src/pulsecore/svolume_mmx.c

   1 /***
   2   This file is part of PulseAudio.
   3
   4   Copyright 2004-2006 Lennart Poettering
   5   Copyright 2009 Wim Taymans <wim.taymans@collabora.co.uk>
   6
   7   PulseAudio is free software; you can redistribute it and/or modify
   8   it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published
   9   by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License,
  10   or (at your option) any later version.
  11
  12   PulseAudio is distributed in the hope that it will be useful, but
  13   WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
  15   General Public License for more details.
  16
  17   You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
  18   along with PulseAudio; if not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  19 ***/
  20
  21 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  22 #include <config.h>
  23 #endif
  24
  25 #include <pulse/rtclock.h>
  26
  27 #include <pulsecore/random.h>
  28 #include <pulsecore/macro.h>
  29 #include <pulsecore/endianmacros.h>
  30
  31 #include "cpu-x86.h"
  32
  33 #include "sample-util.h"
  34
  35 #if (!defined(__APPLE__) && !defined(__FreeBSD__) && !defined(__FreeBSD_kernel__) && defined (__i386__)) || defined (__amd64__)
  36 /* in s: 2 int16_t samples
  37  * in v: 2 int32_t volumes, fixed point 16:16
  38  * out s: contains scaled and clamped int16_t samples.
  39  *
  40  * We calculate the high 32 bits of a 32x16 multiply which we then
  41  * clamp to 16 bits. The calculation is:
  42  *
  43  *  vl = (v & 0xffff)
  44  *  vh = (v >> 16)
  45  *  s = ((s * vl) >> 16) + (s * vh);
  46  *
  47  * For the first multiply we have to do a sign correction as we need to
  48  * multiply a signed int with an unsigned int. Hacker's delight 8-3 gives a
  49  * simple formula to correct the sign of the high word after the signed
  50  * multiply.
  51  */
  52 #define VOLUME_32x16(s,v)                  /* .. |   vh  |   vl  | */                   \
  53       " pxor  %%mm4, %%mm4           \n\t" /* .. |    0  |    0  | */                   \
  54       " punpcklwd %%mm4, "#s"        \n\t" /* .. |    0  |   p0  | */                   \
  55       " pcmpgtw "#v", %%mm4          \n\t" /* .. |    0  | s(vl) | */                   \
  56       " pand "#s", %%mm4             \n\t" /* .. |    0  |  (p0) |  (vl >> 15) & p */   \
  57       " movq "#s", %%mm5             \n\t"                                              \
  58       " pmulhw "#v", "#s"            \n\t" /* .. |    0  | vl*p0 | */                   \
  59       " paddw %%mm4, "#s"            \n\t" /* .. |    0  | vl*p0 | + sign correct */    \
  60       " pslld $16, "#s"              \n\t" /* .. | vl*p0 |   0   | */                   \
  61       " psrld $16, "#v"              \n\t" /* .. |    0  |   vh  | */                   \
  62       " psrad $16, "#s"              \n\t" /* .. |     vl*p0     | sign extend */       \
  63       " pmaddwd %%mm5, "#v"          \n\t" /* .. |    p0 * vh    | */                   \
  64       " paddd "#s", "#v"             \n\t" /* .. |    p0 * v0    | */                   \
  65       " packssdw "#v", "#v"          \n\t" /* .. | p1*v1 | p0*v0 | */
  66
  67 /* approximately advances %3 = (%3 + a) % b. This function requires that
  68  * a <= b. */
  69 #define MOD_ADD(a,b) \
  70       " add "#a", %3                 \n\t" \
  71       " mov %3, %4                   \n\t" \
  72       " sub "#b", %4                 \n\t" \
  73       " cmovae %4, %3                \n\t"
  74
  75 /* swap 16 bits */
  76 #define SWAP_16(s) \
  77       " movq "#s", %%mm4             \n\t" /* .. |  h  l |  */ \
  78       " psrlw $8, %%mm4              \n\t" /* .. |  0  h |  */ \
  79       " psllw $8, "#s"               \n\t" /* .. |  l  0 |  */ \
  80       " por %%mm4, "#s"              \n\t" /* .. |  l  h |  */
  81
  82 /* swap 2 registers 16 bits for better pairing */
  83 #define SWAP_16_2(s1,s2) \
  84       " movq "#s1", %%mm4            \n\t" /* .. |  h  l |  */ \
  85       " movq "#s2", %%mm5            \n\t"                     \
  86       " psrlw $8, %%mm4              \n\t" /* .. |  0  h |  */ \
  87       " psrlw $8, %%mm5              \n\t"                     \
  88       " psllw $8, "#s1"              \n\t" /* .. |  l  0 |  */ \
  89       " psllw $8, "#s2"              \n\t"                     \
  90       " por %%mm4, "#s1"             \n\t" /* .. |  l  h |  */ \
  91       " por %%mm5, "#s2"             \n\t"
  92
  93 static void pa_volume_s16ne_mmx(int16_t *samples, const int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length) {
  94     pa_reg_x86 channel, temp;
  95
  96     /* Channels must be at least 4, and always a multiple of the original number.
