]> code.delx.au - pulseaudio/commitdiff
volume_sse: add sse optimisations
authorWim Taymans <wim.taymans@collabora.co.uk>
Wed, 12 Aug 2009 18:44:12 +0000 (20:44 +0200)
committerWim Taymans <wim.taymans@collabora.co.uk>
Thu, 20 Aug 2009 09:31:02 +0000 (11:31 +0200)
src/Makefile.am
src/daemon/main.c
src/pulsecore/sample-util.h
src/pulsecore/svolume_sse.c [new file with mode: 0644]

index e7a99003efbcaebda7a826f80a3af7dd711a69c7..b692e4a914c6e9fcfc76e1cb68c62f41cab96ef0 100644 (file)
@@ -826,7 +826,7 @@ libpulsecore_@PA_MAJORMINORMICRO@_la_SOURCES = \
                pulsecore/rtpoll.c pulsecore/rtpoll.h \
                pulsecore/sample-util.c pulsecore/sample-util.h \
                pulsecore/svolume_c.c \
-               pulsecore/svolume_mmx.c \
+               pulsecore/svolume_mmx.c pulsecore/svolume_sse.c \
                pulsecore/sconv-s16be.c pulsecore/sconv-s16be.h \
                pulsecore/sconv-s16le.c pulsecore/sconv-s16le.h \
                pulsecore/sconv.c pulsecore/sconv.h \
index e3c395f2b5fe1ea36870c3c00adcc70e73ba7b57..3c5f7f95d273fa63cb43db1a6c2739c41ce903b9 100644 (file)
@@ -822,6 +822,7 @@ int main(int argc, char *argv[]) {
     pa_memtrap_install();
 
     pa_volume_func_init_mmx();
+    pa_volume_func_init_sse();
 
     pa_assert_se(mainloop = pa_mainloop_new());
 
index 00b9ae0b13377c1c12e7cdd6f2ffd636e51055ef..563dbb6a7955ca14c33d41e80bdd66449745d0c1 100644 (file)
@@ -92,6 +92,7 @@ pa_do_volume_func_t pa_get_volume_func(pa_sample_format_t f);
 void pa_set_volume_func(pa_sample_format_t f, pa_do_volume_func_t func);
 
 void pa_volume_func_init_mmx(void);
+void pa_volume_func_init_sse(void);
 
 #define PA_CHANNEL_POSITION_MASK_LEFT                                   \
     (PA_CHANNEL_POSITION_MASK(PA_CHANNEL_POSITION_FRONT_LEFT)           \
diff --git a/src/pulsecore/svolume_sse.c b/src/pulsecore/svolume_sse.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..2d4c541
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,437 @@
+/***
+  This file is part of PulseAudio.
+
+  Copyright 2004-2006 Lennart Poettering
+  Copyright 2009 Wim Taymans <wim.taymans@collabora.co.uk>
+
+  PulseAudio is free software; you can redistribute it and/or modify
+  it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published
+  by the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License,
+  or (at your option) any later version.
+
+  PulseAudio is distributed in the hope that it will be useful, but
+  WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU
+  General Public License for more details.
+
+  You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
+  along with PulseAudio; if not, write to the Free Software
+  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA 02111-1307
+  USA.
