simd/powerpc/jdcolext-altivec.c

   1 /*
   2  * AltiVec optimizations for libjpeg-turbo
   3  *
   4  * Copyright (C) 2015, D. R. Commander.  All Rights Reserved.
   5  *
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  13  *
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  19  *    misrepresented as being the original software.
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  21  */
  22
  23 /* This file is included by jdcolor-altivec.c */
  24
  25
  26 void jsimd_ycc_rgb_convert_altivec(JDIMENSION out_width, JSAMPIMAGE input_buf,
  27                                    JDIMENSION input_row, JSAMPARRAY output_buf,
  28                                    int num_rows)
  29 {
  30   JSAMPROW outptr, inptr0, inptr1, inptr2;
  31   int pitch = out_width * RGB_PIXELSIZE, num_cols;
  32 #if __BIG_ENDIAN__
  33   int offset;
  34 #endif
  35   unsigned char __attribute__((aligned(16))) tmpbuf[RGB_PIXELSIZE * 16];
  36
  37   __vector unsigned char rgb0, rgb1, rgb2, rgbx0, rgbx1, rgbx2, rgbx3,
  38     y, cb, cr;
  39 #if __BIG_ENDIAN__
  40   __vector unsigned char edgel, edgeh, edges, out0, out1, out2, out3;
  41 #if RGB_PIXELSIZE == 4
  42   __vector unsigned char out4;
  43 #endif
  44 #endif
  45 #if RGB_PIXELSIZE == 4
  46   __vector unsigned char rgb3;
  47 #endif
  48   __vector short rg0, rg1, rg2, rg3, bx0, bx1, bx2, bx3, yl, yh, cbl, cbh,
  49     crl, crh, rl, rh, gl, gh, bl, bh, g0w, g1w, g2w, g3w;
  50   __vector int g0, g1, g2, g3;
  51
  52   /* Constants
  53    * NOTE: The >> 1 is to compensate for the fact that vec_madds() returns 17
  54    * high-order bits, not 16.
  55    */
  56   __vector short pw_f0402 = { __8X(F_0_402 >> 1) },
  57     pw_mf0228 = { __8X(-F_0_228 >> 1) },
  58     pw_mf0344_f0285 = { __4X2(-F_0_344, F_0_285) },
  59     pw_one = { __8X(1) }, pw_255 = { __8X(255) },
  60     pw_cj = { __8X(CENTERJSAMPLE) };
  61   __vector int pd_onehalf = { __4X(ONE_HALF) };
  62   __vector unsigned char pb_zero = { __16X(0) },
  63 #if __BIG_ENDIAN__
  64     shift_pack_index =
  65       {  0,  1,  4,  5,  8,  9, 12, 13, 16, 17, 20, 21, 24, 25, 28, 29 };
  66 #else
  67     shift_pack_index =
  68       {  2,  3,  6,  7, 10, 11, 14, 15, 18, 19, 22, 23, 26, 27, 30, 31 };
  69 #endif
  70
  71   while (--num_rows >= 0) {
  72     inptr0 = input_buf[0][input_row];
  73     inptr1 = input_buf[1][input_row];
  74     inptr2 = input_buf[2][input_row];
  75     input_row++;
  76     outptr = *output_buf++;
  77
  78     for (num_cols = pitch; num_cols > 0;
  79          num_cols -= RGB_PIXELSIZE * 16, outptr += RGB_PIXELSIZE * 16,
  80          inptr0 += 16, inptr1 += 16, inptr2 += 16) {
  81
  82       y = vec_ld(0, inptr0);
  83       /* NOTE: We have to use vec_merge*() here because vec_unpack*() doesn't
  84        * support unsigned vectors.
