Anforderungen  |   Konzepte  |   Entwurf  |   Entwicklung  |   Qualitätssicherung  |   Lebenszyklus  |   Steuerung
 
 
 
 


Quelle  ImageScalingSSE2.cpp   Sprache: C

 
/* -*- Mode: C++; tab-width: 8; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 2 -*- */
/* vim: set ts=8 sts=2 et sw=2 tw=80: */
/* This Source Code Form is subject to the terms of the Mozilla Public
 * License, v. 2.0. If a copy of the MPL was not distributed with this
 * file, You can obtain one at http://mozilla.org/MPL/2.0/. */


#include "ImageScaling.h"
#include "mozilla/Attributes.h"

#include "SSEHelpers.h"

/* The functions below use the following system for averaging 4 pixels:
 *
 * The first observation is that a half-adder is implemented as follows:
 * R = S + 2C or in the case of a and b (a ^ b) + ((a & b) << 1);
 *
 * This can be trivially extended to three pixels by observaring that when
 * doing (a ^ b ^ c) as the sum, the carry is simply the bitwise-or of the
 * carries of the individual numbers, since the sum of 3 bits can only ever
 * have a carry of one.
 *
 * We then observe that the average is then ((carry << 1) + sum) >> 1, or,
 * assuming eliminating overflows and underflows, carry + (sum >> 1).
 *
 * We now average our existing sum with the fourth number, so we get:
 * sum2 = (sum + d) >> 1 or (sum >> 1) + (d >> 1).
 *
 * We now observe that our sum has been moved into place relative to the
 * carry, so we can now average with the carry to get the final 4 input
 * average: avg = (sum2 + carry) >> 1;
 *
 * Or to reverse the proof:
 * avg = ((sum >> 1) + carry + d >> 1) >> 1
 * avg = ((a + b + c) >> 1 + d >> 1) >> 1
 * avg = ((a + b + c + d) >> 2)
 *
 * An additional fact used in the SSE versions is the concept that we can
 * trivially convert a rounded average to a truncated average:
 *
 * We have:
 * f(a, b) = (a + b + 1) >> 1
 *
 * And want:
 * g(a, b) = (a + b) >> 1
 *
 * Observe:
 * ~f(~a, ~b) == ~((~a + ~b + 1) >> 1)
 *            == ~((-a - 1 + -b - 1 + 1) >> 1)
 *            == ~((-a - 1 + -b) >> 1)
 *            == ~((-(a + b) - 1) >> 1)
 *            == ~((~(a + b)) >> 1)
 *            == (a + b) >> 1
 *            == g(a, b)
 */


MOZ_ALWAYS_INLINE __m128i _mm_not_si128(__m128i arg) {
  __m128i minusone = _mm_set1_epi32(0xffffffff);
  return _mm_xor_si128(arg, minusone);
}

/* We have to pass pointers here, MSVC does not allow passing more than 3
 * __m128i arguments on the stack. And it does not allow 16-byte aligned
 * stack variables. This inlines properly on MSVC 2010. It does -not- inline
 * with just the inline directive.
 */

MOZ_ALWAYS_INLINE __m128i avg_sse2_8x2(__m128i* a, __m128i* b, __m128i* c,
                                       __m128i* d) {
#define shuf1 _MM_SHUFFLE(2, 0, 2, 0)
#define shuf2 _MM_SHUFFLE(3, 1, 3, 1)

// This cannot be an inline function as the __Imm argument to _mm_shuffle_ps
// needs to be a compile time constant.
#define shuffle_si128(arga, argb, imm)                      \
  _mm_castps_si128(_mm_shuffle_ps(_mm_castsi128_ps((arga)), \
                                  _mm_castsi128_ps((argb)), (imm)));

  __m128i t = shuffle_si128(*a, *b, shuf1);
  *b = shuffle_si128(*a, *b, shuf2);
  *a = t;
  t = shuffle_si128(*c, *d, shuf1);
  *d = shuffle_si128(*c, *d, shuf2);
  *c = t;

