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  1. /*
  2.  * software YUV to RGB converter
  3.  *
  4.  * Copyright (C) 2001-2007 Michael Niedermayer
  5.  *           (c) 2010 Konstantin Shishkov
  6.  *
  7.  * This file is part of FFmpeg.
  8.  *
  9.  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
  10.  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
  11.  * License as published by the Free Software Foundation; either
  12.  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
  13.  *
  14.  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
  15.  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16.  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17.  * Lesser General Public License for more details.
  18.  *
  19.  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20.  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
  21.  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  22.  */
  23.  
  24. #undef MOVNTQ
  25. #undef EMMS
  26. #undef SFENCE
  27.  
  28. #if COMPILE_TEMPLATE_MMXEXT
  29. #define MOVNTQ "movntq"
  30. #define SFENCE "sfence"
  31. #else
  32. #define MOVNTQ "movq"
  33. #define SFENCE " # nop"
  34. #endif
  35.  
  36. #define REG_BLUE  "0"
  37. #define REG_RED   "1"
  38. #define REG_GREEN "2"
  39. #define REG_ALPHA "3"
  40.  
  41. #define YUV2RGB_LOOP(depth)                                          \
  42.     h_size = (c->dstW + 7) & ~7;                                     \
  43.     if (h_size * depth > FFABS(dstStride[0]))                        \
  44.         h_size -= 8;                                                 \
  45.                                                                      \
  46.     vshift = c->srcFormat != AV_PIX_FMT_YUV422P;                        \
  47.                                                                      \
  48.     __asm__ volatile ("pxor %mm4, %mm4\n\t");                        \
  49.     for (y = 0; y < srcSliceH; y++) {                                \
  50.         uint8_t *image    = dst[0] + (y + srcSliceY) * dstStride[0]; \
  51.         const uint8_t *py = src[0] +               y * srcStride[0]; \
  52.         const uint8_t *pu = src[1] +   (y >> vshift) * srcStride[1]; \
  53.         const uint8_t *pv = src[2] +   (y >> vshift) * srcStride[2]; \
  54.         x86_reg index = -h_size / 2;                                 \
  55.  
  56. #define YUV2RGB_INITIAL_LOAD          \
  57.     __asm__ volatile (                \
  58.         "movq (%5, %0, 2), %%mm6\n\t" \
  59.         "movd    (%2, %0), %%mm0\n\t" \
  60.         "movd    (%3, %0), %%mm1\n\t" \
  61.         "1: \n\t"                     \
  62.  
  63. /* YUV2RGB core
  64.  * Conversion is performed in usual way:
  65.  * R = Y' * Ycoef + Vred * V'
  66.  * G = Y' * Ycoef + Vgreen * V' + Ugreen * U'
  67.  * B = Y' * Ycoef               + Ublue * U'
  68.  *
  69.  * where X' = X * 8 - Xoffset (multiplication is performed to increase
  70.  * precision a bit).
  71.  * Since it operates in YUV420 colorspace, Y component is additionally
  72.  * split into Y1 and Y2 for even and odd pixels.
