MMX_实验报告西交大.doc

计算机组成原理实验报告MMX实现图片的淡出淡入学号： 姓名： 班级：软件班实验日期：2013年12月19日一、 实验目的利用MMX作为核心技术来实现图像的淡入淡出，并与不使用MMX的普通淡入淡出进行比较，以此锻炼用混合语言编程的能力。二、 实验分析MMX是MultiMedia sXtensions（多媒体扩展）的缩写，是第六代CPU芯片的重要特点。MMX技术是以一种SIMD（单指令多数据）样式来处理数据，可以一次在多个数据元素上同时完成加、乘等的运算。MMX主要是为多媒体程序设计而设置的，由于视频和音频数据一般是由8位或16位这样小的数据类型构成的大的阵列（例如在图形或图像中，每一屏都是由像素点所组成，每个像素或是每个像素的每个颜色分量红、绿、蓝都由8位数据表示），为对这些长度的数据提供并行操作的方便，MMX中定义了3种新的数据类型，每种数据类型都是64位长，由多个小的整数字段所组成：1. 压缩字节型：8个字节打包成一个74位长的数据；2. 压缩字型： 4个字打包成一个64位长的数据；3. 压缩双字型：2个32位的双字打包成一个64位长的数据。一般的影视节目常有淡出、淡入效果。即一屏图像逐渐溶解成另一屏图像。两个图像以一种加权平均组合：Result_pixel = A_pixel fade + B_pixel (1-fade)等价的公式为Result_pixel =（A_pixel- B_pixel） fade+ B_pixel其中fade为渐变因子，当fade从1到0逐渐改变时，就可产生渐变效果。对A、B两图像的每个像素位置完成上述计算，当fade值由1逐渐变为0（可按相应的8位整数组分成255阶），则产生一系列的图像帧，即实现了由A图像淡化到B图像的效果。三、 实验过程 本实验中在 visual studio 2010 平台上编写应用程序，通过比较采用C+内联汇编方式调用的MMX指令和调用API对图片像素逐个处理方法的处理效率，学习体会提高数据处理速度的方法。主要代码如下：(1) 使用MMX 技术的代码如下 int Mmx(LPBYTE Picture1,LPBYTE Picture2,LPBYTE Picture,int intWidth,int intHeight,int RGB_Bit,int i)int x,y;LPDWORD temp1,temp2,temp;int fade_Rate = i*128;/将fade值扩展为16位，以适应MMX的16位运算WORD fade14, fade24;fade10 =fade11 =fade12 =fade13 =32767 -fade_Rate ; /16位带符号数最大为32767fade20 =fade21 =fade22 =fade23 = fade_Rate; for(y=0;yintHeight;y+)temp1=(LPDWORD)(Picture1+intWidth*RGB_Bit/8*y);temp2=(LPDWORD)(Picture2+intWidth*RGB_Bit/8*y);temp =(LPDWORD)(Picture+intWidth*RGB_Bit/8*y);for(x=0;xintWidth;x+)_asm/Result_pixel=A_pixel*fade+B_pixel*(1-fade)=(A-B)*fade+Bpxormm7,mm7/将mm7寄存器清除为0movqmm2,fade1/将阶值装入mm2寄存器movqmm3,fade2movesi,temp1movedx,temp2movedi,tempmovdmm0,esi/取图像1的像素分量装入mm0寄存器movdmm1,edxpunpcklbwmm0,mm7 punpcklbwmm1,mm7/将字节解紧缩到16位pmulhwmm0,mm2/乘以阶值 （a*fade）pmulhwmm1,mm3/(b*(1-fade)paddwmm0,mm1packuswbmm0,mm7/紧缩16位到字节movdedi,mm0temp1+;temp2+;temp+;_asm EMMSreturn 0;（2）未使用MMX 技术的代码如下int Mmx(LPBYTE Picture1,LPBYTE Picture2,LPBYTE Picture,int intWidth,int intHeight,int RGB_Bit,int i)int x,y;LPBYTE temp1,temp2,temp;BYTE fade_Rate = (BYTE)i;/将fade值扩展为16位，以适应MMX的16位运算BYTE fade1, fade2;fade1 =255 -fade_Rate ; /16位带符号数最大为32767fade2 = fade_Rate; for(y=0;yintHeight;y+)temp1=(LPBYTE)(Picture1+intWidth*RGB_Bit/8*y);temp2=(LPBYTE)(Picture2+intWidth*RGB_Bit/8*y);temp =(LPBYTE)(Picture+intWidth*RGB_Bit/8*y);for(x=0;x3*intWidth;x+)_asm mov dh,fade1 mov dl,fade2 mov ecx,temp1 mov bh,ecx mov esi,temp2 mov bl,esi mov al,dh mul bh mov edi,temp mov edi,ah mov al,dl mul bl add ah,edi mov edi,ahtemp1+;temp2+;temp+;_asm EMMSreturn 0;（3）主函数代码void Test_MMX(int intWidth, int intHeight, int RGB_Bit, int Time)_try_asm EMMS_except(EXCEPTION_EXECUTE_HANDLER)HDC hDC;LPBITMAPINFO lpInfo; /指向图片对象的长指针类型int intSize,i; LPBYTE lpBuf1,lpBuf2,lpBuf; /指向字节(串)的指针 HFILE Picture1,Picture2;Picture1=_lopen(test3.bmp,OF_READ); /返回打开文件的句柄Picture2=_lopen(test4.bmp,OF_READ);intSize=GetFileSize(HANDLE)Picture1,NULL);/返回文件长度lpBuf1=(LPBYTE)LocalAlloc(LPTR,intSize);/返回新分配的内存地址,从堆中分配指定大小的字节数lpBuf2=(LPBYTE)LocalAlloc(LPTR,intSize);lpBuf=(LPBYTE)LocalAlloc(LPTR,intSize);_lread(Picture1,lpBuf1,intSize); /指定一个内存块的指针，数据将读入这个内存块_lread(Picture2,lpBuf2,intSize);_lclose(Picture1);_lclose(Picture2);memcpy(lpBuf,lpBuf1,intSize);lpInfo = (LPBITMAPINFO)(lpBuf+0x0e);hDC = GetDC(NULL);for(i=0;i255;i+) /默认是图像按255阶渐变，即 让fade的值变化255次Mmx(lpBuf1+0x60,lpBuf2+0x60,lpBuf+0x60,intWidth,intHeight,RGB_Bit,i);Sleep(Time);/指定从lpBuf+0x60这一行开始扫描SetDIBitsToDevice(hDC,300,150,intWidth,intHeight,0,0,0,480,lpBuf+0x60,lpInfo,DIB_RGB_COLORS);/该函数使用DIB位图和颜色数据对与目标设备环境相关的设备上的指定矩形中的像素进行设置。LocalFree(lpBuf1);LocalFree(lpBuf2);ReleaseDC(NULL,hDC);using namespace std;int _tmain(int argc, _TCHAR* argv)DWORD start_time=GetTickCount();Test_MMX(640,480,24,8); DWORD end_time=GetTickCount();cout使用MMX用时：(end_time-start_time)ms!endl;/输出运行时间system(pause); return 0;（4）说明从上面的代码可以看出，两者的主要区别在于函数int Mmx的不同，前者使用了MMX技术，后者使用普通的汇编指令。四、实验结果第一帧