Preserve uSrc MSB across lighting and blending
authorJustin Weiss <justin@justinweiss.com>
Sun, 1 Mar 2020 23:40:25 +0000 (15:40 -0800)
committerJustin Weiss <justin@justinweiss.com>
Sun, 1 Mar 2020 23:40:25 +0000 (15:40 -0800)
This saves a few cycles because gcc stores / loads srcMSB when
using ARM-optimized lighting.

plugins/gpu_unai/gpu_inner.h
plugins/gpu_unai/gpu_inner_blend.h
plugins/gpu_unai/gpu_inner_blend_arm.h
plugins/gpu_unai/gpu_inner_light.h
plugins/gpu_unai/gpu_inner_light_arm.h

index 197d7ad..8314790 100644 (file)
 //#endif
 
 #include "gpu_inner_blend.h"
-
-#ifdef __arm__
-#include "gpu_inner_blend_arm.h"
-#define gpuBlending gpuBlendingARM
-#else
-#define gpuBlending gpuBlendingGeneric
-#endif
-
 #include "gpu_inner_quantization.h"
 #include "gpu_inner_light.h"
 
 #ifdef __arm__
+#include "gpu_inner_blend_arm.h"
 #include "gpu_inner_light_arm.h"
+#define gpuBlending gpuBlendingARM
 #define gpuLightingRGB gpuLightingRGBARM
 #define gpuLightingTXT gpuLightingTXTARM
 #define gpuLightingTXTGouraud gpuLightingTXTGouraudARM
+// Non-dithering lighting and blending functions preserve uSrc
+// MSB. This saves a few operations and useless load/stores.
+#define MSB_PRESERVED (!CF_DITHER)
 #else
+#define gpuBlending gpuBlendingGeneric
 #define gpuLightingRGB gpuLightingRGBGeneric
 #define gpuLightingTXT gpuLightingTXTGeneric
 #define gpuLightingTXTGouraud gpuLightingTXTGouraudGeneric
+#define MSB_PRESERVED 0
 #endif
 
 
@@ -158,10 +157,10 @@ static u8* gpuPixelSpanFn(u8* pDst, uintptr_t data, ptrdiff_t incr, size_t len)
                                        else            { *(u16*)pDst = col;          }
                                }
                        } else {
-                               u16 uDst = *(u16*)pDst;
+                               uint_fast16_t uDst = *(u16*)pDst;
                                if (CF_MASKCHECK) { if (uDst & 0x8000) goto endpixel; }
 
-                               u16 uSrc = col;
+                               uint_fast16_t uSrc = col;
 
                                if (CF_BLEND)
                                        uSrc = gpuBlending<CF_BLENDMODE, skip_uSrc_mask>(uSrc, uDst);
@@ -184,11 +183,11 @@ static u8* gpuPixelSpanFn(u8* pDst, uintptr_t data, ptrdiff_t incr, size_t len)
                                        else            { *(u16*)pDst = col;          }
                                }
                        } else {
-                               u16 uDst = *(u16*)pDst;
+                               uint_fast16_t uDst = *(u16*)pDst;
                                if (CF_MASKCHECK) { if (uDst & 0x8000) goto endpixel; }
                                col = gpuGouraudColor15bpp(r, g, b);
 
-                               u16 uSrc = col;
+                               uint_fast16_t uSrc = col;
 
                                // Blend func can save an operation if it knows uSrc MSB is
                                //  unset. For untextured prims, this is always true.
@@ -294,7 +293,7 @@ static void gpuTileSpanFn(u16 *pDst, u32 count, u16 data)
                //  unset. For untextured prims, this is always true.
                const bool skip_uSrc_mask = true;
 
-               u16 uSrc, uDst;
+               uint_fast16_t uSrc, uDst;
                do
                {
                        if (CF_MASKCHECK || CF_BLEND) { uDst = *pDst; }
@@ -357,10 +356,11 @@ static void gpuSpriteSpanFn(u16 *pDst, u32 count, u8* pTxt, u32 u0)
 {
        // Blend func can save an operation if it knows uSrc MSB is unset.
        //  Untextured prims can always skip (source color always comes with MSB=0).
-       //  For textured prims, lighting funcs always return it unset. (bonus!)
-       const bool skip_uSrc_mask = (!CF_TEXTMODE) || CF_LIGHT;
+       //  For textured prims, the generic lighting funcs always return it unset. (bonus!)
+  const bool skip_uSrc_mask = MSB_PRESERVED ? (!CF_TEXTMODE) : (!CF_TEXTMODE) || CF_LIGHT;
 