  73.  *
  74.  * Input:
  75.  * mm0 - U (4 elems), mm1 - V (4 elems), mm6 - Y (8 elems), mm4 - zero register
  76.  * Output:
  77.  * mm1 - R, mm2 - G, mm0 - B
  78.  */
  79. #define YUV2RGB                                  \
  80.     /* convert Y, U, V into Y1', Y2', U', V' */  \
  81.     "movq      %%mm6, %%mm7\n\t"                 \
  82.     "punpcklbw %%mm4, %%mm0\n\t"                 \
  83.     "punpcklbw %%mm4, %%mm1\n\t"                 \
  84.     "pand     "MANGLE(mmx_00ffw)", %%mm6\n\t"    \
  85.     "psrlw     $8,    %%mm7\n\t"                 \
  86.     "psllw     $3,    %%mm0\n\t"                 \
  87.     "psllw     $3,    %%mm1\n\t"                 \
  88.     "psllw     $3,    %%mm6\n\t"                 \
  89.     "psllw     $3,    %%mm7\n\t"                 \
  90.     "psubsw   "U_OFFSET"(%4), %%mm0\n\t"         \
  91.     "psubsw   "V_OFFSET"(%4), %%mm1\n\t"         \
  92.     "psubw    "Y_OFFSET"(%4), %%mm6\n\t"         \
  93.     "psubw    "Y_OFFSET"(%4), %%mm7\n\t"         \
  94. \
  95.      /* multiply by coefficients */              \
  96.     "movq      %%mm0, %%mm2\n\t"                 \
  97.     "movq      %%mm1, %%mm3\n\t"                 \
  98.     "pmulhw   "UG_COEFF"(%4), %%mm2\n\t"         \
  99.     "pmulhw   "VG_COEFF"(%4), %%mm3\n\t"         \
  100.     "pmulhw   "Y_COEFF" (%4), %%mm6\n\t"         \
  101.     "pmulhw   "Y_COEFF" (%4), %%mm7\n\t"         \
  102.     "pmulhw   "UB_COEFF"(%4), %%mm0\n\t"         \
  103.     "pmulhw   "VR_COEFF"(%4), %%mm1\n\t"         \
  104.     "paddsw    %%mm3, %%mm2\n\t"                 \
  105.     /* now: mm0 = UB, mm1 = VR, mm2 = CG */      \
  106.     /*      mm6 = Y1, mm7 = Y2 */                \
  107. \
  108.     /* produce RGB */                            \
  109.     "movq      %%mm7, %%mm3\n\t"                 \
  110.     "movq      %%mm7, %%mm5\n\t"                 \
  111.     "paddsw    %%mm0, %%mm3\n\t"                 \
  112.     "paddsw    %%mm1, %%mm5\n\t"                 \
  113.     "paddsw    %%mm2, %%mm7\n\t"                 \
  114.     "paddsw    %%mm6, %%mm0\n\t"                 \
  115.     "paddsw    %%mm6, %%mm1\n\t"                 \
  116.     "paddsw    %%mm6, %%mm2\n\t"                 \
  117.  
  118. #define RGB_PACK_INTERLEAVE                  \
  119.     /* pack and interleave even/odd pixels */    \
  120.     "packuswb  %%mm1, %%mm0\n\t"                 \
  121.     "packuswb  %%mm5, %%mm3\n\t"                 \
  122.     "packuswb  %%mm2, %%mm2\n\t"                 \
  123.     "movq      %%mm0, %%mm1\n\n"                 \
  124.     "packuswb  %%mm7, %%mm7\n\t"                 \
  125.     "punpcklbw %%mm3, %%mm0\n\t"                 \
  126.     "punpckhbw %%mm3, %%mm1\n\t"                 \
  127.     "punpcklbw %%mm7, %%mm2\n\t"                 \
  128.  
  129. #define YUV2RGB_ENDLOOP(depth)                   \
  130.     "movq 8 (%5, %0, 2), %%mm6\n\t"              \
  131.     "movd 4 (%3, %0),    %%mm1\n\t"              \
  132.     "movd 4 (%2, %0),    %%mm0\n\t"              \
  133.     "add $"AV_STRINGIFY(depth * 8)", %1\n\t"     \
  134.     "add  $4, %0\n\t"                            \
  135.     "js   1b\n\t"                                \
  136.  
  137. #define YUV2RGB_OPERANDS                                          \
  138.         : "+r" (index), "+r" (image)                              \
  139.         : "r" (pu - index), "r" (pv - index), "r"(&c->redDither), \
  140.           "r" (py - 2*index)                                      \
  141.         : "memory"                                                \
  142.         );                                                        \
  143.     }                                                             \
  144.  
  145. #define YUV2RGB_OPERANDS_ALPHA                                    \
  146.         : "+r" (index), "+r" (image)                              \
  147.         : "r" (pu - index), "r" (pv - index), "r"(&c->redDither), \
  148.           "r" (py - 2*index), "r" (pa - 2*index)                  \
  149.         : "memory"                                                \
  150.         );                                                        \
  151.     }                                                             \
  152.  