  85        */
  86       yl = (__vector signed short)VEC_UNPACKHU(y);
  87       yh = (__vector signed short)VEC_UNPACKLU(y);
  88
  89       cb = vec_ld(0, inptr1);
  90       cbl = (__vector signed short)VEC_UNPACKHU(cb);
  91       cbh = (__vector signed short)VEC_UNPACKLU(cb);
  92       cbl = vec_sub(cbl, pw_cj);
  93       cbh = vec_sub(cbh, pw_cj);
  94
  95       cr = vec_ld(0, inptr2);
  96       crl = (__vector signed short)VEC_UNPACKHU(cr);
  97       crh = (__vector signed short)VEC_UNPACKLU(cr);
  98       crl = vec_sub(crl, pw_cj);
  99       crh = vec_sub(crh, pw_cj);
 100
 101       /* (Original)
 102        * R = Y                + 1.40200 * Cr
 103        * G = Y - 0.34414 * Cb - 0.71414 * Cr
 104        * B = Y + 1.77200 * Cb
 105        *
 106        * (This implementation)
 107        * R = Y                + 0.40200 * Cr + Cr
 108        * G = Y - 0.34414 * Cb + 0.28586 * Cr - Cr
 109        * B = Y - 0.22800 * Cb + Cb + Cb
 110        */
 111       bl = vec_add(cbl, cbl);
 112       bh = vec_add(cbh, cbh);
 113       bl = vec_madds(bl, pw_mf0228, pw_one);
 114       bh = vec_madds(bh, pw_mf0228, pw_one);
 115       bl = vec_sra(bl, (__vector unsigned short)pw_one);
 116       bh = vec_sra(bh, (__vector unsigned short)pw_one);
 117       bl = vec_add(bl, cbl);
 118       bh = vec_add(bh, cbh);
 119       bl = vec_add(bl, cbl);
 120       bh = vec_add(bh, cbh);
 121       bl = vec_add(bl, yl);
 122       bh = vec_add(bh, yh);
 123
 124       rl = vec_add(crl, crl);
 125       rh = vec_add(crh, crh);
 126       rl = vec_madds(rl, pw_f0402, pw_one);
 127       rh = vec_madds(rh, pw_f0402, pw_one);
 128       rl = vec_sra(rl, (__vector unsigned short)pw_one);
 129       rh = vec_sra(rh, (__vector unsigned short)pw_one);
 130       rl = vec_add(rl, crl);
 131       rh = vec_add(rh, crh);
 132       rl = vec_add(rl, yl);
 133       rh = vec_add(rh, yh);
 134
 135       g0w = vec_mergeh(cbl, crl);
 136       g1w = vec_mergel(cbl, crl);
 137       g0 = vec_msums(g0w, pw_mf0344_f0285, pd_onehalf);
 138       g1 = vec_msums(g1w, pw_mf0344_f0285, pd_onehalf);
 139       g2w = vec_mergeh(cbh, crh);
 140       g3w = vec_mergel(cbh, crh);
 141       g2 = vec_msums(g2w, pw_mf0344_f0285, pd_onehalf);
 142       g3 = vec_msums(g3w, pw_mf0344_f0285, pd_onehalf);
 143       /* Clever way to avoid 4 shifts + 2 packs.  This packs the high word from
 144        * each dword into a new 16-bit vector, which is the equivalent of
 145        * descaling the 32-bit results (right-shifting by 16 bits) and then
 146        * packing them.
 147        */
 148       gl = vec_perm((__vector short)g0, (__vector short)g1, shift_pack_index);
 149       gh = vec_perm((__vector short)g2, (__vector short)g3, shift_pack_index);
 150       gl = vec_sub(gl, crl);
 151       gh = vec_sub(gh, crh);
 152       gl = vec_add(gl, yl);
 153       gh = vec_add(gh, yh);
 154
 155       rg0 = vec_mergeh(rl, gl);
 156       bx0 = vec_mergeh(bl, pw_255);
 157       rg1 = vec_mergel(rl, gl);
 158       bx1 = vec_mergel(bl, pw_255);
 159       rg2 = vec_mergeh(rh, gh);
 160       bx2 = vec_mergeh(bh, pw_255);
 161       rg3 = vec_mergel(rh, gh);
 162       bx3 = vec_mergel(bh, pw_255);
 163
 164       rgbx0 = vec_packsu(rg0, bx0);
 165       rgbx1 = vec_packsu(rg1, bx1);
 166       rgbx2 = vec_packsu(rg2, bx2);
 167       rgbx3 = vec_packsu(rg3, bx3);
 168
 169 #if RGB_PIXELSIZE == 3
 170       /* rgbx0 = R0 G0 R1 G1 R2 G2 R3 G3 B0 X0 B1 X1 B2 X2 B3 X3
 171        * rgbx1 = R4 G4 R5 G5 R6 G6 R7 G7 B4 X4 B5 X5 B6 X6 B7 X7
 172        * rgbx2 = R8 G8 R9 G9 Ra Ga Rb Gb B8 X8 B9 X9 Ba Xa Bb Xb
 173        * rgbx3 = Rc Gc Rd Gd Re Ge Rf Gf Bc Xc Bd Xd Be Xe Bf Xf
 174        *
 175        * rgb0 = R0 G0 B0 R1 G1 B1 R2 G2 B2 R3 G3 B3 R4 G4 B4 R5
 176        * rgb1 = G5 B5 R6 G6 B6 R7 G7 B7 R8 G8 B8 R9 G9 B9 Ra Ga
 177        * rgb2 = Ba Rb Gb Bb Rc Gc Bc Rd Gd Bd Re Ge Be Rf Gf Bf
 178        */
 179       rgb0 = vec_perm(rgbx0, rgbx1, (__vector unsigned char)RGB_INDEX0);
 180       rgb1 = vec_perm(rgbx1, rgbx2, (__vector unsigned char)RGB_INDEX1);
