simd/jcgryss2.asm

   1 ;
   2 ; jcgryss2.asm - grayscale colorspace conversion (SSE2)
   3 ;
   4 ; x86 SIMD extension for IJG JPEG library
   5 ; Copyright (C) 1999-2006, MIYASAKA Masaru.
   6 ; Copyright (C) 2011, D. R. Commander.
   7 ; For conditions of distribution and use, see copyright notice in jsimdext.inc
   8 ;
   9 ; This file should be assembled with NASM (Netwide Assembler),
  10 ; can *not* be assembled with Microsoft's MASM or any compatible
  11 ; assembler (including Borland's Turbo Assembler).
  12 ; NASM is available from http://nasm.sourceforge.net/ or
  13 ; http://sourceforge.net/project/showfiles.php?group_id=6208
  14 ;
  15 ; [TAB8]
  16
  17 %include "jcolsamp.inc"
  18
  19 ; --------------------------------------------------------------------------
  20 ;
  21 ; Convert some rows of samples to the output colorspace.
  22 ;
  23 ; GLOBAL(void)
  24 ; jsimd_rgb_gray_convert_sse2 (JDIMENSION img_width,
  25 ;                              JSAMPARRAY input_buf, JSAMPIMAGE output_buf,
  26 ;                              JDIMENSION output_row, int num_rows);
  27 ;
  28
  29 %define img_width(b)    (b)+8                   ; JDIMENSION img_width
  30 %define input_buf(b)    (b)+12          ; JSAMPARRAY input_buf
  31 %define output_buf(b)   (b)+16          ; JSAMPIMAGE output_buf
  32 %define output_row(b)   (b)+20          ; JDIMENSION output_row
  33 %define num_rows(b)     (b)+24          ; int num_rows
  34
  35 %define original_ebp    ebp+0
  36 %define wk(i)           ebp-(WK_NUM-(i))*SIZEOF_XMMWORD ; xmmword wk[WK_NUM]
  37 %define WK_NUM          2
  38 %define gotptr          wk(0)-SIZEOF_POINTER    ; void * gotptr
  39
  40         align   16
  41
  42         global  EXTN(jsimd_rgb_gray_convert_sse2)
  43
  44 EXTN(jsimd_rgb_gray_convert_sse2):
  45         push    ebp
  46         mov     eax,esp                         ; eax = original ebp
  47         sub     esp, byte 4
  48         and     esp, byte (-SIZEOF_XMMWORD)     ; align to 128 bits
  49         mov     [esp],eax
  50         mov     ebp,esp                         ; ebp = aligned ebp
  51         lea     esp, [wk(0)]
  52         pushpic eax             ; make a room for GOT address
  53         push    ebx
  54 ;       push    ecx             ; need not be preserved
  55 ;       push    edx             ; need not be preserved
  56         push    esi
  57         push    edi
  58
  59         get_GOT ebx                     ; get GOT address
  60         movpic  POINTER [gotptr], ebx   ; save GOT address
  61
  62         mov     ecx, JDIMENSION [img_width(eax)]
  63         test    ecx,ecx
  64         jz      near .return
  65
  66         push    ecx
  67
