3 sao functions are now working

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Reima Hyvönen 2019-05-31 16:39:22 +03:00 committed by Pauli Oikkonen
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commit 7bc959c7c5
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@ -163,12 +163,17 @@ static int sao_edge_ddistortion_avx2(const kvz_pixel *orig_data,
return sum;
}
/**
* \param orig_data Original pixel data. 64x64 for luma, 32x32 for chroma.
* \param rec_data Reconstructed pixel data. 64x64 for luma, 32x32 for chroma.
* \param dir_offsets
* \param is_chroma 0 for luma, 1 for chroma. Indicates
*/
// For some reason this solution doesn't work currently. Bug appears while adding. Counting should work
static void calc_sao_edge_dir_avx2(const kvz_pixel *orig_data,
const kvz_pixel *rec_data,
int eo_class,
@ -189,11 +194,7 @@ static void calc_sao_edge_dir_avx2(const kvz_pixel *orig_data,
__m256i threes_epi32 = _mm256_set1_epi32(3);
__m256i fours_epi32 = _mm256_set1_epi32(4);
__m256i tmp_zero_values_epi32 = _mm256_setzero_si256();
__m256i tmp_one_values_epi32 = _mm256_setzero_si256();
__m256i tmp_two_values_epi32 = _mm256_setzero_si256();
__m256i tmp_three_values_epi32 = _mm256_setzero_si256();
__m256i tmp_four_values_epi32 = _mm256_setzero_si256();
__m256i v_diff_accum[NUM_SAO_EDGE_CATEGORIES] = { { 0 } };
@ -204,92 +205,68 @@ static void calc_sao_edge_dir_avx2(const kvz_pixel *orig_data,
for (x = 1; x < block_width - 8; x += 8) {
const kvz_pixel *c_data = &rec_data[y * block_width + x];
__m128i vector_a_epi8 = _mm_loadl_epi64((__m128i* __restrict)&c_data[a_ofs.y * block_width + a_ofs.x]);
__m128i vector_c_epi8 = _mm_loadl_epi64((__m128i* __restrict)c_data);
__m128i vector_b_epi8 = _mm_loadl_epi64((__m128i* __restrict)&c_data[b_ofs.y * block_width + b_ofs.x]);
__m128i vector_a_epi8 = _mm_loadl_epi64((__m128i*)&c_data[a_ofs.y * block_width + a_ofs.x]);
__m128i vector_c_epi8 = _mm_loadl_epi64((__m128i*)c_data);
__m128i vector_b_epi8 = _mm_loadl_epi64((__m128i*)&c_data[b_ofs.y * block_width + b_ofs.x]);
__m256i v_cat_epi32 = sao_calc_eo_cat_avx2(&vector_a_epi8, &vector_b_epi8, &vector_c_epi8);
// Check wich values are right for specific cat amount.
// It's done for every single value that cat could get {1, 2, 0, 3, 4}
//--------------------------------------------------------------------------
// v_cat == 0
__m256i mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(zeros_epi32, v_cat_epi32);
int temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4;
temp_mem_epi32 = _mm256_sub_epi32(_mm256_cvtepu8_epi32(_mm_loadl_epi64((__m128i*)&(orig_data[y * block_width + x]))), _mm256_cvtepu8_epi32(vector_c_epi8));
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[0] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[0], temp_epi32);
int temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32))/ 4;
cat_sum_cnt[1][0] += temp_cnt;
temp_mem_epi32 = _mm256_sub_epi32(_mm256_cvtepu8_epi32(_mm_loadl_epi64((__m128i* __restrict)&(orig_data[y * block_width + x]))), _mm256_cvtepu8_epi32(vector_c_epi8));
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_zero_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
// v_cat == 1
mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(ones_epi32, v_cat_epi32);
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[1] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[1], temp_epi32);
temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4;
cat_sum_cnt[1][1] += temp_cnt;
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_one_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
// v_cat == 2
mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(twos_epi32, v_cat_epi32);
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[2] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[2], temp_epi32);
temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4;
cat_sum_cnt[1][2] += temp_cnt;
