src/gui/painting/qdrawingprimitive_sse2_p.h

   1 /****************************************************************************
   2 **
   3 ** Copyright (C) 2012 Nokia Corporation and/or its subsidiary(-ies).
   4 ** Contact: http://www.qt-project.org/
   5 **
   6 ** This file is part of the QtGui module of the Qt Toolkit.
   7 **
   8 ** $QT_BEGIN_LICENSE:LGPL$
   9 ** GNU Lesser General Public License Usage
  10 ** This file may be used under the terms of the GNU Lesser General Public
  11 ** License version 2.1 as published by the Free Software Foundation and
  12 ** appearing in the file LICENSE.LGPL included in the packaging of this
  13 ** file. Please review the following information to ensure the GNU Lesser
  14 ** General Public License version 2.1 requirements will be met:
  15 ** http://www.gnu.org/licenses/old-licenses/lgpl-2.1.html.
  16 **
  17 ** In addition, as a special exception, Nokia gives you certain additional
  18 ** rights. These rights are described in the Nokia Qt LGPL Exception
  19 ** version 1.1, included in the file LGPL_EXCEPTION.txt in this package.
  20 **
  21 ** GNU General Public License Usage
  22 ** Alternatively, this file may be used under the terms of the GNU General
  23 ** Public License version 3.0 as published by the Free Software Foundation
  24 ** and appearing in the file LICENSE.GPL included in the packaging of this
  25 ** file. Please review the following information to ensure the GNU General
  26 ** Public License version 3.0 requirements will be met:
  27 ** http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html.
  28 **
  29 ** Other Usage
  30 ** Alternatively, this file may be used in accordance with the terms and
  31 ** conditions contained in a signed written agreement between you and Nokia.
  32 **
  33 **
  34 **
  35 **
  36 **
  37 **
  38 ** $QT_END_LICENSE$
  39 **
  40 ****************************************************************************/
  41
  42 #ifndef QDRAWINGPRIMITIVE_SSE2_P_H
  43 #define QDRAWINGPRIMITIVE_SSE2_P_H
  44
  45 #include <private/qsimd_p.h>
  46
  47 #ifdef QT_COMPILER_SUPPORTS_SSE2
  48
  49 //
  50 //  W A R N I N G
  51 //  -------------
  52 //
  53 // This file is not part of the Qt API.  It exists purely as an
  54 // implementation detail.  This header file may change from version to
  55 // version without notice, or even be removed.
  56 //
  57 // We mean it.
  58 //
  59
  60 QT_BEGIN_NAMESPACE
  61
  62 /*
  63  * Multiply the components of pixelVector by alphaChannel
  64  * Each 32bits components of alphaChannel must be in the form 0x00AA00AA
  65  * colorMask must have 0x00ff00ff on each 32 bits component
  66  * half must have the value 128 (0x80) for each 32 bits compnent
  67  */
  68 #define BYTE_MUL_SSE2(result, pixelVector, alphaChannel, colorMask, half) \
  69 { \
  70     /* 1. separate the colors in 2 vectors so each color is on 16 bits \
  71        (in order to be multiplied by the alpha \
  72        each 32 bit of dstVectorAG are in the form 0x00AA00GG \
  73        each 32 bit of dstVectorRB are in the form 0x00RR00BB */\
  74     __m128i pixelVectorAG = _mm_srli_epi16(pixelVector, 8); \
  75     __m128i pixelVectorRB = _mm_and_si128(pixelVector, colorMask); \
  76  \
  77     /* 2. multiply the vectors by the alpha channel */\
  78     pixelVectorAG = _mm_mullo_epi16(pixelVectorAG, alphaChannel); \
  79     pixelVectorRB = _mm_mullo_epi16(pixelVectorRB, alphaChannel); \
  80  \
  81     /* 3. divide by 255, that's the tricky part. \
  82        we do it like for BYTE_MUL(), with bit shift: X/255 ~= (X + X/256 + rounding)/256 */ \
  83     /** so first (X + X/256 + rounding) */\
  84     pixelVectorRB = _mm_add_epi16(pixelVectorRB, _mm_srli_epi16(pixelVectorRB, 8)); \
  85     pixelVectorRB = _mm_add_epi16(pixelVectorRB, half); \
  86     pixelVectorAG = _mm_add_epi16(pixelVectorAG, _mm_srli_epi16(pixelVectorAG, 8)); \
  87     pixelVectorAG = _mm_add_epi16(pixelVectorAG, half); \