  68         mov     esi, JSAMPIMAGE [output_buf(eax)]
  69         mov     ecx, JDIMENSION [output_row(eax)]
  70         mov     edi, JSAMPARRAY [esi+0*SIZEOF_JSAMPARRAY]
  71         lea     edi, [edi+ecx*SIZEOF_JSAMPROW]
  72
  73         pop     ecx
  74
  75         mov     esi, JSAMPARRAY [input_buf(eax)]
  76         mov     eax, INT [num_rows(eax)]
  77         test    eax,eax
  78         jle     near .return
  79         alignx  16,7
  80 .rowloop:
  81         pushpic eax
  82         push    edi
  83         push    esi
  84         push    ecx                     ; col
  85
  86         mov     esi, JSAMPROW [esi]     ; inptr
  87         mov     edi, JSAMPROW [edi]     ; outptr0
  88         movpic  eax, POINTER [gotptr]   ; load GOT address (eax)
  89
  90         cmp     ecx, byte SIZEOF_XMMWORD
  91         jae     near .columnloop
  92         alignx  16,7
  93
  94 %if RGB_PIXELSIZE == 3 ; ---------------
  95
  96 .column_ld1:
  97         push    eax
  98         push    edx
  99         lea     ecx,[ecx+ecx*2]         ; imul ecx,RGB_PIXELSIZE
 100         test    cl, SIZEOF_BYTE
 101         jz      short .column_ld2
 102         sub     ecx, byte SIZEOF_BYTE
 103         movzx   eax, BYTE [esi+ecx]
 104 .column_ld2:
 105         test    cl, SIZEOF_WORD
 106         jz      short .column_ld4
 107         sub     ecx, byte SIZEOF_WORD
 108         movzx   edx, WORD [esi+ecx]
 109         shl     eax, WORD_BIT
 110         or      eax,edx
 111 .column_ld4:
 112         movd    xmmA,eax
 113         pop     edx
 114         pop     eax
 115         test    cl, SIZEOF_DWORD
 116         jz      short .column_ld8
 117         sub     ecx, byte SIZEOF_DWORD
 118         movd    xmmF, XMM_DWORD [esi+ecx]
 119         pslldq  xmmA, SIZEOF_DWORD
 120         por     xmmA,xmmF
 121 .column_ld8:
 122         test    cl, SIZEOF_MMWORD
 123         jz      short .column_ld16
 124         sub     ecx, byte SIZEOF_MMWORD
 125         movq    xmmB, XMM_MMWORD [esi+ecx]
 126         pslldq  xmmA, SIZEOF_MMWORD
 127         por     xmmA,xmmB
 128 .column_ld16:
 129         test    cl, SIZEOF_XMMWORD
 130         jz      short .column_ld32
 131         movdqa  xmmF,xmmA
 132         movdqu  xmmA, XMMWORD [esi+0*SIZEOF_XMMWORD]
 133         mov     ecx, SIZEOF_XMMWORD
 134         jmp     short .rgb_gray_cnv
 135 .column_ld32:
 136         test    cl, 2*SIZEOF_XMMWORD
 137         mov     ecx, SIZEOF_XMMWORD
 138         jz      short .rgb_gray_cnv
 139         movdqa  xmmB,xmmA
 140         movdqu  xmmA, XMMWORD [esi+0*SIZEOF_XMMWORD]
 141         movdqu  xmmF, XMMWORD [esi+1*SIZEOF_XMMWORD]
 142         jmp     short .rgb_gray_cnv
 143         alignx  16,7