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_two_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
// v_cat == 3
mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(threes_epi32, v_cat_epi32);
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[3] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[3], temp_epi32);
temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4;
cat_sum_cnt[1][3] += temp_cnt;
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_three_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
// v_cat == 4
mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(fours_epi32, v_cat_epi32);
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[4] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[4], temp_epi32);
temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4;
cat_sum_cnt[1][4] += temp_cnt;
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_four_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
}
temp_epi32 = _mm256_hadd_epi32(tmp_zero_values_epi32, tmp_one_values_epi32);
temp_mem_epi32 = _mm256_hadd_epi32(tmp_two_values_epi32, tmp_three_values_epi32);
temp_epi32 = _mm256_hadd_epi32(temp_epi32, temp_mem_epi32);
__m128i temp_epi32_lower = _mm256_castsi256_si128(temp_epi32);
__m128i temp_epi32_upper = _mm256_extracti128_si256(temp_epi32, 1);
__m128i temp_epi32_sum = _mm_add_epi32(temp_epi32_lower, temp_epi32_upper);
int*temp = (int*)&temp_epi32_sum;
cat_sum_cnt[0][0] += temp[0];
cat_sum_cnt[0][1] += temp[1];
cat_sum_cnt[0][2] += temp[2];
cat_sum_cnt[0][3] += temp[3];
__m128i tmp_four_values_epi32_lower = _mm256_castsi256_si128(tmp_four_values_epi32);
__m128i tmp_four_values_epi32_upper = _mm256_extracti128_si256(tmp_four_values_epi32, 1);
__m128i tmp_four_values_epi32_sum = _mm_add_epi32(tmp_four_values_epi32_lower, tmp_four_values_epi32_upper);
tmp_four_values_epi32_sum = _mm_add_epi64(tmp_four_values_epi32_sum, tmp_four_values_epi32_sum);
temp = (int*)&tmp_four_values_epi32_sum;
cat_sum_cnt[0][4] += (temp[0] + temp[1]);
bool use_6_elements = block_width - x - 1 == 6;
switch (use_6_elements) {
case true:;
// Load the last 6 pixels to use
if (block_width - x - 1 >= 6) {
const kvz_pixel *c_data = &rec_data[y * block_width + x];
__m128i vector_a_epi8 = load_6_pixels(&c_data[a_ofs.y * block_width + a_ofs.x]);
@ -300,90 +277,79 @@ static void calc_sao_edge_dir_avx2(const kvz_pixel *orig_data,
const kvz_pixel* orig_ptr = &(orig_data[y * block_width + x]);
__m256i temp_mem_epi32 = _mm256_cvtepu8_epi32(load_6_pixels(orig_ptr));
temp_mem_epi32 = _mm256_cvtepu8_epi32(load_6_pixels(orig_ptr));
temp_mem_epi32 = _mm256_sub_epi32(temp_mem_epi32, _mm256_cvtepu8_epi32(vector_c_epi8));
// Check wich values are right for specific cat amount.
// It's done for every single value that cat could get {1, 2, 0, 3, 4}
//--------------------------------------------------------------------------
__m256i mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(zeros_epi32, v_cat_epi32);
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[0] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[0], temp_epi32);
int temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4 - 2;
cat_sum_cnt[1][0] += temp_cnt;
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_zero_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(ones_epi32, v_cat_epi32);
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[1] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[1], temp_epi32);
temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4;
cat_sum_cnt[1][1] += temp_cnt;
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_one_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(twos_epi32, v_cat_epi32);
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[2] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[2], temp_epi32);
temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4;
cat_sum_cnt[1][2] += temp_cnt;
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_two_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(threes_epi32, v_cat_epi32);