  97      * This is also the max amount we overread the volume array, which should
  98      * have enough padding. */
  99     channels = channels == 3 ? 6 : PA_MAX (4U, channels);
 100
 101     __asm__ __volatile__ (
 102         " xor %3, %3                    \n\t"
 103         " sar $1, %2                    \n\t" /* length /= sizeof (int16_t) */
 104
 105         " test $1, %2                   \n\t" /* check for odd samples */
 106         " je 2f                         \n\t"
 107
 108         " movd (%q1, %3, 4), %%mm0      \n\t" /* |  v0h  |  v0l  | */
 109         " movw (%0), %w4                \n\t" /*     ..  |  p0   | */
 110         " movd %4, %%mm1                \n\t"
 111         VOLUME_32x16 (%%mm1, %%mm0)
 112         " movd %%mm0, %4                \n\t" /*     ..  | p0*v0 | */
 113         " movw %w4, (%0)                \n\t"
 114         " add $2, %0                    \n\t"
 115         MOD_ADD ($1, %5)
 116
 117         "2:                             \n\t"
 118         " sar $1, %2                    \n\t" /* prepare for processing 2 samples at a time */
 119         " test $1, %2                   \n\t" /* check for odd samples */
 120         " je 4f                         \n\t"
 121
 122         "3:                             \n\t" /* do samples in groups of 2 */
 123         " movq (%q1, %3, 4), %%mm0      \n\t" /* |  v1h  |  v1l  |  v0h  |  v0l  | */
 124         " movd (%0), %%mm1              \n\t" /*              .. |   p1  |  p0   | */
 125         VOLUME_32x16 (%%mm1, %%mm0)
 126         " movd %%mm0, (%0)              \n\t" /*              .. | p1*v1 | p0*v0 | */
 127         " add $4, %0                    \n\t"
 128         MOD_ADD ($2, %5)
 129
 130         "4:                             \n\t"
 131         " sar $1, %2                    \n\t" /* prepare for processing 4 samples at a time */
 132         " cmp $0, %2                    \n\t"
 133         " je 6f                         \n\t"
 134
 135         "5:                             \n\t" /* do samples in groups of 4 */
 136         " movq (%q1, %3, 4), %%mm0      \n\t" /* |  v1h  |  v1l  |  v0h  |  v0l  | */
 137         " movq 8(%q1, %3, 4), %%mm2     \n\t" /* |  v3h  |  v3l  |  v2h  |  v2l  | */
 138         " movd (%0), %%mm1              \n\t" /*              .. |   p1  |  p0   | */
 139         " movd 4(%0), %%mm3             \n\t" /*              .. |   p3  |  p2   | */
 140         VOLUME_32x16 (%%mm1, %%mm0)
 141         VOLUME_32x16 (%%mm3, %%mm2)
 142         " movd %%mm0, (%0)              \n\t" /*              .. | p1*v1 | p0*v0 | */
 143         " movd %%mm2, 4(%0)             \n\t" /*              .. | p3*v3 | p2*v2 | */
 144         " add $8, %0                    \n\t"
 145         MOD_ADD ($4, %5)
 146         " dec %2                        \n\t"
 147         " jne 5b                        \n\t"
 148
 149         "6:                             \n\t"
 150         " emms                          \n\t"
 151
 152         : "+r" (samples), "+r" (volumes), "+r" (length), "=&D" (channel), "=&r" (temp)
 153 #if defined (__i386__)
 154         : "m" (channels)
 155 #else
 156         : "r" ((pa_reg_x86)channels)
 157 #endif
 158         : "cc"
 159     );
 160 }
 161
 162 static void pa_volume_s16re_mmx(int16_t *samples, const int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length) {
 163     pa_reg_x86 channel, temp;
 164
 165     /* Channels must be at least 4, and always a multiple of the original number.
