12, mm0=tmp7
 348
 349         psllw   mm2,PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS
 350         psllw   mm6,PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS
 351
 352         psllw   mm3,PRE_MULTIPLY_SCALE_BITS
 353         pmulhw  mm3,[GOTOFF(ebx,PW_F0707)] ; mm3=z3
 354
 355         movq    mm1,mm2                 ; mm1=tmp10
 356         psubw   mm2,mm6
 357         pmulhw  mm2,[GOTOFF(ebx,PW_F0382)] ; mm2=z5
 358         pmulhw  mm1,[GOTOFF(ebx,PW_F0541)] ; mm1=MULTIPLY(tmp10,FIX_0_54119610)
 359         pmulhw  mm6,[GOTOFF(ebx,PW_F1306)] ; mm6=MULTIPLY(tmp12,FIX_1_30656296)
 360         paddw   mm1,mm2                 ; mm1=z2
 361         paddw   mm6,mm2                 ; mm6=z4
 362
 363         movq    mm5,mm0
 364         psubw   mm0,mm3                 ; mm0=z13
 365         paddw   mm5,mm3                 ; mm5=z11
 366
 367         movq    mm7,mm0
 368         movq    mm4,mm5
 369         psubw   mm0,mm1                 ; mm0=data3
 370         psubw   mm5,mm6                 ; mm5=data7
 371         paddw   mm7,mm1                 ; mm7=data5
 372         paddw   mm4,mm6                 ; mm4=data1
 373
 374         movq    MMWORD [MMBLOCK(3,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm0
 375         movq    MMWORD [MMBLOCK(7,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm5
 376         movq    MMWORD [MMBLOCK(5,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm7
 377         movq    MMWORD [MMBLOCK(1,0,edx,SIZEOF_DCTELEM)], mm4
 378
 379         add     edx, byte 4*SIZEOF_DCTELEM
 380         dec     ecx
 381         jnz     near .columnloop
 382
 383         emms            ; empty MMX state
 384
 385 ;       pop     edi             ; unused
 386 ;       pop     esi             ; unused
 387 ;       pop     edx             ; need not be preserved
 388 ;       pop     ecx             ; need not be preserved
 389         poppic  ebx
 390         mov     esp,ebp         ; esp <- aligned ebp
 391         pop     esp             ; esp <- original ebp
 392         pop     ebp
 393         ret
 394
 395 ; For some reason, the OS X linker does not honor the request to align the
 396 ; segment unless we do this.
 397         align   16