-       u16 uSrc, uDst, srcMSB;
+       uint_fast16_t uSrc, uDst, srcMSB;
+  bool should_blend;
        u32 u0_mask = gpu_unai.TextureWindow[2];
 
        u8 r5, g5, b5;
@@ -402,12 +402,14 @@ static void gpuSpriteSpanFn(u16 *pDst, u32 count, u8* pTxt, u32 u0)
                if (CF_LIGHT)
                        uSrc = gpuLightingTXT(uSrc, r5, g5, b5);
 
-               if (CF_BLEND && srcMSB)
+    should_blend = MSB_PRESERVED ? uSrc & 0x8000 : srcMSB;
+
+               if (CF_BLEND && should_blend)
                        uSrc = gpuBlending<CF_BLENDMODE, skip_uSrc_mask>(uSrc, uDst);
 
-               if (CF_MASKSET)                { *pDst = uSrc | 0x8000; }
-               else if (CF_BLEND || CF_LIGHT) { *pDst = uSrc | srcMSB; }
-               else                           { *pDst = uSrc;          }
+               if (CF_MASKSET)                                    { *pDst = uSrc | 0x8000; }
+               else if (!MSB_PRESERVED && (CF_BLEND || CF_LIGHT)) { *pDst = uSrc | srcMSB; }
+               else                                               { *pDst = uSrc;          }
 
 endsprite:
                u0 += (CF_TEXTMODE==3) ? 2 : 1;
@@ -484,8 +486,9 @@ static void gpuPolySpanFn(const gpu_unai_t &gpu_unai, u16 *pDst, u32 count)
 {
        // Blend func can save an operation if it knows uSrc MSB is unset.
        //  Untextured prims can always skip this (src color MSB is always 0).
-       //  For textured prims, lighting funcs always return it unset. (bonus!)
-       const bool skip_uSrc_mask = (!CF_TEXTMODE) || CF_LIGHT;
+       //  For textured prims, the generic lighting funcs always return it unset. (bonus!)
+  const bool skip_uSrc_mask = MSB_PRESERVED ? (!CF_TEXTMODE) : (!CF_TEXTMODE) || CF_LIGHT;
+  bool should_blend;
 
        u32 bMsk; if (CF_BLITMASK) bMsk = gpu_unai.blit_mask;
 
@@ -496,7 +499,7 @@ static void gpuPolySpanFn(const gpu_unai_t &gpu_unai, u16 *pDst, u32 count)
                        // UNTEXTURED, NO GOURAUD
                        const u16 pix15 = gpu_unai.PixelData;
                        do {
-                               u16 uSrc, uDst;
+                               uint_fast16_t uSrc, uDst;
 
                                // NOTE: Don't enable CF_BLITMASK  pixel skipping (speed hack)
                                //  on untextured polys. It seems to do more harm than good: see
@@ -525,7 +528,7 @@ endpolynotextnogou:
                        u32 l_gInc = gpu_unai.gInc;
 
                        do {
-                               u16 uDst, uSrc;
+                               uint_fast16_t uDst, uSrc;
 
                                // See note in above loop regarding CF_BLITMASK
                                //if (CF_BLITMASK) { if ((bMsk>>((((uintptr_t)pDst)>>1)&7))&1) goto endpolynotextgou; }
@@ -563,7 +566,7 @@ endpolynotextgou:
        {
                // TEXTURED
 
-               u16 uDst, uSrc, srcMSB;
+               uint_fast16_t uDst, uSrc, srcMSB;
 
                //senquack - note: original UNAI code had gpu_unai.{u4/v4} packed into
                // one 32-bit unsigned int, but this proved to lose too much accuracy
@@ -650,13 +653,14 @@ endpolynotextgou:
                                                uSrc = gpuLightingTXT(uSrc, r5, g5, b5);
                                }
 
-                               if (CF_BLEND && srcMSB)
+        should_blend = MSB_PRESERVED ? uSrc & 0x8000 : srcMSB;
+                               if (CF_BLEND && should_blend)
                                        uSrc = gpuBlending<CF_BLENDMODE, skip_uSrc_mask>(uSrc, uDst);
                        }
 