 166      * This is also the max amount we overread the volume array, which should
 167      * have enough padding. */
 168     channels = channels == 3 ? 6 : PA_MAX (4U, channels);
 169
 170     __asm__ __volatile__ (
 171         " xor %3, %3                    \n\t"
 172         " sar $1, %2                    \n\t" /* length /= sizeof (int16_t) */
 173         " pcmpeqw %%mm6, %%mm6          \n\t" /* .. |  ffff |  ffff | */
 174         " pcmpeqw %%mm7, %%mm7          \n\t" /* .. |  ffff |  ffff | */
 175         " pslld  $16, %%mm6             \n\t" /* .. |  ffff |     0 | */
 176         " psrld  $31, %%mm7             \n\t" /* .. |     0 |     1 | */
 177
 178         " test $1, %2                   \n\t" /* check for odd samples */
 179         " je 2f                         \n\t"
 180
 181         " movd (%q1, %3, 4), %%mm0      \n\t" /* |  v0h  |  v0l  | */
 182         " movw (%0), %w4                \n\t" /*     ..  |  p0   | */
 183         " rorw $8, %w4                  \n\t"
 184         " movd %4, %%mm1                \n\t"
 185         VOLUME_32x16 (%%mm1, %%mm0)
 186         " movd %%mm0, %4                \n\t" /*     ..  | p0*v0 | */
 187         " rorw $8, %w4                  \n\t"
 188         " movw %w4, (%0)                \n\t"
 189         " add $2, %0                    \n\t"
 190         MOD_ADD ($1, %5)
 191
 192         "2:                             \n\t"
 193         " sar $1, %2                    \n\t" /* prepare for processing 2 samples at a time */
 194         " test $1, %2                   \n\t" /* check for odd samples */
 195         " je 4f                         \n\t"
 196
 197         "3:                             \n\t" /* do samples in groups of 2 */
 198         " movq (%q1, %3, 4), %%mm0      \n\t" /* |  v1h  |  v1l  |  v0h  |  v0l  | */
 199         " movd (%0), %%mm1              \n\t" /*              .. |   p1  |  p0   | */
 200         SWAP_16 (%%mm1)
 201         VOLUME_32x16 (%%mm1, %%mm0)
 202         SWAP_16 (%%mm0)
 203         " movd %%mm0, (%0)              \n\t" /*              .. | p1*v1 | p0*v0 | */
 204         " add $4, %0                    \n\t"
 205         MOD_ADD ($2, %5)
 206
 207         "4:                             \n\t"
 208         " sar $1, %2                    \n\t" /* prepare for processing 4 samples at a time */
 209         " cmp $0, %2                    \n\t"
 210         " je 6f                         \n\t"
 211
 212         "5:                             \n\t" /* do samples in groups of 4 */
 213         " movq (%q1, %3, 4), %%mm0      \n\t" /* |  v1h  |  v1l  |  v0h  |  v0l  | */
 214         " movq 8(%q1, %3, 4), %%mm2     \n\t" /* |  v3h  |  v3l  |  v2h  |  v2l  | */
 215         " movd (%0), %%mm1              \n\t" /*              .. |   p1  |  p0   | */
 216         " movd 4(%0), %%mm3             \n\t" /*              .. |   p3  |  p2   | */
 217         SWAP_16_2 (%%mm1, %%mm3)
 218         VOLUME_32x16 (%%mm1, %%mm0)
 219         VOLUME_32x16 (%%mm3, %%mm2)
 220         SWAP_16_2 (%%mm0, %%mm2)
 221         " movd %%mm0, (%0)              \n\t" /*              .. | p1*v1 | p0*v0 | */
 222         " movd %%mm2, 4(%0)             \n\t" /*              .. | p3*v3 | p2*v2 | */
 223         " add $8, %0                    \n\t"
 224         MOD_ADD ($4, %5)
 225         " dec %2                        \n\t"
 226         " jne 5b                        \n\t"
 227
 228         "6:                             \n\t"
 229         " emms                          \n\t"
 230
 231         : "+r" (samples), "+r" (volumes), "+r" (length), "=&D" (channel), "=&r" (temp)
 232 #if defined (__i386__)
 233         : "m" (channels)
 234 #else
 235         : "r" ((pa_reg_x86)channels)
 236 #endif
 237         : "cc"
 238     );
 239 }
 240
 241 #endif /* (!defined(__APPLE__) && !defined(__FreeBSD__) && !defined(__FreeBSD_kernel__) && defined (__i386__)) || defined (__amd64__) */
 242
 243 void pa_volume_func_init_mmx(pa_cpu_x86_flag_t flags) {
 244 #if (!defined(__APPLE__) && !defined(__FreeBSD__) && !defined(__FreeBSD_kernel__) && defined (__i386__)) || defined (__amd64__)
 245     if ((flags & PA_CPU_X86_MMX) && (flags & PA_CPU_X86_CMOV)) {
 246         pa_log_info("Initialising MMX optimized volume functions.");
 247
 248         pa_set_volume_func(PA_SAMPLE_S16NE, (pa_do_volume_func_t) pa_volume_s16ne_mmx);
 249         pa_set_volume_func(PA_SAMPLE_S16RE, (pa_do_volume_func_t) pa_volume_s16re_mmx);
 250     }
 251 #endif /* (!defined(__APPLE__) && !defined(__FreeBSD__) && !defined(__FreeBSD_kernel__) && defined (__i386__)) || defined (__amd64__) */
 252 }