  153. #define YUV2RGB_ENDFUNC                          \
  154.     __asm__ volatile (SFENCE"\n\t"               \
  155.                     "emms    \n\t");             \
  156.     return srcSliceH;                            \
  157.  
  158. #define IF0(x)
  159. #define IF1(x) x
  160.  
  161. #define RGB_PACK16(gmask, is15)                  \
  162.     "pand      "MANGLE(mmx_redmask)", %%mm0\n\t" \
  163.     "pand      "MANGLE(mmx_redmask)", %%mm1\n\t" \
  164.     "movq      %%mm2,     %%mm3\n\t"             \
  165.     "psllw   $"AV_STRINGIFY(3-is15)", %%mm2\n\t" \
  166.     "psrlw   $"AV_STRINGIFY(5+is15)", %%mm3\n\t" \
  167.     "psrlw     $3,        %%mm0\n\t"             \
  168.     IF##is15("psrlw  $1,  %%mm1\n\t")            \
  169.     "pand "MANGLE(pb_e0)", %%mm2\n\t"            \
  170.     "pand "MANGLE(gmask)", %%mm3\n\t"            \
  171.     "por       %%mm2,     %%mm0\n\t"             \
  172.     "por       %%mm3,     %%mm1\n\t"             \
  173.     "movq      %%mm0,     %%mm2\n\t"             \
  174.     "punpcklbw %%mm1,     %%mm0\n\t"             \
  175.     "punpckhbw %%mm1,     %%mm2\n\t"             \
  176.     MOVNTQ "   %%mm0,      (%1)\n\t"             \
  177.     MOVNTQ "   %%mm2,     8(%1)\n\t"             \
  178.  
  179. #define DITHER_RGB                               \
  180.     "paddusb "BLUE_DITHER"(%4),  %%mm0\n\t"      \
  181.     "paddusb "GREEN_DITHER"(%4), %%mm2\n\t"      \
  182.     "paddusb "RED_DITHER"(%4),   %%mm1\n\t"      \
  183.  
  184. #if !COMPILE_TEMPLATE_MMXEXT
  185. static inline int RENAME(yuv420_rgb15)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
  186.                                        int srcStride[],
  187.                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
  188.                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
  189. {
  190.     int y, h_size, vshift;
  191.  
  192.     YUV2RGB_LOOP(2)
  193.  
  194. #ifdef DITHER1XBPP
  195.         c->blueDither  = ff_dither8[y       & 1];
  196.         c->greenDither = ff_dither8[y       & 1];
  197.         c->redDither   = ff_dither8[(y + 1) & 1];
  198. #endif
  199.  
  200.         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
  201.         YUV2RGB
  202.         RGB_PACK_INTERLEAVE
  203. #ifdef DITHER1XBPP
  204.         DITHER_RGB
  205. #endif
  206.         RGB_PACK16(pb_03, 1)
  207.  
  208.     YUV2RGB_ENDLOOP(2)
  209.     YUV2RGB_OPERANDS
  210.     YUV2RGB_ENDFUNC
  211. }
  212.  
  213. static inline int RENAME(yuv420_rgb16)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
  214.                                        int srcStride[],
  215.                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
  216.                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
  217. {
  218.     int y, h_size, vshift;
  219.  
  220.     YUV2RGB_LOOP(2)
  221.  
  222. #ifdef DITHER1XBPP
  223.         c->blueDither  = ff_dither8[y       & 1];
  224.         c->greenDither = ff_dither4[y       & 1];
  225.         c->redDither   = ff_dither8[(y + 1) & 1];
  226. #endif
  227.  
  228.         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
  229.         YUV2RGB
  230.         RGB_PACK_INTERLEAVE
  231. #ifdef DITHER1XBPP
  232.         DITHER_RGB
  233. #endif
  234.         RGB_PACK16(pb_07, 0)
  235.  