-                       if (CF_MASKSET)                { *pDst = uSrc | 0x8000; }
-                       else if (CF_BLEND || CF_LIGHT) { *pDst = uSrc | srcMSB; }
-                       else                           { *pDst = uSrc;          }
+                       if (CF_MASKSET)                                    { *pDst = uSrc | 0x8000; }
+                       else if (!MSB_PRESERVED && (CF_BLEND || CF_LIGHT)) { *pDst = uSrc | srcMSB; }
+                       else                                               { *pDst = uSrc;          }
 endpolytext:
                        pDst++;
                        l_u = (l_u + l_u_inc) & l_u_msk;
index a469541..febc7ed 100644 (file)
 // Where '0' is zero-padding, and '-' is don't care
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 template <int BLENDMODE, bool SKIP_USRC_MSB_MASK>
-GPU_INLINE u16 gpuBlendingGeneric(u16 uSrc, u16 uDst)
+GPU_INLINE uint_fast16_t gpuBlendingGeneric(uint_fast16_t uSrc, uint_fast16_t uDst)
 {
        // These use Blargg's bitwise modulo-clamping:
        //  http://blargg.8bitalley.com/info/rgb_mixing.html
        //  http://blargg.8bitalley.com/info/rgb_clamped_add.html
        //  http://blargg.8bitalley.com/info/rgb_clamped_sub.html
 
-       u16 mix;
+       uint_fast16_t mix;
 
        // 0.5 x Back + 0.5 x Forward
        if (BLENDMODE==0) {
@@ -113,7 +113,7 @@ GPU_INLINE u16 gpuBlendingGeneric(u16 uSrc, u16 uDst)
 //                     ^ bit 31
 // Where 'X' are fixed-pt bits, '0' is zero-padding, and '-' is don't care
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-GPU_INLINE u32 gpuGetRGB24(u16 uSrc)
+GPU_INLINE u32 gpuGetRGB24(uint_fast16_t uSrc)
 {
        return ((uSrc & 0x7C00)<<14)
             | ((uSrc & 0x03E0)<< 9)
@@ -137,7 +137,7 @@ GPU_INLINE u32 gpuGetRGB24(u16 uSrc)
 // Where 'X' are fixed-pt bits, '0' is zero-padding, and '-' is don't care
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 template <int BLENDMODE>
-GPU_INLINE u32 gpuBlending24(u32 uSrc24, u16 uDst)
+GPU_INLINE u32 gpuBlending24(u32 uSrc24, uint_fast16_t uDst)
 {
        // These use techniques adapted from Blargg's techniques mentioned in
        //  in gpuBlending() comments above. Not as much bitwise trickery is
index 4db105a..5ddbdbb 100644 (file)
@@ -15,7 +15,7 @@
 // Where '0' is zero-padding, and '-' is don't care
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 template <int BLENDMODE, bool SKIP_USRC_MSB_MASK>
-GPU_INLINE u16 gpuBlendingARM(u16 uSrc, u16 uDst)
+GPU_INLINE uint_fast16_t gpuBlendingARM(uint_fast16_t uSrc, uint_fast16_t uDst)
 {
        // These use Blargg's bitwise modulo-clamping:
        //  http://blargg.8bitalley.com/info/rgb_mixing.html
@@ -23,7 +23,7 @@ GPU_INLINE u16 gpuBlendingARM(u16 uSrc, u16 uDst)
        //  http://blargg.8bitalley.com/info/rgb_clamped_sub.html
 
   
-       u16 mix;
+       uint_fast16_t mix;
 
   asm ("bic %[uDst], %[uDst], #0x8000" : [uDst] "+r" (uDst));
 
@@ -89,6 +89,12 @@ GPU_INLINE u16 gpuBlendingARM(u16 uSrc, u16 uDst)
          : [diff] "=&r" (diff), [mix] "=&r" (mix)
          : [uSrc] "r" (uSrc), [uDst] "r" (uDst), [mask] "r" (0x8420));
        }
+
+  // There's not a case where we can get into this function,
+  // SKIP_USRC_MSB_MASK is false, and the msb of uSrc is unset.
+  if (!SKIP_USRC_MSB_MASK) {
+    asm ("orr %[mix], %[mix], #0x8000" : [mix] "+r" (mix));
+  }
   