  88  \
  89     /** second divide by 256 */\
  90     pixelVectorRB = _mm_srli_epi16(pixelVectorRB, 8); \
  91     /** for AG, we could >> 8 to divide followed by << 8 to put the \
  92         bytes in the correct position. By masking instead, we execute \
  93         only one instruction */\
  94     pixelVectorAG = _mm_andnot_si128(colorMask, pixelVectorAG); \
  95  \
  96     /* 4. combine the 2 pairs of colors */ \
  97     result = _mm_or_si128(pixelVectorAG, pixelVectorRB); \
  98 }
  99
 100 /*
 101  * Each 32bits components of alphaChannel must be in the form 0x00AA00AA
 102  * oneMinusAlphaChannel must be 255 - alpha for each 32 bits component
 103  * colorMask must have 0x00ff00ff on each 32 bits component
 104  * half must have the value 128 (0x80) for each 32 bits compnent
 105  */
 106 #define INTERPOLATE_PIXEL_255_SSE2(result, srcVector, dstVector, alphaChannel, oneMinusAlphaChannel, colorMask, half) { \
 107     /* interpolate AG */\
 108     __m128i srcVectorAG = _mm_srli_epi16(srcVector, 8); \
 109     __m128i dstVectorAG = _mm_srli_epi16(dstVector, 8); \
 110     __m128i srcVectorAGalpha = _mm_mullo_epi16(srcVectorAG, alphaChannel); \
 111     __m128i dstVectorAGoneMinusAlphalpha = _mm_mullo_epi16(dstVectorAG, oneMinusAlphaChannel); \
 112     __m128i finalAG = _mm_add_epi16(srcVectorAGalpha, dstVectorAGoneMinusAlphalpha); \
 113     finalAG = _mm_add_epi16(finalAG, _mm_srli_epi16(finalAG, 8)); \
 114     finalAG = _mm_add_epi16(finalAG, half); \
 115     finalAG = _mm_andnot_si128(colorMask, finalAG); \
 116  \
 117     /* interpolate RB */\
 118     __m128i srcVectorRB = _mm_and_si128(srcVector, colorMask); \
 119     __m128i dstVectorRB = _mm_and_si128(dstVector, colorMask); \
 120     __m128i srcVectorRBalpha = _mm_mullo_epi16(srcVectorRB, alphaChannel); \
 121     __m128i dstVectorRBoneMinusAlphalpha = _mm_mullo_epi16(dstVectorRB, oneMinusAlphaChannel); \
 122     __m128i finalRB = _mm_add_epi16(srcVectorRBalpha, dstVectorRBoneMinusAlphalpha); \
 123     finalRB = _mm_add_epi16(finalRB, _mm_srli_epi16(finalRB, 8)); \
 124     finalRB = _mm_add_epi16(finalRB, half); \
 125     finalRB = _mm_srli_epi16(finalRB, 8); \
 126  \
 127     /* combine */\
 128     result = _mm_or_si128(finalAG, finalRB); \
 129 }
 130
 131 // same as BLEND_SOURCE_OVER_ARGB32_SSE2, but for one vector srcVector
 132 #define BLEND_SOURCE_OVER_ARGB32_SSE2_helper(dst, srcVector, nullVector, half, one, colorMask, alphaMask) { \
 133         const __m128i srcVectorAlpha = _mm_and_si128(srcVector, alphaMask); \
 134         if (_mm_movemask_epi8(_mm_cmpeq_epi32(srcVectorAlpha, alphaMask)) == 0xffff) { \
 135             /* all opaque */ \
 136             _mm_store_si128((__m128i *)&dst[x], srcVector); \
 137         } else if (_mm_movemask_epi8(_mm_cmpeq_epi32(srcVectorAlpha, nullVector)) != 0xffff) { \
 138             /* not fully transparent */ \
 139             /* extract the alpha channel on 2 x 16 bits */ \
 140             /* so we have room for the multiplication */ \
 141             /* each 32 bits will be in the form 0x00AA00AA */ \
 142             /* with A being the 1 - alpha */ \
 143             __m128i alphaChannel = _mm_srli_epi32(srcVector, 24); \
 144             alphaChannel = _mm_or_si128(alphaChannel, _mm_slli_epi32(alphaChannel, 16)); \
 145             alphaChannel = _mm_sub_epi16(one, alphaChannel); \
 146  \
 147             const __m128i dstVector = _mm_load_si128((__m128i *)&dst[x]); \
 148             __m128i destMultipliedByOneMinusAlpha; \
 149             BYTE_MUL_SSE2(destMultipliedByOneMinusAlpha, dstVector, alphaChannel, colorMask, half); \
 150  \
 151             /* result = s + d * (1-alpha) */\
 152             const __m128i result = _mm_add_epi8(srcVector, destMultipliedByOneMinusAlpha); \
 153             _mm_store_si128((__m128i *)&dst[x], result); \
 154         } \
 155     }
 156
 157
 158 // Basically blend src over dst with the const alpha defined as constAlphaVector.