+***/
+
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+#include <config.h>
+#endif
+
+#include <alloca.h>
+
+#include <pulsecore/random.h>
+#include <pulsecore/macro.h>
+#include <pulsecore/g711.h>
+#include <pulsecore/core-util.h>
+
+#include "sample-util.h"
+#include "endianmacros.h"
+
+#if 0
+static void
+pa_volume_u8_sse (uint8_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    int32_t t, hi, lo;
+
+    hi = volumes[channel] >> 16;
+    lo = volumes[channel] & 0xFFFF;
+
+    t = (int32_t) *samples - 0x80;
+    t = ((t * lo) >> 16) + (t * hi);
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x80, 0x7F);
+    *samples++ = (uint8_t) (t + 0x80);
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_alaw_sse (uint8_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    int32_t t, hi, lo;
+
+    hi = volumes[channel] >> 16;
+    lo = volumes[channel] & 0xFFFF;
+
+    t = (int32_t) st_alaw2linear16(*samples);
+    t = ((t * lo) >> 16) + (t * hi);
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x8000, 0x7FFF);
+    *samples++ = (uint8_t) st_13linear2alaw((int16_t) t >> 3);
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_ulaw_sse (uint8_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    int32_t t, hi, lo;
+
+    hi = volumes[channel] >> 16;
+    lo = volumes[channel] & 0xFFFF;
+
+    t = (int32_t) st_ulaw2linear16(*samples);
+    t = ((t * lo) >> 16) + (t * hi);
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x8000, 0x7FFF);
+    *samples++ = (uint8_t) st_14linear2ulaw((int16_t) t >> 2);
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+#endif
+
+static void
+pa_volume_s16ne_sse (int16_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  int64_t channel;
+  int64_t temp;
+
+  /* the max number of samples we process at a time, this is also the max amount
+   * we overread the volume array, which should have enough padding. */
+  channels = MAX (8, channels);
+
+#define VOLUME_32x16(s,v)                  /* v1_h    | v1_l    | v0_h    | v0_l      */    \
+      " pxor %%xmm4, %%xmm4          \n\t"                                                  \
+      " punpcklwd %%xmm4, "#s"       \n\t" /* 0       |  p1     | 0       | p0        */    \
+      " pcmpgtw "#s", %%xmm4         \n\t" /* select sign from sample                 */    \
+      " pand "#v", %%xmm4            \n\t" /* extract sign correction factors         */    \
+      " movdqa "#s", %%xmm5          \n\t"                                                  \
+      " pmulhuw "#v", "#s"           \n\t" /*   0     | p1*v1lh |    0    | p0*v0lh   */    \
+      " psubd %%xmm4, "#s"           \n\t" /* sign correction                         */    \
+      " psrld $16, "#v"              \n\t" /*  0      | v1h     |  0      | v0h       */    \
+      " pmaddwd %%xmm5, "#v"         \n\t" /*      p1 * v1h     |      p0 * v0h       */    \
+      " paddd "#s", "#v"             \n\t" /*      p1 * v1      |      p0 * v0        */    \
+      " packssdw "#v", "#v"          \n\t" /* p0*v0   | p1*v1   | p0*v0   | p1*v1     */         
+
+#define MOD_ADD(a,b) \
+      " add "#a", %3                 \n\t" \
+      " mov %3, %4                   \n\t" \
+      " sub "#b", %4                 \n\t" \
+      " cmp "#b", %3                 \n\t" \
+      " cmovae %4, %3                \n\t" 
+
+  __asm__ __volatile__ (
+    " xor %3, %3                    \n\t"
+    " sar $1, %2                    \n\t" /* length /= sizeof (int16_t) */
+
+    " test $1, %2                   \n\t" /* check for odd samples */
+    " je 2f                         \n\t" 
+
+    " movd (%1, %3, 4), %%xmm0      \n\t" /* do odd sample */
+    " movw (%0), %4                 \n\t" 
+    " movd %4, %%xmm1               \n\t" 
+    VOLUME_32x16 (%%xmm1, %%xmm0)
+    " movd %%xmm0, %4               \n\t" 
+    " movw %4, (%0)                 \n\t" 
+    " add $2, %0                    \n\t"
+    MOD_ADD ($1, %5)
+