  236.     YUV2RGB_ENDLOOP(2)
  237.     YUV2RGB_OPERANDS
  238.     YUV2RGB_ENDFUNC
  239. }
  240. #endif /* !COMPILE_TEMPLATE_MMXEXT */
  241.  
  242. #define RGB_PACK24(blue, red)\
  243.     "packuswb  %%mm3,      %%mm0 \n" /* R0 R2 R4 R6 R1 R3 R5 R7 */\
  244.     "packuswb  %%mm5,      %%mm1 \n" /* B0 B2 B4 B6 B1 B3 B5 B7 */\
  245.     "packuswb  %%mm7,      %%mm2 \n" /* G0 G2 G4 G6 G1 G3 G5 G7 */\
  246.     "movq      %%mm"red",  %%mm3 \n"\
  247.     "movq      %%mm"blue", %%mm6 \n"\
  248.     "psrlq     $32,        %%mm"red" \n" /* R1 R3 R5 R7 */\
  249.     "punpcklbw %%mm2,      %%mm3 \n" /* R0 G0 R2 G2 R4 G4 R6 G6 */\
  250.     "punpcklbw %%mm"red",  %%mm6 \n" /* B0 R1 B2 R3 B4 R5 B6 R7 */\
  251.     "movq      %%mm3,      %%mm5 \n"\
  252.     "punpckhbw %%mm"blue", %%mm2 \n" /* G1 B1 G3 B3 G5 B5 G7 B7 */\
  253.     "punpcklwd %%mm6,      %%mm3 \n" /* R0 G0 B0 R1 R2 G2 B2 R3 */\
  254.     "punpckhwd %%mm6,      %%mm5 \n" /* R4 G4 B4 R5 R6 G6 B6 R7 */\
  255.     RGB_PACK24_B
  256.  
  257. #if COMPILE_TEMPLATE_MMXEXT
  258. DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask1101[4]) = {-1,-1, 0,-1};
  259. DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask0010[4]) = { 0, 0,-1, 0};
  260. DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask0110[4]) = { 0,-1,-1, 0};
  261. DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask1001[4]) = {-1, 0, 0,-1};
  262. DECLARE_ASM_CONST(8, int16_t, mask0100[4]) = { 0,-1, 0, 0};
  263. #undef RGB_PACK24_B
  264. #define RGB_PACK24_B\
  265.     "pshufw    $0xc6,  %%mm2, %%mm1 \n"\
  266.     "pshufw    $0x84,  %%mm3, %%mm6 \n"\
  267.     "pshufw    $0x38,  %%mm5, %%mm7 \n"\
  268.     "pand "MANGLE(mask1101)", %%mm6 \n" /* R0 G0 B0 R1 -- -- R2 G2 */\
  269.     "movq      %%mm1,         %%mm0 \n"\
  270.     "pand "MANGLE(mask0110)", %%mm7 \n" /* -- -- R6 G6 B6 R7 -- -- */\
  271.     "movq      %%mm1,         %%mm2 \n"\
  272.     "pand "MANGLE(mask0100)", %%mm1 \n" /* -- -- G3 B3 -- -- -- -- */\
  273.     "psrlq       $48,         %%mm3 \n" /* B2 R3 -- -- -- -- -- -- */\
  274.     "pand "MANGLE(mask0010)", %%mm0 \n" /* -- -- -- -- G1 B1 -- -- */\
  275.     "psllq       $32,         %%mm5 \n" /* -- -- -- -- R4 G4 B4 R5 */\
  276.     "pand "MANGLE(mask1001)", %%mm2 \n" /* G5 B5 -- -- -- -- G7 B7 */\
  277.     "por       %%mm3,         %%mm1 \n"\
  278.     "por       %%mm6,         %%mm0 \n"\
  279.     "por       %%mm5,         %%mm1 \n"\
  280.     "por       %%mm7,         %%mm2 \n"\
  281.     MOVNTQ"    %%mm0,          (%1) \n"\
  282.     MOVNTQ"    %%mm1,         8(%1) \n"\
  283.     MOVNTQ"    %%mm2,        16(%1) \n"\
  284.  