#undef shuf1
#undef shuf2
#undef shuffle_si128

  __m128i sum = _mm_xor_si128(*a, _mm_xor_si128(*b, *c));

  __m128i carry =
      _mm_or_si128(_mm_and_si128(*a, *b),
                   _mm_or_si128(_mm_and_si128(*a, *c), _mm_and_si128(*b, *c)));

  sum = _mm_avg_epu8(_mm_not_si128(sum), _mm_not_si128(*d));

  return _mm_not_si128(_mm_avg_epu8(sum, _mm_not_si128(carry)));
}

MOZ_ALWAYS_INLINE __m128i avg_sse2_4x2_4x1(__m128i a, __m128i b) {
  return _mm_not_si128(_mm_avg_epu8(_mm_not_si128(a), _mm_not_si128(b)));
}

MOZ_ALWAYS_INLINE __m128i avg_sse2_8x1_4x1(__m128i a, __m128i b) {
  __m128i t = _mm_castps_si128(_mm_shuffle_ps(
      _mm_castsi128_ps(a), _mm_castsi128_ps(b), _MM_SHUFFLE(3, 1, 3, 1)));
  b = _mm_castps_si128(_mm_shuffle_ps(_mm_castsi128_ps(a), _mm_castsi128_ps(b),
                                      _MM_SHUFFLE(2, 0, 2, 0)));
  a = t;

  return _mm_not_si128(_mm_avg_epu8(_mm_not_si128(a), _mm_not_si128(b)));
}

MOZ_ALWAYS_INLINE uint32_t Avg2x2(uint32_t a, uint32_t b, uint32_t c,
                                  uint32_t d) {
  uint32_t sum = a ^ b ^ c;
  uint32_t carry = (a & b) | (a & c) | (b & c);

  uint32_t mask = 0xfefefefe;

  // Not having a byte based average instruction means we should mask to avoid
  // underflow.
  sum = (((sum ^ d) & mask) >> 1) + (sum & d);

  return (((sum ^ carry) & mask) >> 1) + (sum & carry);
}

// Simple 2 pixel average version of the function above.
MOZ_ALWAYS_INLINE uint32_t Avg2(uint32_t a, uint32_t b) {
  uint32_t sum = a ^ b;
  uint32_t carry = (a & b);

  uint32_t mask = 0xfefefefe;

  return ((sum & mask) >> 1) + carry;
}

namespace mozilla::gfx {

void ImageHalfScaler::HalfImage2D_SSE2(uint8_t* aSource, int32_t aSourceStride,
                                       const IntSize& aSourceSize,
                                       uint8_t* aDest, uint32_t aDestStride) {
  const int Bpp = 4;

  for (int y = 0; y < aSourceSize.height; y += 2) {
    __m128i* storage = (__m128i*)(aDest + (y / 2) * aDestStride);
    int x = 0;
    // Run a loop depending on alignment.
    if (!(uintptr_t(aSource + (y * aSourceStride)) % 16) &&
        !(uintptr_t(aSource + ((y + 1) * aSourceStride)) % 16)) {
      for (; x < (aSourceSize.width - 7); x += 8) {
        __m128i* upperRow = (__m128i*)(aSource + (y * aSourceStride + x * Bpp));
        __m128i* lowerRow =
            (__m128i*)(aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * Bpp));

        __m128i a = _mm_load_si128(upperRow);
        __m128i b = _mm_load_si128(upperRow + 1);
        __m128i c = _mm_load_si128(lowerRow);
        __m128i d = _mm_load_si128(lowerRow + 1);

        *storage++ = avg_sse2_8x2(&a, &b, &c, &d);
      }
    } else if (!(uintptr_t(aSource + (y * aSourceStride)) % 16)) {
      for (; x < (aSourceSize.width - 7); x += 8) {
        __m128i* upperRow = (__m128i*)(aSource + (y * aSourceStride + x * Bpp));
        __m128i* lowerRow =
            (__m128i*)(aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * Bpp));

        __m128i a = _mm_load_si128(upperRow);
        __m128i b = _mm_load_si128(upperRow + 1);
        __m128i c = loadUnaligned128(lowerRow);
        __m128i d = loadUnaligned128(lowerRow + 1);