 144
 145 .columnloop:
 146         movdqu  xmmA, XMMWORD [esi+0*SIZEOF_XMMWORD]
 147         movdqu  xmmF, XMMWORD [esi+1*SIZEOF_XMMWORD]
 148         movdqu  xmmB, XMMWORD [esi+2*SIZEOF_XMMWORD]
 149
 150 .rgb_gray_cnv:
 151         ; xmmA=(00 10 20 01 11 21 02 12 22 03 13 23 04 14 24 05)
 152         ; xmmF=(15 25 06 16 26 07 17 27 08 18 28 09 19 29 0A 1A)
 153         ; xmmB=(2A 0B 1B 2B 0C 1C 2C 0D 1D 2D 0E 1E 2E 0F 1F 2F)
 154
 155         movdqa    xmmG,xmmA
 156         pslldq    xmmA,8        ; xmmA=(-- -- -- -- -- -- -- -- 00 10 20 01 11 21 02 12)
 157         psrldq    xmmG,8        ; xmmG=(22 03 13 23 04 14 24 05 -- -- -- -- -- -- -- --)
 158
 159         punpckhbw xmmA,xmmF     ; xmmA=(00 08 10 18 20 28 01 09 11 19 21 29 02 0A 12 1A)
 160         pslldq    xmmF,8        ; xmmF=(-- -- -- -- -- -- -- -- 15 25 06 16 26 07 17 27)
 161
 162         punpcklbw xmmG,xmmB     ; xmmG=(22 2A 03 0B 13 1B 23 2B 04 0C 14 1C 24 2C 05 0D)
 163         punpckhbw xmmF,xmmB     ; xmmF=(15 1D 25 2D 06 0E 16 1E 26 2E 07 0F 17 1F 27 2F)
 164
 165         movdqa    xmmD,xmmA
 166         pslldq    xmmA,8        ; xmmA=(-- -- -- -- -- -- -- -- 00 08 10 18 20 28 01 09)
 167         psrldq    xmmD,8        ; xmmD=(11 19 21 29 02 0A 12 1A -- -- -- -- -- -- -- --)
 168
 169         punpckhbw xmmA,xmmG     ; xmmA=(00 04 08 0C 10 14 18 1C 20 24 28 2C 01 05 09 0D)
 170         pslldq    xmmG,8        ; xmmG=(-- -- -- -- -- -- -- -- 22 2A 03 0B 13 1B 23 2B)
 171
 172         punpcklbw xmmD,xmmF     ; xmmD=(11 15 19 1D 21 25 29 2D 02 06 0A 0E 12 16 1A 1E)
 173         punpckhbw xmmG,xmmF     ; xmmG=(22 26 2A 2E 03 07 0B 0F 13 17 1B 1F 23 27 2B 2F)
 174
 175         movdqa    xmmE,xmmA
 176         pslldq    xmmA,8        ; xmmA=(-- -- -- -- -- -- -- -- 00 04 08 0C 10 14 18 1C)
 177         psrldq    xmmE,8        ; xmmE=(20 24 28 2C 01 05 09 0D -- -- -- -- -- -- -- --)
 178
 179         punpckhbw xmmA,xmmD     ; xmmA=(00 02 04 06 08 0A 0C 0E 10 12 14 16 18 1A 1C 1E)
 180         pslldq    xmmD,8        ; xmmD=(-- -- -- -- -- -- -- -- 11 15 19 1D 21 25 29 2D)
 181
 182         punpcklbw xmmE,xmmG     ; xmmE=(20 22 24 26 28 2A 2C 2E 01 03 05 07 09 0B 0D 0F)
 183         punpckhbw xmmD,xmmG     ; xmmD=(11 13 15 17 19 1B 1D 1F 21 23 25 27 29 2B 2D 2F)
 184
 185         pxor      xmmH,xmmH
 186
 187         movdqa    xmmC,xmmA
 188         punpcklbw xmmA,xmmH     ; xmmA=(00 02 04 06 08 0A 0C 0E)
 189         punpckhbw xmmC,xmmH     ; xmmC=(10 12 14 16 18 1A 1C 1E)
 190
 191         movdqa    xmmB,xmmE
 192         punpcklbw xmmE,xmmH     ; xmmE=(20 22 24 26 28 2A 2C 2E)
 193         punpckhbw xmmB,xmmH     ; xmmB=(01 03 05 07 09 0B 0D 0F)
 194
 195         movdqa    xmmF,xmmD
