deps/libretro-common/audio/conversion/s16_to_float.c

   1 /* Copyright  (C) 2010-2021 The RetroArch team
   2  *
   3  * ---------------------------------------------------------------------------------------
   4  * The following license statement only applies to this file (s16_to_float.c).
   5  * ---------------------------------------------------------------------------------------
   6  *
   7  * Permission is hereby granted, free of charge,
   8  * to any person obtaining a copy of this software and associated documentation files (the "Software"),
   9  * to deal in the Software without restriction, including without limitation the rights to
  10  * use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell copies of the Software,
  11  * and to permit persons to whom the Software is furnished to do so, subject to the following conditions:
  12  *
  13  * The above copyright notice and this permission notice shall be included in all copies or substantial portions of the Software.
  14  *
  15  * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR IMPLIED,
  16  * INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
  17  * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT.
  18  * IN NO EVENT SHALL THE AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER LIABILITY,
  19  * WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
  20  * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN THE SOFTWARE.
  21  */
  22 #if defined(__SSE2__)
  23 #include <emmintrin.h>
  24 #elif defined(__ALTIVEC__)
  25 #include <altivec.h>
  26 #endif
  27
  28 #include <boolean.h>
  29 #include <features/features_cpu.h>
  30 #include <audio/conversion/s16_to_float.h>
  31
  32 #if (defined(__ARM_NEON__) || defined(HAVE_NEON))
  33 static bool s16_to_float_neon_enabled = false;
  34
  35 #ifdef HAVE_ARM_NEON_ASM_OPTIMIZATIONS
  36 /* Avoid potential hard-float/soft-float ABI issues. */
  37 void convert_s16_float_asm(float *out, const int16_t *in,
  38       size_t samples, const float *gain);
  39 #else
  40 #include <arm_neon.h>
  41 #endif
  42
  43 void convert_s16_to_float(float *out,
  44       const int16_t *in, size_t samples, float gain)
  45 {
  46    unsigned i      = 0;
  47
  48    if (s16_to_float_neon_enabled)
  49    {
  50 #ifdef HAVE_ARM_NEON_ASM_OPTIMIZATIONS
  51       size_t aligned_samples = samples & ~7;
  52       if (aligned_samples)
  53          convert_s16_float_asm(out, in, aligned_samples, &gain);
  54
  55       /* Could do all conversion in ASM, but keep it simple for now. */
  56       out                   += aligned_samples;
  57       in                    += aligned_samples;
  58       samples               -= aligned_samples;
  59       i                      = 0;
  60 #else
  61       float        gf        = gain / (1 << 15);
  62       float32x4_t vgf        = {gf, gf, gf, gf};
  63       while (samples >= 8)
  64       {
  65          float32x4x2_t oreg;
  66          int16x4x2_t inreg   = vld2_s16(in);
  67          int32x4_t      p1   = vmovl_s16(inreg.val[0]);
  68          int32x4_t      p2   = vmovl_s16(inreg.val[1]);
  69          oreg.val[0]         = vmulq_f32(vcvtq_f32_s32(p1), vgf);
  70          oreg.val[1]         = vmulq_f32(vcvtq_f32_s32(p2), vgf);
  71          vst2q_f32(out, oreg);
  72          in                 += 8;
  73          out                += 8;
  74          samples            -= 8;
  75       }
  76 #endif
  77    }
  78
  79    gain /= 0x8000;
  80
  81    for (; i < samples; i++)
  82       out[i] = (float)in[i] * gain;
  83 }
  84
  85 void convert_s16_to_float_init_simd(void)
  86 {
  87    uint64_t cpu = cpu_features_get();
  88
  89    if (cpu & RETRO_SIMD_NEON)
  90       s16_to_float_neon_enabled = true;
  91 }
  92 #else
  93 void convert_s16_to_float(float *out,
  94       const int16_t *in, size_t samples, float gain)
  95 {
  96    unsigned i      = 0;
  97
  98 #if defined(__SSE2__)