        *storage++ = avg_sse2_8x2(&a, &b, &c, &d);
      }
    } else if (!(uintptr_t(aSource + ((y + 1) * aSourceStride)) % 16)) {
      for (; x < (aSourceSize.width - 7); x += 8) {
        __m128i* upperRow = (__m128i*)(aSource + (y * aSourceStride + x * Bpp));
        __m128i* lowerRow =
            (__m128i*)(aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * Bpp));

        __m128i a = loadUnaligned128((__m128i*)upperRow);
        __m128i b = loadUnaligned128((__m128i*)upperRow + 1);
        __m128i c = _mm_load_si128((__m128i*)lowerRow);
        __m128i d = _mm_load_si128((__m128i*)lowerRow + 1);

        *storage++ = avg_sse2_8x2(&a, &b, &c, &d);
      }
    } else {
      for (; x < (aSourceSize.width - 7); x += 8) {
        __m128i* upperRow = (__m128i*)(aSource + (y * aSourceStride + x * Bpp));
        __m128i* lowerRow =
            (__m128i*)(aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * Bpp));

        __m128i a = loadUnaligned128(upperRow);
        __m128i b = loadUnaligned128(upperRow + 1);
        __m128i c = loadUnaligned128(lowerRow);
        __m128i d = loadUnaligned128(lowerRow + 1);

        *storage++ = avg_sse2_8x2(&a, &b, &c, &d);
      }
    }

    uint32_t* unalignedStorage = (uint32_t*)storage;
    // Take care of the final pixels, we know there's an even number of pixels
    // in the source rectangle. We use a 2x2 'simd' implementation for this.
    //
    // Potentially we only have to do this in the last row since overflowing
    // 8 pixels in an earlier row would appear to be harmless as it doesn't
    // touch invalid memory. Even when reading and writing to the same surface.
    // in practice we only do this when doing an additional downscale pass, and
    // in this situation we have unused stride to write into harmlessly.
    // I do not believe the additional code complexity would be worth it though.
    for (; x < aSourceSize.width; x += 2) {
      uint8_t* upperRow = aSource + (y * aSourceStride + x * Bpp);
      uint8_t* lowerRow = aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * Bpp);

      *unalignedStorage++ =
          Avg2x2(*(uint32_t*)upperRow, *((uint32_t*)upperRow + 1),
                 *(uint32_t*)lowerRow, *((uint32_t*)lowerRow + 1));
    }
  }
}

void ImageHalfScaler::HalfImageVertical_SSE2(uint8_t* aSource,
                                             int32_t aSourceStride,
                                             const IntSize& aSourceSize,
                                             uint8_t* aDest,
                                             uint32_t aDestStride) {
  for (int y = 0; y < aSourceSize.height; y += 2) {
    __m128i* storage = (__m128i*)(aDest + (y / 2) * aDestStride);
    int x = 0;
    // Run a loop depending on alignment.
    if (!(uintptr_t(aSource + (y * aSourceStride)) % 16) &&
        !(uintptr_t(aSource + ((y + 1) * aSourceStride)) % 16)) {
      for (; x < (aSourceSize.width - 3); x += 4) {
        uint8_t* upperRow = aSource + (y * aSourceStride + x * 4);
        uint8_t* lowerRow = aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * 4);

        __m128i a = _mm_load_si128((__m128i*)upperRow);
        __m128i b = _mm_load_si128((__m128i*)lowerRow);

        *storage++ = avg_sse2_4x2_4x1(a, b);
      }
    } else if (!(uintptr_t(aSource + (y * aSourceStride)) % 16)) {
      // This line doesn't align well.
      for (; x < (aSourceSize.width - 3); x += 4) {
        uint8_t* upperRow = aSource + (y * aSourceStride + x * 4);
        uint8_t* lowerRow = aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * 4);

        __m128i a = _mm_load_si128((__m128i*)upperRow);
        __m128i b = loadUnaligned128((__m128i*)lowerRow);

        *storage++ = avg_sse2_4x2_4x1(a, b);
      }
    } else if (!(uintptr_t(aSource + ((y + 1) * aSourceStride)) % 16)) {
      for (; x < (aSourceSize.width - 3); x += 4) {
        uint8_t* upperRow = aSource + (y * aSourceStride + x * 4);
        uint8_t* lowerRow = aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * 4);