        return mix;
 }
index 71d85b1..f90e8ec 100644 (file)
@@ -127,7 +127,7 @@ GPU_INLINE u32 gpuPackGouraudColInc(s32 dr, s32 dg, s32 db)
 //                 ^ bit 16
 // Where 'r,g,b' are integer bits of colors, 'X' fixed-pt, and '0' zero
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-GPU_INLINE u16 gpuLightingRGBGeneric(u32 gCol)
+GPU_INLINE uint_fast16_t gpuLightingRGBGeneric(u32 gCol)
 {
        return ((gCol<< 5)&0x7C00) |
               ((gCol>>11)&0x03E0) |
@@ -168,7 +168,7 @@ GPU_INLINE u32 gpuLightingRGB24(u32 gCol)
 //          u16 output:  0bbbbbgggggrrrrr
 // Where 'X' are fixed-pt bits, '0' is zero-padding, and '-' is don't care
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-GPU_INLINE u16 gpuLightingTXTGeneric(u16 uSrc, u8 r5, u8 g5, u8 b5)
+GPU_INLINE uint_fast16_t gpuLightingTXTGeneric(uint_fast16_t uSrc, u8 r5, u8 g5, u8 b5)
 {
        return (gpu_unai.LightLUT[((uSrc&0x7C00)>>5) | b5] << 10) |
               (gpu_unai.LightLUT[ (uSrc&0x03E0)     | g5] <<  5) |
@@ -190,7 +190,7 @@ GPU_INLINE u16 gpuLightingTXTGeneric(u16 uSrc, u8 r5, u8 g5, u8 b5)
 //          u16 output:  0bbbbbgggggrrrrr
 // Where 'X' are fixed-pt bits, '0' is zero-padding, and '-' is don't care
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-GPU_INLINE u16 gpuLightingTXTGouraudGeneric(u16 uSrc, u32 gCol)
+GPU_INLINE uint_fast16_t gpuLightingTXTGouraudGeneric(uint_fast16_t uSrc, u32 gCol)
 {
        return (gpu_unai.LightLUT[((uSrc&0x7C00)>>5) | ((gCol>> 5)&0x1F)]<<10) |
               (gpu_unai.LightLUT[ (uSrc&0x03E0)     | ((gCol>>16)&0x1F)]<< 5) |
@@ -214,15 +214,15 @@ GPU_INLINE u16 gpuLightingTXTGouraudGeneric(u16 uSrc, u32 gCol)
 //                     ^ bit 31
 // Where 'X' are fixed-pt bits, '0' is zero-padding, and '-' is don't care
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-GPU_INLINE u32 gpuLightingTXT24(u16 uSrc, u8 r8, u8 g8, u8 b8)
+GPU_INLINE u32 gpuLightingTXT24(uint_fast16_t uSrc, u8 r8, u8 g8, u8 b8)
 {
-       u16 r1 = uSrc&0x001F;
-       u16 g1 = uSrc&0x03E0;
-       u16 b1 = uSrc&0x7C00;
+       uint_fast16_t r1 = uSrc&0x001F;
+       uint_fast16_t g1 = uSrc&0x03E0;
+       uint_fast16_t b1 = uSrc&0x7C00;
 
-       u16 r2 = r8;
-       u16 g2 = g8;
-       u16 b2 = b8;
+       uint_fast16_t r2 = r8;
+       uint_fast16_t g2 = g8;
+       uint_fast16_t b2 = b8;
 
        u32 r3 = r1 * r2; if (r3 & 0xFFFFF000) r3 = ~0xFFFFF000;
        u32 g3 = g1 * g2; if (g3 & 0xFFFE0000) g3 = ~0xFFFE0000;
@@ -249,15 +249,15 @@ GPU_INLINE u32 gpuLightingTXT24(u16 uSrc, u8 r8, u8 g8, u8 b8)
 //                     ^ bit 31
 // Where 'X' are fixed-pt bits, '0' is zero-padding, and '-' is don't care
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-GPU_INLINE u32 gpuLightingTXT24Gouraud(u16 uSrc, u32 gCol)
+GPU_INLINE u32 gpuLightingTXT24Gouraud(uint_fast16_t uSrc, u32 gCol)
 {
-       u16 r1 = uSrc&0x001F;
-       u16 g1 = uSrc&0x03E0;
-       u16 b1 = uSrc&0x7C00;
+       uint_fast16_t r1 = uSrc&0x001F;
+       uint_fast16_t g1 = uSrc&0x03E0;
+       uint_fast16_t b1 = uSrc&0x7C00;
 