 159 // nullVector, half, one, colorMask are constant across the whole image/texture, and should be defined as:
 160 //const __m128i nullVector = _mm_set1_epi32(0);
 161 //const __m128i half = _mm_set1_epi16(0x80);
 162 //const __m128i one = _mm_set1_epi16(0xff);
 163 //const __m128i colorMask = _mm_set1_epi32(0x00ff00ff);
 164 //const __m128i alphaMask = _mm_set1_epi32(0xff000000);
 165 //
 166 // The computation being done is:
 167 // result = s + d * (1-alpha)
 168 // with shortcuts if fully opaque or fully transparent.
 169 #define BLEND_SOURCE_OVER_ARGB32_SSE2(dst, src, length, nullVector, half, one, colorMask, alphaMask) { \
 170     int x = 0; \
 171 \
 172     /* First, get dst aligned. */ \
 173     ALIGNMENT_PROLOGUE_16BYTES(dst, x, length) { \
 174         uint s = src[x]; \
 175         if (s >= 0xff000000) \
 176             dst[x] = s; \
 177         else if (s != 0) \
 178             dst[x] = s + BYTE_MUL(dst[x], qAlpha(~s)); \
 179     } \
 180 \
 181     for (; x < length-3; x += 4) { \
 182         const __m128i srcVector = _mm_loadu_si128((__m128i *)&src[x]); \
 183         BLEND_SOURCE_OVER_ARGB32_SSE2_helper(dst, srcVector, nullVector, half, one, colorMask, alphaMask) \
 184     } \
 185     for (; x < length; ++x) { \
 186         uint s = src[x]; \
 187         if (s >= 0xff000000) \
 188             dst[x] = s; \
 189         else if (s != 0) \
 190             dst[x] = s + BYTE_MUL(dst[x], qAlpha(~s)); \
 191     } \
 192 }
 193
 194 // Basically blend src over dst with the const alpha defined as constAlphaVector.
 195 // nullVector, half, one, colorMask are constant across the whole image/texture, and should be defined as:
 196 //const __m128i nullVector = _mm_set1_epi32(0);
 197 //const __m128i half = _mm_set1_epi16(0x80);
 198 //const __m128i one = _mm_set1_epi16(0xff);
 199 //const __m128i colorMask = _mm_set1_epi32(0x00ff00ff);
 200 //
 201 // The computation being done is:
 202 // dest = (s + d * sia) * ca + d * cia
 203 //      = s * ca + d * (sia * ca + cia)
 204 //      = s * ca + d * (1 - sa*ca)
 205 #define BLEND_SOURCE_OVER_ARGB32_WITH_CONST_ALPHA_SSE2(dst, src, length, nullVector, half, one, colorMask, constAlphaVector) \
 206 { \
 207     int x = 0; \
 208 \
 209     ALIGNMENT_PROLOGUE_16BYTES(dst, x, length) { \
 210         quint32 s = src[x]; \
 211         if (s != 0) { \
 212             s = BYTE_MUL(s, const_alpha); \
 213             dst[x] = s + BYTE_MUL(dst[x], qAlpha(~s)); \
 214         } \
 215     } \
 216 \
 217     for (; x < length-3; x += 4) { \
 218         __m128i srcVector = _mm_loadu_si128((__m128i *)&src[x]); \
 219         if (_mm_movemask_epi8(_mm_cmpeq_epi32(srcVector, nullVector)) != 0xffff) { \
 220             BYTE_MUL_SSE2(srcVector, srcVector, constAlphaVector, colorMask, half); \
 221 \
 222             __m128i alphaChannel = _mm_srli_epi32(srcVector, 24); \
 223             alphaChannel = _mm_or_si128(alphaChannel, _mm_slli_epi32(alphaChannel, 16)); \
 224             alphaChannel = _mm_sub_epi16(one, alphaChannel); \
 225  \
 226             const __m128i dstVector = _mm_load_si128((__m128i *)&dst[x]); \
 227             __m128i destMultipliedByOneMinusAlpha; \
 228             BYTE_MUL_SSE2(destMultipliedByOneMinusAlpha, dstVector, alphaChannel, colorMask, half); \
 229  \
 230             const __m128i result = _mm_add_epi8(srcVector, destMultipliedByOneMinusAlpha); \
 231             _mm_store_si128((__m128i *)&dst[x], result); \
 232         } \
 233     } \
 234     for (; x < length; ++x) { \
 235         quint32 s = src[x]; \
 236         if (s != 0) { \
 237             s = BYTE_MUL(s, const_alpha); \
 238             dst[x] = s + BYTE_MUL(dst[x], qAlpha(~s)); \
 239         } \
 240     } \
 241 }
 242
 243 QT_END_NAMESPACE
 244
 245 #endif // QT_COMPILER_SUPPORTS_SSE2
 246
 247 #endif // QDRAWINGPRIMITIVE_SSE2_P_H