 196         punpcklbw xmmD,xmmH     ; xmmD=(11 13 15 17 19 1B 1D 1F)
 197         punpckhbw xmmF,xmmH     ; xmmF=(21 23 25 27 29 2B 2D 2F)
 198
 199 %else ; RGB_PIXELSIZE == 4 ; -----------
 200
 201 .column_ld1:
 202         test    cl, SIZEOF_XMMWORD/16
 203         jz      short .column_ld2
 204         sub     ecx, byte SIZEOF_XMMWORD/16
 205         movd    xmmA, XMM_DWORD [esi+ecx*RGB_PIXELSIZE]
 206 .column_ld2:
 207         test    cl, SIZEOF_XMMWORD/8
 208         jz      short .column_ld4
 209         sub     ecx, byte SIZEOF_XMMWORD/8
 210         movq    xmmE, XMM_MMWORD [esi+ecx*RGB_PIXELSIZE]
 211         pslldq  xmmA, SIZEOF_MMWORD
 212         por     xmmA,xmmE
 213 .column_ld4:
 214         test    cl, SIZEOF_XMMWORD/4
 215         jz      short .column_ld8
 216         sub     ecx, byte SIZEOF_XMMWORD/4
 217         movdqa  xmmE,xmmA
 218         movdqu  xmmA, XMMWORD [esi+ecx*RGB_PIXELSIZE]
 219 .column_ld8:
 220         test    cl, SIZEOF_XMMWORD/2
 221         mov     ecx, SIZEOF_XMMWORD
 222         jz      short .rgb_gray_cnv
 223         movdqa  xmmF,xmmA
 224         movdqa  xmmH,xmmE
 225         movdqu  xmmA, XMMWORD [esi+0*SIZEOF_XMMWORD]
 226         movdqu  xmmE, XMMWORD [esi+1*SIZEOF_XMMWORD]
 227         jmp     short .rgb_gray_cnv
 228         alignx  16,7
 229
 230 .columnloop:
 231         movdqu  xmmA, XMMWORD [esi+0*SIZEOF_XMMWORD]
 232         movdqu  xmmE, XMMWORD [esi+1*SIZEOF_XMMWORD]
 233         movdqu  xmmF, XMMWORD [esi+2*SIZEOF_XMMWORD]
 234         movdqu  xmmH, XMMWORD [esi+3*SIZEOF_XMMWORD]
 235
 236 .rgb_gray_cnv:
 237         ; xmmA=(00 10 20 30 01 11 21 31 02 12 22 32 03 13 23 33)
 238         ; xmmE=(04 14 24 34 05 15 25 35 06 16 26 36 07 17 27 37)
 239         ; xmmF=(08 18 28 38 09 19 29 39 0A 1A 2A 3A 0B 1B 2B 3B)
 240         ; xmmH=(0C 1C 2C 3C 0D 1D 2D 3D 0E 1E 2E 3E 0F 1F 2F 3F)
 241
 242         movdqa    xmmD,xmmA
 243         punpcklbw xmmA,xmmE     ; xmmA=(00 04 10 14 20 24 30 34 01 05 11 15 21 25 31 35)
 244         punpckhbw xmmD,xmmE     ; xmmD=(02 06 12 16 22 26 32 36 03 07 13 17 23 27 33 37)
 245
 246         movdqa    xmmC,xmmF
 247         punpcklbw xmmF,xmmH     ; xmmF=(08 0C 18 1C 28 2C 38 3C 09 0D 19 1D 29 2D 39 3D)
 248         punpckhbw xmmC,xmmH     ; xmmC=(0A 0E 1A 1E 2A 2E 3A 3E 0B 0F 1B 1F 2B 2F 3B 3F)
 249
 250         movdqa    xmmB,xmmA
 251         punpcklwd xmmA,xmmF     ; xmmA=(00 04 08 0C 10 14 18 1C 20 24 28 2C 30 34 38 3C)
 252         punpckhwd xmmB,xmmF     ; xmmB=(01 05 09 0D 11 15 19 1D 21 25 29 2D 31 35 39 3D)
 253
 254         movdqa    xmmG,xmmD
 255         punpcklwd xmmD,xmmC     ; xmmD=(02 06 0A 0E 12 16 1A 1E 22 26 2A 2E 32 36 3A 3E)