-       u16 r2 = (gCol>>24) & 0xFF;
-       u16 g2 = (gCol>>13) & 0xFF;
-       u16 b2 = (gCol>> 2) & 0xFF;
+       uint_fast16_t r2 = (gCol>>24) & 0xFF;
+       uint_fast16_t g2 = (gCol>>13) & 0xFF;
+       uint_fast16_t b2 = (gCol>> 2) & 0xFF;
 
        u32 r3 = r1 * r2; if (r3 & 0xFFFFF000) r3 = ~0xFFFFF000;
        u32 g3 = g1 * g2; if (g3 & 0xFFFE0000) g3 = ~0xFFFE0000;
index ac99cf3..a1c3628 100644 (file)
@@ -12,9 +12,9 @@
 //                 ^ bit 16
 // Where 'r,g,b' are integer bits of colors, 'X' fixed-pt, and '0' zero
 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
-GPU_INLINE u16 gpuLightingRGBARM(u32 gCol)
+GPU_INLINE uint_fast16_t gpuLightingRGBARM(u32 gCol)
 {
-  u16 out = 0x03E0; // don't need the mask after starting to write output
+  uint_fast16_t out = 0x03E0; // don't need the mask after starting to write output
   u32 tmp;
   
   asm ("and %[tmp], %[gCol], %[out]\n\t"              // tmp holds 0x000000bbbbb00000
@@ -29,9 +29,9 @@ GPU_INLINE u16 gpuLightingRGBARM(u32 gCol)
 }
 
 
-GPU_INLINE u16 gpuLightingTXTARM(u16 uSrc, u8 r5, u8 g5, u8 b5)
+GPU_INLINE uint_fast16_t gpuLightingTXTARM(uint_fast16_t uSrc, u8 r5, u8 g5, u8 b5)
 {
-  u16 out = 0x03E0;
+  uint_fast16_t out = 0x03E0;
   u32 db, dg;
   asm ("and    %[dg],  %[out],  %[src]  \n\t"
        "orr    %[dg],  %[dg],   %[g5]   \n\t"
@@ -42,7 +42,9 @@ GPU_INLINE u16 gpuLightingTXTARM(u16 uSrc, u8 r5, u8 g5, u8 b5)
        "orr    %[db],  %[db],   %[b5]   \n\t"
        "ldrb   %[out], [%[lut], %[out]] \n\t"
        "ldrb   %[db],  [%[lut], %[db]]  \n\t"
+       "tst    %[src], #0x8000\n\t"
        "orr    %[out], %[out],  %[dg],  lsl #0x05   \n\t"
+       "orrne  %[out], %[out],  #0x8000\n\t"
        "orr    %[out], %[out],  %[db],  lsl #0x0A   \n\t"
     : [out] "=&r" (out), [db] "=&r" (db), [dg] "=&r" (dg)
     : [r5] "r" (r5), [g5] "r" (g5),  [b5] "r" (b5),
@@ -51,9 +53,9 @@ GPU_INLINE u16 gpuLightingTXTARM(u16 uSrc, u8 r5, u8 g5, u8 b5)
   return out;
 }
 
-GPU_INLINE u16 gpuLightingTXTGouraudARM(u16 uSrc, u32 gCol)
+GPU_INLINE uint_fast16_t gpuLightingTXTGouraudARM(uint_fast16_t uSrc, u32 gCol)
 {
-  u16 out = 0x03E0; // don't need the mask after starting to write output
+  uint_fast16_t out = 0x03E0; // don't need the mask after starting to write output
   u32 db,dg,gtmp;
   asm ("and    %[dg],  %[out],  %[src]   \n\t"
        "and    %[gtmp],%[out],  %[gCol], lsr #0x0B \n\t"
@@ -66,7 +68,9 @@ GPU_INLINE u16 gpuLightingTXTGouraudARM(u16 uSrc, u32 gCol)
        "orr    %[db],  %[db],   %[gtmp], lsr #0x05 \n\t"
        "ldrb   %[out], [%[lut], %[out]]  \n\t"
        "ldrb   %[db],  [%[lut], %[db]]   \n\t"
+       "tst    %[src], #0x8000\n\t"
        "orr    %[out], %[out],  %[dg],   lsl #0x05 \n\t"
+       "orrne  %[out], %[out],  #0x8000\n\t"
        "orr    %[out], %[out],  %[db],   lsl #0x0A \n\t"
        : [out] "=&r" (out), [db] "=&r" (db), [dg] "=&r" (dg),
          [gtmp] "=&r" (gtmp) \