  285. #else
  286. #undef RGB_PACK24_B
  287. #define RGB_PACK24_B\
  288.     "movd      %%mm3,       (%1) \n" /* R0 G0 B0 R1 */\
  289.     "movd      %%mm2,      4(%1) \n" /* G1 B1 */\
  290.     "psrlq     $32,        %%mm3 \n"\
  291.     "psrlq     $16,        %%mm2 \n"\
  292.     "movd      %%mm3,      6(%1) \n" /* R2 G2 B2 R3 */\
  293.     "movd      %%mm2,     10(%1) \n" /* G3 B3 */\
  294.     "psrlq     $16,        %%mm2 \n"\
  295.     "movd      %%mm5,     12(%1) \n" /* R4 G4 B4 R5 */\
  296.     "movd      %%mm2,     16(%1) \n" /* G5 B5 */\
  297.     "psrlq     $32,        %%mm5 \n"\
  298.     "movd      %%mm2,     20(%1) \n" /* -- -- G7 B7 */\
  299.     "movd      %%mm5,     18(%1) \n" /* R6 G6 B6 R7 */\
  300.  
  301. #endif
  302.  
  303. static inline int RENAME(yuv420_rgb24)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
  304.                                        int srcStride[],
  305.                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
  306.                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
  307. {
  308.     int y, h_size, vshift;
  309.  
  310.     YUV2RGB_LOOP(3)
  311.  
  312.         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
  313.         YUV2RGB
  314.         RGB_PACK24(REG_BLUE, REG_RED)
  315.  
  316.     YUV2RGB_ENDLOOP(3)
  317.     YUV2RGB_OPERANDS
  318.     YUV2RGB_ENDFUNC
  319. }
  320.  
  321. static inline int RENAME(yuv420_bgr24)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
  322.                                        int srcStride[],
  323.                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
  324.                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
  325. {
  326.     int y, h_size, vshift;
  327.  
  328.     YUV2RGB_LOOP(3)
  329.  
  330.         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
  331.         YUV2RGB
  332.         RGB_PACK24(REG_RED, REG_BLUE)
  333.  
  334.     YUV2RGB_ENDLOOP(3)
  335.     YUV2RGB_OPERANDS
  336.     YUV2RGB_ENDFUNC
  337. }
  338.  
  339.  
  340. #define SET_EMPTY_ALPHA                                                      \
  341.     "pcmpeqd   %%mm"REG_ALPHA", %%mm"REG_ALPHA"\n\t" /* set alpha to 0xFF */ \
  342.  
  343. #define LOAD_ALPHA                                   \
  344.     "movq      (%6, %0, 2),     %%mm"REG_ALPHA"\n\t" \
  345.  
  346. #define RGB_PACK32(red, green, blue, alpha)  \
  347.     "movq      %%mm"blue",  %%mm5\n\t"       \
  348.     "movq      %%mm"red",   %%mm6\n\t"       \
  349.     "punpckhbw %%mm"green", %%mm5\n\t"       \
  350.     "punpcklbw %%mm"green", %%mm"blue"\n\t"  \
  351.     "punpckhbw %%mm"alpha", %%mm6\n\t"       \
  352.     "punpcklbw %%mm"alpha", %%mm"red"\n\t"   \
  353.     "movq      %%mm"blue",  %%mm"green"\n\t" \
  354.     "movq      %%mm5,       %%mm"alpha"\n\t" \
  355.     "punpcklwd %%mm"red",   %%mm"blue"\n\t"  \
  356.     "punpckhwd %%mm"red",   %%mm"green"\n\t" \
  357.     "punpcklwd %%mm6,       %%mm5\n\t"       \
  358.     "punpckhwd %%mm6,       %%mm"alpha"\n\t" \
  359.     MOVNTQ "   %%mm"blue",   0(%1)\n\t"      \
  360.     MOVNTQ "   %%mm"green",  8(%1)\n\t"      \
  361.     MOVNTQ "   %%mm5,       16(%1)\n\t"      \
  362.     MOVNTQ "   %%mm"alpha", 24(%1)\n\t"      \
  363.  