  99    float fgain   = gain / UINT32_C(0x80000000);
 100    __m128 factor = _mm_set1_ps(fgain);
 101
 102    for (i = 0; i + 8 <= samples; i += 8, in += 8, out += 8)
 103    {
 104       __m128i input    = _mm_loadu_si128((const __m128i *)in);
 105       __m128i regs_l   = _mm_unpacklo_epi16(_mm_setzero_si128(), input);
 106       __m128i regs_r   = _mm_unpackhi_epi16(_mm_setzero_si128(), input);
 107       __m128 output_l  = _mm_mul_ps(_mm_cvtepi32_ps(regs_l), factor);
 108       __m128 output_r  = _mm_mul_ps(_mm_cvtepi32_ps(regs_r), factor);
 109
 110       _mm_storeu_ps(out + 0, output_l);
 111       _mm_storeu_ps(out + 4, output_r);
 112    }
 113
 114    samples = samples - i;
 115    i       = 0;
 116 #elif defined(__ALTIVEC__)
 117    size_t samples_in = samples;
 118
 119    /* Unaligned loads/store is a bit expensive, so we
 120     * optimize for the good path (very likely). */
 121    if (((uintptr_t)out & 15) + ((uintptr_t)in & 15) == 0)
 122    {
 123       const vector float gain_vec = { gain, gain , gain, gain };
 124       const vector float zero_vec = { 0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f};
 125
 126       for (i = 0; i + 8 <= samples; i += 8, in += 8, out += 8)
 127       {
 128          vector signed short input = vec_ld(0, in);
 129          vector signed int hi      = vec_unpackh(input);
 130          vector signed int lo      = vec_unpackl(input);
 131          vector float out_hi       = vec_madd(vec_ctf(hi, 15), gain_vec, zero_vec);
 132          vector float out_lo       = vec_madd(vec_ctf(lo, 15), gain_vec, zero_vec);
 133
 134          vec_st(out_hi,  0, out);
 135          vec_st(out_lo, 16, out);
 136       }
 137
 138       samples_in -= i;
 139    }
 140
 141    samples = samples_in;
 142    i       = 0;
 143 #endif
 144
 145    gain   /= 0x8000;
 146
 147 #if defined(_MIPS_ARCH_ALLEGREX)
 148 #ifdef DEBUG
 149    /* Make sure the buffer is 16 byte aligned, this should be the
 150     * default behaviour of malloc in the PSPSDK.
 151     * Only the output buffer can be assumed to be 16-byte aligned. */
 152    retro_assert(((uintptr_t)out & 0xf) == 0);
 153 #endif
 154
 155    __asm__ (
 156          ".set    push                    \n"
 157          ".set    noreorder               \n"
 158          "mtv     %0, s200                \n"
 159          ".set    pop                     \n"
 160          ::"r"(gain));
 161
 162    for (i = 0; i + 16 <= samples; i += 16)
 163    {
 164       __asm__ (
 165             ".set    push                 \n"
 166             ".set    noreorder            \n"
 167
 168             "lv.s    s100,  0(%0)         \n"
 169             "lv.s    s101,  4(%0)         \n"
 170             "lv.s    s110,  8(%0)         \n"
 171             "lv.s    s111, 12(%0)         \n"
 172             "lv.s    s120, 16(%0)         \n"
 173             "lv.s    s121, 20(%0)         \n"
 174             "lv.s    s130, 24(%0)         \n"
 175             "lv.s    s131, 28(%0)         \n"
 176
 177             "vs2i.p  c100, c100           \n"
 178             "vs2i.p  c110, c110           \n"
 179             "vs2i.p  c120, c120           \n"
 180             "vs2i.p  c130, c130           \n"
 181
 182             "vi2f.q  c100, c100, 16       \n"
 183             "vi2f.q  c110, c110, 16       \n"
 184             "vi2f.q  c120, c120, 16       \n"
 185             "vi2f.q  c130, c130, 16       \n"
 186
 187             "vmscl.q e100, e100, s200     \n"
 188
 189             "sv.q    c100,  0(%1)         \n"
 190             "sv.q    c110, 16(%1)         \n"
 191             "sv.q    c120, 32(%1)         \n"
 192             "sv.q    c130, 48(%1)         \n"
 193
 194             ".set    pop                  \n"
 195             :: "r"(in + i), "r"(out + i));
 196    }
 197 #endif
 198
 199    for (; i < samples; i++)
 200       out[i] = (float)in[i] * gain;
 201 }
 202
 203 void convert_s16_to_float_init_simd(void) { }
 204 #endif
 205