 256         punpckhwd xmmG,xmmC     ; xmmG=(03 07 0B 0F 13 17 1B 1F 23 27 2B 2F 33 37 3B 3F)
 257
 258         movdqa    xmmE,xmmA
 259         punpcklbw xmmA,xmmD     ; xmmA=(00 02 04 06 08 0A 0C 0E 10 12 14 16 18 1A 1C 1E)
 260         punpckhbw xmmE,xmmD     ; xmmE=(20 22 24 26 28 2A 2C 2E 30 32 34 36 38 3A 3C 3E)
 261
 262         movdqa    xmmH,xmmB
 263         punpcklbw xmmB,xmmG     ; xmmB=(01 03 05 07 09 0B 0D 0F 11 13 15 17 19 1B 1D 1F)
 264         punpckhbw xmmH,xmmG     ; xmmH=(21 23 25 27 29 2B 2D 2F 31 33 35 37 39 3B 3D 3F)
 265
 266         pxor      xmmF,xmmF
 267
 268         movdqa    xmmC,xmmA
 269         punpcklbw xmmA,xmmF     ; xmmA=(00 02 04 06 08 0A 0C 0E)
 270         punpckhbw xmmC,xmmF     ; xmmC=(10 12 14 16 18 1A 1C 1E)
 271
 272         movdqa    xmmD,xmmB
 273         punpcklbw xmmB,xmmF     ; xmmB=(01 03 05 07 09 0B 0D 0F)
 274         punpckhbw xmmD,xmmF     ; xmmD=(11 13 15 17 19 1B 1D 1F)
 275
 276         movdqa    xmmG,xmmE
 277         punpcklbw xmmE,xmmF     ; xmmE=(20 22 24 26 28 2A 2C 2E)
 278         punpckhbw xmmG,xmmF     ; xmmG=(30 32 34 36 38 3A 3C 3E)
 279
 280         punpcklbw xmmF,xmmH
 281         punpckhbw xmmH,xmmH
 282         psrlw     xmmF,BYTE_BIT ; xmmF=(21 23 25 27 29 2B 2D 2F)
 283         psrlw     xmmH,BYTE_BIT ; xmmH=(31 33 35 37 39 3B 3D 3F)
 284
 285 %endif ; RGB_PIXELSIZE ; ---------------
 286
 287         ; xmm0=R(02468ACE)=RE, xmm2=G(02468ACE)=GE, xmm4=B(02468ACE)=BE
 288         ; xmm1=R(13579BDF)=RO, xmm3=G(13579BDF)=GO, xmm5=B(13579BDF)=BO
 289
 290         ; (Original)
 291         ; Y  =  0.29900 * R + 0.58700 * G + 0.11400 * B
 292         ;
 293         ; (This implementation)
 294         ; Y  =  0.29900 * R + 0.33700 * G + 0.11400 * B + 0.25000 * G
 295
 296         movdqa    xmm6,xmm1
 297         punpcklwd xmm1,xmm3
 298         punpckhwd xmm6,xmm3
 299         pmaddwd   xmm1,[GOTOFF(eax,PW_F0299_F0337)] ; xmm1=ROL*FIX(0.299)+GOL*FIX(0.337)
 300         pmaddwd   xmm6,[GOTOFF(eax,PW_F0299_F0337)] ; xmm6=ROH*FIX(0.299)+GOH*FIX(0.337)
 301
 302         movdqa    xmm7, xmm6    ; xmm7=ROH*FIX(0.299)+GOH*FIX(0.337)
 303
 304         movdqa    xmm6,xmm0
 305         punpcklwd xmm0,xmm2
 306         punpckhwd xmm6,xmm2
 307         pmaddwd   xmm0,[GOTOFF(eax,PW_F0299_F0337)] ; xmm0=REL*FIX(0.299)+GEL*FIX(0.337)
 308         pmaddwd   xmm6,[GOTOFF(eax,PW_F0299_F0337)] ; xmm6=REH*FIX(0.299)+GEH*FIX(0.337)
 309
 310         movdqa    XMMWORD [wk(0)], xmm0 ; wk(0)=REL*FIX(0.299)+GEL*FIX(0.337)
 311         movdqa    XMMWORD [wk(1)], xmm6 ; wk(1)=REH*FIX(0.299)+GEH*FIX(0.337)
 312
 313         movdqa    xmm0, xmm5    ; xmm0=BO
 314         movdqa    xmm6, xmm4    ; xmm6=BE
 315
 316         movdqa    xmm4,xmm0