+    "2:                             \n\t"
+    " sar $1, %2                    \n\t" /* prepare for processing 2 samples at a time */
+    " test $1, %2                   \n\t" /* check for odd samples */
+    " je 4f                         \n\t" 
+
+    "3:                             \n\t" /* do samples in pairs of 2 */
+    " movq (%1, %3, 4), %%xmm0      \n\t" /* v1_h  | v1_l  | v0_h  | v0_l      */
+    " movd (%0), %%xmm1             \n\t" /*  X    |  X    |  p1   |  p0       */ 
+    VOLUME_32x16 (%%xmm1, %%xmm0)
+    " movd %%xmm0, (%0)             \n\t" 
+    " add $4, %0                    \n\t"
+    MOD_ADD ($2, %5)
+
+    "4:                             \n\t"
+    " sar $1, %2                    \n\t" /* prepare for processing 4 samples at a time */
+    " test $1, %2                   \n\t" /* check for odd samples */
+    " je 6f                         \n\t" 
+
+    "5:                             \n\t" /* do samples in pairs of 4 */
+    " movdqa (%1, %3, 4), %%xmm0    \n\t" /* v1_h  | v1_l  | v0_h  | v0_l      */
+    " movq (%0), %%xmm1             \n\t" /*  X    |  X    |  p1   |  p0       */ 
+    VOLUME_32x16 (%%xmm1, %%xmm0)
+    " movq %%xmm0, (%0)             \n\t" 
+    " add $8, %0                    \n\t"
+    MOD_ADD ($4, %5)
+
+    "6:                             \n\t"
+    " sar $1, %2                    \n\t" /* prepare for processing 8 samples at a time */
+    " cmp $0, %2                    \n\t"
+    " je 8f                         \n\t"
+
+    "7:                             \n\t" /* do samples in pairs of 8 */
+    " movdqa (%1, %3, 4), %%xmm0    \n\t" /* v1_h  | v1_l  | v0_h  | v0_l      */
+    " movdqa 16(%1, %3, 4), %%xmm2  \n\t" /* v3_h  | v3_l  | v2_h  | v2_l      */
+    " movq (%0), %%xmm1             \n\t" /*  X    |  X    |  p1   |  p0       */
+    " movq 8(%0), %%xmm3            \n\t" /*  X    |  X    |  p3   |  p2       */
+    VOLUME_32x16 (%%xmm1, %%xmm0)
+    VOLUME_32x16 (%%xmm3, %%xmm2)
+    " movq %%xmm0, (%0)             \n\t" 
+    " movq %%xmm2, 8(%0)            \n\t" 
+    " add $16, %0                   \n\t"
+    MOD_ADD ($8, %5)
+    " dec %2                        \n\t"
+    " jne 7b                        \n\t"
+    "8:                             \n\t"
+
+    : "+r" (samples), "+r" (volumes), "+r" (length), "=D" (channel), "=&r" (temp)
+    : "r" ((int64_t)channels)
+    : "cc"
+  );
+}
+
+#if 0
+static void
+pa_volume_s16re_sse (int16_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  length /= sizeof (int16_t);
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    int32_t t, hi, lo;
+
+    hi = volumes[channel] >> 16;
+    lo = volumes[channel] & 0xFFFF;
+
+    t = (int32_t) PA_INT16_SWAP(*samples);
+    t = ((t * lo) >> 16) + (t * hi);
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x8000, 0x7FFF);
+    *samples++ = PA_INT16_SWAP((int16_t) t);
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_float32ne_sse (float *samples, float *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  length /= sizeof (float);
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    *samples++ *= volumes[channel];
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_float32re_sse (float *samples, float *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  length /= sizeof (float);
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    float t;
+
+    t = PA_FLOAT32_SWAP(*samples);
+    t *= volumes[channel];
+    *samples++ = PA_FLOAT32_SWAP(t);
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_s32ne_sse (int32_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  length /= sizeof (int32_t);
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    int64_t t;
+
+    t = (int64_t)(*samples);
+    t = (t * volumes[channel]) >> 16;
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x80000000LL, 0x7FFFFFFFLL);
+    *samples++ = (int32_t) t;