 181       rgb2 = vec_perm(rgbx2, rgbx3, (__vector unsigned char)RGB_INDEX2);
 182 #else
 183       /* rgbx0 = R0 G0 R1 G1 R2 G2 R3 G3 B0 X0 B1 X1 B2 X2 B3 X3
 184        * rgbx1 = R4 G4 R5 G5 R6 G6 R7 G7 B4 X4 B5 X5 B6 X6 B7 X7
 185        * rgbx2 = R8 G8 R9 G9 Ra Ga Rb Gb B8 X8 B9 X9 Ba Xa Bb Xb
 186        * rgbx3 = Rc Gc Rd Gd Re Ge Rf Gf Bc Xc Bd Xd Be Xe Bf Xf
 187        *
 188        * rgb0 = R0 G0 B0 X0 R1 G1 B1 X1 R2 G2 B2 X2 R3 G3 B3 X3
 189        * rgb1 = R4 G4 B4 X4 R5 G5 B5 X5 R6 G6 B6 X6 R7 G7 B7 X7
 190        * rgb2 = R8 G8 B8 X8 R9 G9 B9 X9 Ra Ga Ba Xa Rb Gb Bb Xb
 191        * rgb3 = Rc Gc Bc Xc Rd Gd Bd Xd Re Ge Be Xe Rf Gf Bf Xf
 192        */
 193       rgb0 = vec_perm(rgbx0, rgbx0, (__vector unsigned char)RGB_INDEX);
 194       rgb1 = vec_perm(rgbx1, rgbx1, (__vector unsigned char)RGB_INDEX);
 195       rgb2 = vec_perm(rgbx2, rgbx2, (__vector unsigned char)RGB_INDEX);
 196       rgb3 = vec_perm(rgbx3, rgbx3, (__vector unsigned char)RGB_INDEX);
 197 #endif
 198
 199 #if __BIG_ENDIAN__
 200       offset = (size_t)outptr & 15;
 201       if (offset) {
 202         __vector unsigned char unaligned_shift_index;
 203         int bytes = num_cols + offset;
 204
 205         if (bytes < (RGB_PIXELSIZE + 1) * 16 && (bytes & 15)) {
 206           /* Slow path to prevent buffer overwrite.  Since there is no way to
 207            * write a partial AltiVec register, overwrite would occur on the
 208            * last chunk of the last image row if the right edge is not on a
 209            * 16-byte boundary.  It could also occur on other rows if the bytes
 210            * per row is low enough.  Since we can't determine whether we're on
 211            * the last image row, we have to assume every row is the last.
 212            */
 213           vec_st(rgb0, 0, tmpbuf);
 214           vec_st(rgb1, 16, tmpbuf);
 215           vec_st(rgb2, 32, tmpbuf);
 216 #if RGB_PIXELSIZE == 4
 217           vec_st(rgb3, 48, tmpbuf);
 218 #endif
 219           memcpy(outptr, tmpbuf, min(num_cols, RGB_PIXELSIZE * 16));
 220         } else {
 221           /* Fast path */
 222           unaligned_shift_index = vec_lvsl(0, outptr);
 223           edgel = vec_ld(0, outptr);
 224           edgeh = vec_ld(min(num_cols - 1, RGB_PIXELSIZE * 16), outptr);
 225           edges = vec_perm(edgeh, edgel, unaligned_shift_index);
 226           unaligned_shift_index = vec_lvsr(0, outptr);
 227           out0 = vec_perm(edges, rgb0, unaligned_shift_index);
 228           out1 = vec_perm(rgb0, rgb1, unaligned_shift_index);
 229           out2 = vec_perm(rgb1, rgb2, unaligned_shift_index);
 230 #if RGB_PIXELSIZE == 4
 231           out3 = vec_perm(rgb2, rgb3, unaligned_shift_index);
 232           out4 = vec_perm(rgb3, edges, unaligned_shift_index);
 233 #else
 234           out3 = vec_perm(rgb2, edges, unaligned_shift_index);
 235 #endif
 236           vec_st(out0, 0, outptr);
 237           if (bytes > 16)
 238             vec_st(out1, 16, outptr);
 239           if (bytes > 32)
 240             vec_st(out2, 32, outptr);
 241           if (bytes > 48)
 242             vec_st(out3, 48, outptr);
 243 #if RGB_PIXELSIZE == 4
 244           if (bytes > 64)
 245             vec_st(out4, 64, outptr);
 246 #endif
 247         }
 248       } else {
 249 #endif /* __BIG_ENDIAN__ */
 250         if (num_cols < RGB_PIXELSIZE * 16 && (num_cols & 15)) {
 251           /* Slow path */
 252           VEC_ST(rgb0, 0, tmpbuf);
 253           VEC_ST(rgb1, 16, tmpbuf);
 254           VEC_ST(rgb2, 32, tmpbuf);
 255 #if RGB_PIXELSIZE == 4
 256           VEC_ST(rgb3, 48, tmpbuf);
 257 #endif
 258           memcpy(outptr, tmpbuf, min(num_cols, RGB_PIXELSIZE * 16));
 259         } else {
 260           /* Fast path */
 261           VEC_ST(rgb0, 0, outptr);
 262           if (num_cols > 16)
 263             VEC_ST(rgb1, 16, outptr);
 264           if (num_cols > 32)
 265             VEC_ST(rgb2, 32, outptr);
 266 #if RGB_PIXELSIZE == 4
 267           if (num_cols > 48)
 268             VEC_ST(rgb3, 48, outptr);
 269 #endif
 270         }
 271 #if __BIG_ENDIAN__
 272       }
 273 #endif
 274     }
 275   }
 276 }