 317         punpcklwd xmm0,xmm3
 318         punpckhwd xmm4,xmm3
 319         pmaddwd   xmm0,[GOTOFF(eax,PW_F0114_F0250)] ; xmm0=BOL*FIX(0.114)+GOL*FIX(0.250)
 320         pmaddwd   xmm4,[GOTOFF(eax,PW_F0114_F0250)] ; xmm4=BOH*FIX(0.114)+GOH*FIX(0.250)
 321
 322         movdqa    xmm3,[GOTOFF(eax,PD_ONEHALF)] ; xmm3=[PD_ONEHALF]
 323
 324         paddd     xmm0, xmm1
 325         paddd     xmm4, xmm7
 326         paddd     xmm0,xmm3
 327         paddd     xmm4,xmm3
 328         psrld     xmm0,SCALEBITS        ; xmm0=YOL
 329         psrld     xmm4,SCALEBITS        ; xmm4=YOH
 330         packssdw  xmm0,xmm4             ; xmm0=YO
 331
 332         movdqa    xmm4,xmm6
 333         punpcklwd xmm6,xmm2
 334         punpckhwd xmm4,xmm2
 335         pmaddwd   xmm6,[GOTOFF(eax,PW_F0114_F0250)] ; xmm6=BEL*FIX(0.114)+GEL*FIX(0.250)
 336         pmaddwd   xmm4,[GOTOFF(eax,PW_F0114_F0250)] ; xmm4=BEH*FIX(0.114)+GEH*FIX(0.250)
 337
 338         movdqa    xmm2,[GOTOFF(eax,PD_ONEHALF)] ; xmm2=[PD_ONEHALF]
 339
 340         paddd     xmm6, XMMWORD [wk(0)]
 341         paddd     xmm4, XMMWORD [wk(1)]
 342         paddd     xmm6,xmm2
 343         paddd     xmm4,xmm2
 344         psrld     xmm6,SCALEBITS        ; xmm6=YEL
 345         psrld     xmm4,SCALEBITS        ; xmm4=YEH
 346         packssdw  xmm6,xmm4             ; xmm6=YE
 347
 348         psllw     xmm0,BYTE_BIT
 349         por       xmm6,xmm0             ; xmm6=Y
 350         movdqa    XMMWORD [edi], xmm6   ; Save Y
 351
 352         sub     ecx, byte SIZEOF_XMMWORD
 353         add     esi, byte RGB_PIXELSIZE*SIZEOF_XMMWORD  ; inptr
 354         add     edi, byte SIZEOF_XMMWORD                ; outptr0
 355         cmp     ecx, byte SIZEOF_XMMWORD
 356         jae     near .columnloop
 357         test    ecx,ecx
 358         jnz     near .column_ld1
 359
 360         pop     ecx                     ; col
 361         pop     esi
 362         pop     edi
 363         poppic  eax
 364
 365         add     esi, byte SIZEOF_JSAMPROW       ; input_buf
 366         add     edi, byte SIZEOF_JSAMPROW
 367         dec     eax                             ; num_rows
 368         jg      near .rowloop
 369
 370 .return:
 371         pop     edi
 372         pop     esi
 373 ;       pop     edx             ; need not be preserved
 374 ;       pop     ecx             ; need not be preserved
 375         pop     ebx
 376         mov     esp,ebp         ; esp <- aligned ebp
 377         pop     esp             ; esp <- original ebp
 378         pop     ebp
 379         ret
 380
 381 ; For some reason, the OS X linker does not honor the request to align the
 382 ; segment unless we do this.
 383         align   16