        __m128i a = loadUnaligned128((__m128i*)upperRow);
        __m128i b = _mm_load_si128((__m128i*)lowerRow);

        *storage++ = avg_sse2_4x2_4x1(a, b);
      }
    } else {
      for (; x < (aSourceSize.width - 3); x += 4) {
        uint8_t* upperRow = aSource + (y * aSourceStride + x * 4);
        uint8_t* lowerRow = aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * 4);

        __m128i a = loadUnaligned128((__m128i*)upperRow);
        __m128i b = loadUnaligned128((__m128i*)lowerRow);

        *storage++ = avg_sse2_4x2_4x1(a, b);
      }
    }

    uint32_t* unalignedStorage = (uint32_t*)storage;
    // Take care of the final pixels, we know there's an even number of pixels
    // in the source rectangle.
    //
    // Similar overflow considerations are valid as in the previous function.
    for (; x < aSourceSize.width; x++) {
      uint8_t* upperRow = aSource + (y * aSourceStride + x * 4);
      uint8_t* lowerRow = aSource + ((y + 1) * aSourceStride + x * 4);

      *unalignedStorage++ = Avg2(*(uint32_t*)upperRow, *(uint32_t*)lowerRow);
    }
  }
}

void ImageHalfScaler::HalfImageHorizontal_SSE2(uint8_t* aSource,
                                               int32_t aSourceStride,
                                               const IntSize& aSourceSize,
                                               uint8_t* aDest,
                                               uint32_t aDestStride) {
  for (int y = 0; y < aSourceSize.height; y++) {
    __m128i* storage = (__m128i*)(aDest + (y * aDestStride));
    int x = 0;
    // Run a loop depending on alignment.
    if (!(uintptr_t(aSource + (y * aSourceStride)) % 16)) {
      for (; x < (aSourceSize.width - 7); x += 8) {
        __m128i* pixels = (__m128i*)(aSource + (y * aSourceStride + x * 4));

        __m128i a = _mm_load_si128(pixels);
        __m128i b = _mm_load_si128(pixels + 1);

        *storage++ = avg_sse2_8x1_4x1(a, b);
      }
    } else {
      for (; x < (aSourceSize.width - 7); x += 8) {
        __m128i* pixels = (__m128i*)(aSource + (y * aSourceStride + x * 4));

        __m128i a = loadUnaligned128(pixels);
        __m128i b = loadUnaligned128(pixels + 1);

        *storage++ = avg_sse2_8x1_4x1(a, b);
      }
    }

    uint32_t* unalignedStorage = (uint32_t*)storage;
    // Take care of the final pixels, we know there's an even number of pixels
    // in the source rectangle.
    //
    // Similar overflow considerations are valid as in the previous function.
    for (; x < aSourceSize.width; x += 2) {
      uint32_t* pixels = (uint32_t*)(aSource + (y * aSourceStride + x * 4));

      *unalignedStorage++ = Avg2(*pixels, *(pixels + 1));
    }
  }
}

}  // namespace mozilla::gfx

38%


¤ Dauer der Verarbeitung: 0.17 Sekunden  (vorverarbeitet)  ¤

*© Formatika GbR, Deutschland






Wurzel

Suchen

Beweissystem der NASA

Beweissystem Isabelle

NIST Cobol Testsuite

Cephes Mathematical Library

Wiener Entwicklungsmethode

Haftungshinweis

Die Informationen auf dieser Webseite wurden nach bestem Wissen sorgfältig zusammengestellt. Es wird jedoch weder Vollständigkeit, noch Richtigkeit, noch Qualität der bereit gestellten Informationen zugesichert.

Bemerkung:

Die farbliche Syntaxdarstellung ist noch experimentell.






                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                     


Neuigkeiten

     Aktuelles
     Motto des Tages

Software

     Produkte
     Quellcodebibliothek

Aktivitäten

     Artikel über Sicherheit
     Anleitung zur Aktivierung von SSL

Muße

     Gedichte
     Musik
     Bilder

Jenseits des Üblichen ....

Besucherstatistik

Besucherstatistik

Monitoring

Montastic status badge