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_s32re_sse (int32_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  length /= sizeof (int32_t);
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    int64_t t;
+
+    t = (int64_t) PA_INT32_SWAP(*samples);
+    t = (t * volumes[channel]) >> 16;
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x80000000LL, 0x7FFFFFFFLL);
+    *samples++ = PA_INT32_SWAP((int32_t) t);
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_s24ne_sse (uint8_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+  uint8_t *e;
+
+  e = samples + length;
+
+  for (channel = 0; samples < e; samples += 3) {
+    int64_t t;
+
+    t = (int64_t)((int32_t) (PA_READ24NE(samples) << 8));
+    t = (t * volumes[channel]) >> 16;
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x80000000LL, 0x7FFFFFFFLL);
+    PA_WRITE24NE(samples, ((uint32_t) (int32_t) t) >> 8);
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_s24re_sse (uint8_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+  uint8_t *e;
+
+  e = samples + length;
+
+  for (channel = 0; samples < e; samples += 3) {
+    int64_t t;
+
+    t = (int64_t)((int32_t) (PA_READ24RE(samples) << 8));
+    t = (t * volumes[channel]) >> 16;
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x80000000LL, 0x7FFFFFFFLL);
+    PA_WRITE24RE(samples, ((uint32_t) (int32_t) t) >> 8);
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_s24_32ne_sse (uint32_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  length /= sizeof (uint32_t);
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    int64_t t;
+
+    t = (int64_t) ((int32_t) (*samples << 8));
+    t = (t * volumes[channel]) >> 16;
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x80000000LL, 0x7FFFFFFFLL);
+    *samples++ = ((uint32_t) ((int32_t) t)) >> 8;
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+
+static void
+pa_volume_s24_32re_sse (uint32_t *samples, int32_t *volumes, unsigned channels, unsigned length)
+{
+  unsigned channel;
+
+  length /= sizeof (uint32_t);
+
+  for (channel = 0; length; length--) {
+    int64_t t;
+
+    t = (int64_t) ((int32_t) (PA_UINT32_SWAP(*samples) << 8));
+    t = (t * volumes[channel]) >> 16;
+    t = PA_CLAMP_UNLIKELY(t, -0x80000000LL, 0x7FFFFFFFLL);
+    *samples++ = PA_UINT32_SWAP(((uint32_t) ((int32_t) t)) >> 8);
+
+    if (PA_UNLIKELY(++channel >= channels))
+      channel = 0;
+  }
+}
+#endif
+
+#undef RUN_TEST
+
+#ifdef RUN_TEST
+#define CHANNELS 2
+#define SAMPLES 1021
+#define TIMES 1000
+
+static void run_test (void) {
+  int16_t samples[SAMPLES];
+  int16_t samples_ref[SAMPLES];
+  int16_t samples_orig[SAMPLES];
+  int32_t volumes[CHANNELS + 16];
+  int i, j, padding;
+  pa_do_volume_func_t func;
+
+  func = pa_get_volume_func (PA_SAMPLE_S16NE);
+
+  printf ("checking %d\n", sizeof (samples));
+
+  for (j = 0; j < TIMES; j++) {
+    pa_random (samples, sizeof (samples));
+    memcpy (samples_ref, samples, sizeof (samples));
+    memcpy (samples_orig, samples, sizeof (samples));
+
+    for (i = 0; i < CHANNELS; i++)
+      volumes[i] = rand() >> 15;
+
+    for (padding = 0; padding < 16; padding++, i++)
+      volumes[i] = volumes[padding];
+
+    pa_volume_s16ne_sse (samples, volumes, CHANNELS, SAMPLES * sizeof (int16_t));
+    func (samples_ref, volumes, CHANNELS, SAMPLES * sizeof (int16_t));
+
+    for (i = 0; i < SAMPLES; i++) {
+      if (samples[i] != samples_ref[i]) {
+        printf ("%d: %04x != %04x (%04x * %04x)\n", i, samples[i], samples_ref[i], 
+                     samples_orig[i], volumes[i % CHANNELS]);
+      }
+#if 0
+      else
+        printf ("%d: %04x == %04x (%04x * %04x)\n", i, samples[i], samples_ref[i], 
+                     samples_orig[i], volumes[i % CHANNELS]);
+#endif
+    }
+  }
+}
+#endif
+
+void pa_volume_func_init_sse (void) {
+  pa_log_info("Initialising SSE optimized functions.");
+
+#ifdef RUN_TEST
+  run_test ();
+#endif
+
+  pa_set_volume_func (PA_SAMPLE_S16NE,     (pa_do_volume_func_t) pa_volume_s16ne_sse);
+}