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[3] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[3], temp_epi32);
temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4;
cat_sum_cnt[1][3] += temp_cnt;
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_three_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
mask_epi32 = _mm256_cmpeq_epi32(fours_epi32, v_cat_epi32);
temp_epi32 = _mm256_and_si256(temp_mem_epi32, mask_epi32);
v_diff_accum[4] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[4], temp_epi32);
temp_cnt = _mm_popcnt_u32(_mm256_movemask_epi8(mask_epi32)) / 4;
cat_sum_cnt[1][4] += temp_cnt;
temp_epi32 = _mm256_and_si256(mask_epi32, temp_mem_epi32);
tmp_four_values_epi32 = _mm256_add_epi32(tmp_zero_values_epi32, temp_epi32);
//--------------------------------------------------------------------------
x += 6;
}
temp_epi32 = _mm256_hadd_epi32(tmp_zero_values_epi32, tmp_one_values_epi32);
temp_mem_epi32 = _mm256_hadd_epi32(tmp_two_values_epi32, tmp_three_values_epi32);
temp_mem_epi32 = _mm256_hadd_epi32(temp_epi32, temp_mem_epi32);
temp_epi32_lower = _mm256_castsi256_si128(temp_epi32);
temp_epi32_upper = _mm256_extracti128_si256(temp_epi32, 1);
temp_epi32_sum = _mm_add_epi32(temp_epi32_lower, temp_epi32_upper);
temp = (int*)&temp_epi32_sum;
cat_sum_cnt[0][0] += temp[0];
cat_sum_cnt[0][1] += temp[1];
cat_sum_cnt[0][2] += temp[2];
cat_sum_cnt[0][3] += temp[3];
tmp_four_values_epi32_lower = _mm256_castsi256_si128(tmp_four_values_epi32);
tmp_four_values_epi32_upper = _mm256_extracti128_si256(tmp_four_values_epi32, 1);
tmp_four_values_epi32_sum = _mm_add_epi32(tmp_four_values_epi32_lower, tmp_four_values_epi32_upper);
tmp_four_values_epi32_sum = _mm_add_epi64(tmp_four_values_epi32_sum, tmp_four_values_epi32_sum);
temp = (int*)&tmp_four_values_epi32_sum;
cat_sum_cnt[0][4] += (temp[0] + temp[1]);
break;
default:
// Use when theres odd number of pixels left
for (int i = x; i < block_width - 1; ++i) {
const kvz_pixel *c_data = &rec_data[y * block_width + i];
// If odd number of pixels left, use this
for (x; x < block_width - 1; ++x) {
const kvz_pixel *c_data = &rec_data[y * block_width + x];
kvz_pixel a = c_data[a_ofs.y * block_width + a_ofs.x];
kvz_pixel c = c_data[0];
kvz_pixel b = c_data[b_ofs.y * block_width + b_ofs.x];
int eo_cat = sao_calc_eo_cat(a, b, c);
cat_sum_cnt[0][eo_cat] += orig_data[y * block_width + i] - c;
cat_sum_cnt[0][eo_cat] += orig_data[y * block_width + x] - c;
cat_sum_cnt[1][eo_cat] += 1;
}
break;
}
for (int eo_cat = 0; eo_cat < NUM_SAO_EDGE_CATEGORIES; ++eo_cat) {
int accum = 0;
//Full horizontal sum of accumulated values
v_diff_accum[eo_cat] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[eo_cat], _mm256_castsi128_si256(_mm256_extracti128_si256(v_diff_accum[eo_cat], 1)));
v_diff_accum[eo_cat] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[eo_cat], _mm256_shuffle_epi32(v_diff_accum[eo_cat], _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2)));
v_diff_accum[eo_cat] = _mm256_add_epi32(v_diff_accum[eo_cat], _mm256_shuffle_epi32(v_diff_accum[eo_cat], _MM_SHUFFLE(0, 1, 0, 1)));
accum += _mm_cvtsi128_si32(_mm256_castsi256_si128(v_diff_accum[eo_cat]));
cat_sum_cnt[0][eo_cat] += accum;
}
}
@ -544,48 +510,69 @@ static int sao_band_ddistortion_avx2(const encoder_state_t * const state,
int shift = state->encoder_control->bitdepth - 5;
int sum = 0;
__m256i sum_epi32 = _mm256_setzero_si256();
__m256i sum_epi32 = { 0 };
__m256i band_pos_epi32 = _mm256_set1_epi32(band_pos);
for (y = 0; y < block_height; ++y) {
for (x = 0; x < block_width; x += 8) {
bool use_8_elements = (block_width - x) >= 8;
switch (use_8_elements)
{
case true:;
//int band = (rec_data[y * block_width + x] >> shift) - band_pos;
__m256i band_epi32 = _mm256_cvtepu8_epi32(_mm_loadl_epi64((__m128i*)&(rec_data[y * block_width + x])));
band_epi32 = _mm256_srli_epi32(band_epi32, shift);
band_epi32 = _mm256_sub_epi32(band_epi32, band_pos_epi32);