  364. #if !COMPILE_TEMPLATE_MMXEXT
  365. static inline int RENAME(yuv420_rgb32)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
  366.                                        int srcStride[],
  367.                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
  368.                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
  369. {
  370.     int y, h_size, vshift;
  371.  
  372.     YUV2RGB_LOOP(4)
  373.  
  374.         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
  375.         YUV2RGB
  376.         RGB_PACK_INTERLEAVE
  377.         SET_EMPTY_ALPHA
  378.         RGB_PACK32(REG_RED, REG_GREEN, REG_BLUE, REG_ALPHA)
  379.  
  380.     YUV2RGB_ENDLOOP(4)
  381.     YUV2RGB_OPERANDS
  382.     YUV2RGB_ENDFUNC
  383. }
  384.  
  385. #if HAVE_7REGS && CONFIG_SWSCALE_ALPHA
  386. static inline int RENAME(yuva420_rgb32)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
  387.                                         int srcStride[],
  388.                                         int srcSliceY, int srcSliceH,
  389.                                         uint8_t *dst[], int dstStride[])
  390. {
  391.     int y, h_size, vshift;
  392.  
  393.     YUV2RGB_LOOP(4)
  394.  
  395.         const uint8_t *pa = src[3] + y * srcStride[3];
  396.         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
  397.         YUV2RGB
  398.         RGB_PACK_INTERLEAVE
  399.         LOAD_ALPHA
  400.         RGB_PACK32(REG_RED, REG_GREEN, REG_BLUE, REG_ALPHA)
  401.  
  402.     YUV2RGB_ENDLOOP(4)
  403.     YUV2RGB_OPERANDS_ALPHA
  404.     YUV2RGB_ENDFUNC
  405. }
  406. #endif
  407.  
  408. static inline int RENAME(yuv420_bgr32)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
  409.                                        int srcStride[],
  410.                                        int srcSliceY, int srcSliceH,
  411.                                        uint8_t *dst[], int dstStride[])
  412. {
  413.     int y, h_size, vshift;
  414.  
  415.     YUV2RGB_LOOP(4)
  416.  
  417.         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
  418.         YUV2RGB
  419.         RGB_PACK_INTERLEAVE
  420.         SET_EMPTY_ALPHA
  421.         RGB_PACK32(REG_BLUE, REG_GREEN, REG_RED, REG_ALPHA)
  422.  
  423.     YUV2RGB_ENDLOOP(4)
  424.     YUV2RGB_OPERANDS
  425.     YUV2RGB_ENDFUNC
  426. }
  427.  
  428. #if HAVE_7REGS && CONFIG_SWSCALE_ALPHA
  429. static inline int RENAME(yuva420_bgr32)(SwsContext *c, const uint8_t *src[],
  430.                                         int srcStride[],
  431.                                         int srcSliceY, int srcSliceH,
  432.                                         uint8_t *dst[], int dstStride[])
  433. {
  434.     int y, h_size, vshift;
  435.  
  436.     YUV2RGB_LOOP(4)
  437.  
  438.         const uint8_t *pa = src[3] + y * srcStride[3];
  439.         YUV2RGB_INITIAL_LOAD
  440.         YUV2RGB
  441.         RGB_PACK_INTERLEAVE
  442.         LOAD_ALPHA
  443.         RGB_PACK32(REG_BLUE, REG_GREEN, REG_RED, REG_ALPHA)
  444.  
  445.     YUV2RGB_ENDLOOP(4)
  446.     YUV2RGB_OPERANDS_ALPHA
  447.     YUV2RGB_ENDFUNC
  448. }
  449. #endif
  450.  
  451. #endif /* !COMPILE_TEMPLATE_MMXEXT */
  452.