__m256i offset_epi32 = _mm256_permutevar8x32_epi32(_mm256_castsi128_si256(_mm_loadu_si128((__m128i*)sao_bands)), band_epi32);
__m256i temp1 = _mm256_cmpeq_epi32(offset_epi32, band_epi32);
temp1 = _mm256_or_si256(temp1, _mm256_cmpgt_epi32(band_epi32, offset_epi32));
__m256i temp2 = _mm256_cmpgt_epi32(_mm256_set1_epi32(4), band_epi32);
__m256i mask_epi32 = _mm256_andnot_si256(temp2, temp1);
__m256i vector_mask = _mm256_cmpeq_epi32(_mm256_and_si256(_mm256_set1_epi32(~3), band_epi32), _mm256_setzero_si256());
__m256i offset_epi32 = _mm256_permutevar8x32_epi32(_mm256_castsi128_si256(_mm_loadu_si128((__m128i*)sao_bands)), band_epi32);
offset_epi32 = _mm256_and_si256(vector_mask, offset_epi32);
__m256i orig_data_epi32 = _mm256_cvtepu8_epi32(_mm_loadl_epi64((__m128i*)&(orig_data[y * block_width + x])));
__m256i rec_data_epi32 = _mm256_cvtepu8_epi32(_mm_loadl_epi64((__m128i*)&(rec_data[y * block_width + x])));
__m256i diff_epi32 = _mm256_sub_epi32(orig_data_epi32, rec_data_epi32);
temp1 = _mm256_sub_epi32(diff_epi32, offset_epi32);
temp1 = _mm256_mullo_epi32(temp1, temp1);
__m256i diff_minus_offset_epi32 = _mm256_sub_epi32(diff_epi32, offset_epi32);
temp2 = _mm256_mullo_epi32(diff_epi32, diff_epi32);
__m256i temp_sum = _mm256_sub_epi32(_mm256_mullo_epi32(diff_minus_offset_epi32, diff_minus_offset_epi32), _mm256_mullo_epi32(diff_epi32, diff_epi32));
temp1 = _mm256_sub_epi32(temp1, temp2);
temp1 = _mm256_and_si256(temp1, mask_epi32);
sum_epi32 = _mm256_add_epi32(sum_epi32, temp_sum);
sum_epi32 = _mm256_add_epi32(sum_epi32, temp1);
break;
default:;
for (x; x < block_width; ++x) {
int band = (rec_data[y * block_width + x] >> shift) - band_pos;
int offset = 0;
if (band >= 0 && band < 4) {
offset = sao_bands[band];
}
if (offset != 0) {
int diff = orig_data[y * block_width + x] - rec_data[y * block_width + x];
// Offset is applied to reconstruction, so it is subtracted from diff.
sum += (diff - offset) * (diff - offset) - diff * diff;
}
}
}
sum_epi32 = _mm256_hadd_epi32(sum_epi32, sum_epi32);
sum_epi32 = _mm256_hadd_epi32(sum_epi32, sum_epi32);
sum = _mm256_extract_epi32(sum_epi32, 0) + _mm256_extract_epi32(sum_epi32, 4);
}
}
//Full horizontal sum
sum_epi32 = _mm256_add_epi32(sum_epi32, _mm256_castsi128_si256(_mm256_extracti128_si256(sum_epi32, 1)));
sum_epi32 = _mm256_add_epi32(sum_epi32, _mm256_shuffle_epi32(sum_epi32, _MM_SHUFFLE(1, 0, 3, 2)));
sum_epi32 = _mm256_add_epi32(sum_epi32, _mm256_shuffle_epi32(sum_epi32, _MM_SHUFFLE(0, 1, 0, 1)));
sum += _mm_cvtsi128_si32(_mm256_castsi256_si128(sum_epi32));
return sum;
}
#endif //COMPILE_INTEL_AVX2
@ -595,7 +582,7 @@ int kvz_strategy_register_sao_avx2(void* opaque, uint8_t bitdepth)
bool success = true;
#if COMPILE_INTEL_AVX2
if (bitdepth == 8) {
success &= kvz_strategyselector_register(opaque, "sao_edge_ddistortion", "avx2", 40, &sao_edge_ddistortion_avx2);
//success &= kvz_strategyselector_register(opaque, "sao_edge_ddistortion", "avx2", 40, &sao_edge_ddistortion_avx2);
success &= kvz_strategyselector_register(opaque, "calc_sao_edge_dir", "avx2", 40, &calc_sao_edge_dir_avx2);
success &= kvz_strategyselector_register(opaque, "sao_reconstruct_color", "avx2", 40, &sao_reconstruct_color_avx2);
success &= kvz_strategyselector_register(opaque, "sao_band_ddistortion", "avx2", 40, &sao_band_ddistortion_avx2);

View file

@ -94,6 +94,9 @@ static void calc_sao_edge_dir_generic(const kvz_pixel *orig_data,
// Don't sample the edge pixels because this function doesn't have access to
// their neighbours.
for (y = 1; y < block_height - 1; ++y) {
for (x = 1; x < block_width - 1; ++x) {
const kvz_pixel *c_data = &rec_data[y * block_width + x];
@ -164,7 +167,6 @@ static int sao_band_ddistortion_generic(const encoder_state_t * const state,
int y, x;
int shift = state->encoder_control->bitdepth-5;
int sum = 0;
for (y = 0; y < block_height; ++y) {
for (x = 0; x < block_width; ++x) {
int band = (rec_data[y * block_width + x] >> shift) - band_pos;