Merge commit '07584eaf4a95db3f11d3bc411f9786932829e82b'
[ffmpeg.git] / libavcodec / ac3dsp.c
1 /*
2  * AC-3 DSP utils
3  * Copyright (c) 2011 Justin Ruggles
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include "libavutil/avassert.h"
23 #include "avcodec.h"
24 #include "ac3.h"
25 #include "ac3dsp.h"
26 #include "mathops.h"
27
28 static void ac3_exponent_min_c(uint8_t *exp, int num_reuse_blocks, int nb_coefs)
29 {
30     int blk, i;
31
32     if (!num_reuse_blocks)
33         return;
34
35     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
36         uint8_t min_exp = *exp;
37         uint8_t *exp1 = exp + 256;
38         for (blk = 0; blk < num_reuse_blocks; blk++) {
39             uint8_t next_exp = *exp1;
40             if (next_exp < min_exp)
41                 min_exp = next_exp;
42             exp1 += 256;
43         }
44         *exp++ = min_exp;
45     }
46 }
47
48 static int ac3_max_msb_abs_int16_c(const int16_t *src, int len)
49 {
50     int i, v = 0;
51     for (i = 0; i < len; i++)
52         v |= abs(src[i]);
53     return v;
54 }
55
56 static void ac3_lshift_int16_c(int16_t *src, unsigned int len,
57                                unsigned int shift)
58 {
59     uint32_t *src32 = (uint32_t *)src;
60     const uint32_t mask = ~(((1 << shift) - 1) << 16);
61     int i;
62     len >>= 1;
63     for (i = 0; i < len; i += 8) {
64         src32[i  ] = (src32[i  ] << shift) & mask;
65         src32[i+1] = (src32[i+1] << shift) & mask;
66         src32[i+2] = (src32[i+2] << shift) & mask;
67         src32[i+3] = (src32[i+3] << shift) & mask;
68         src32[i+4] = (src32[i+4] << shift) & mask;
69         src32[i+5] = (src32[i+5] << shift) & mask;
70         src32[i+6] = (src32[i+6] << shift) & mask;
71         src32[i+7] = (src32[i+7] << shift) & mask;
72     }
73 }
74
75 static void ac3_rshift_int32_c(int32_t *src, unsigned int len,
76                                unsigned int shift)
77 {
78     do {
79         *src++ >>= shift;
80         *src++ >>= shift;
81         *src++ >>= shift;
82         *src++ >>= shift;
83         *src++ >>= shift;
84         *src++ >>= shift;
85         *src++ >>= shift;
86         *src++ >>= shift;
87         len -= 8;
88     } while (len > 0);
89 }
90
91 static void float_to_fixed24_c(int32_t *dst, const float *src, unsigned int len)
92 {
93     const float scale = 1 << 24;
94     do {
95         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
96         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
97         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
98         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
99         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
100         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
101         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
102         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
103         len -= 8;
104     } while (len > 0);
105 }
106
107 static void ac3_bit_alloc_calc_bap_c(int16_t *mask, int16_t *psd,
108                                      int start, int end,
109                                      int snr_offset, int floor,
110                                      const uint8_t *bap_tab, uint8_t *bap)
111 {
112     int bin, band, band_end;
113
114     /* special case, if snr offset is -960, set all bap's to zero */
115     if (snr_offset == -960) {
116         memset(bap, 0, AC3_MAX_COEFS);
117         return;
118     }
119
120     bin  = start;
121     band = ff_ac3_bin_to_band_tab[start];
122     do {
123         int m = (FFMAX(mask[band] - snr_offset - floor, 0) & 0x1FE0) + floor;
124         band_end = ff_ac3_band_start_tab[++band];
125         band_end = FFMIN(band_end, end);
126
127         for (; bin < band_end; bin++) {
128             int address = av_clip((psd[bin] - m) >> 5, 0, 63);
129             bap[bin] = bap_tab[address];
130         }
131     } while (end > band_end);
132 }
133
134 static void ac3_update_bap_counts_c(uint16_t mant_cnt[16], uint8_t *bap,
135                                     int len)
136 {
137     while (len-- > 0)
138         mant_cnt[bap[len]]++;
139 }
140
141 DECLARE_ALIGNED(16, const uint16_t, ff_ac3_bap_bits)[16] = {
142     0,  0,  0,  3,  0,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 14, 16
143 };
144
145 static int ac3_compute_mantissa_size_c(uint16_t mant_cnt[6][16])
146 {
147     int blk, bap;
148     int bits = 0;
149
150     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
151         // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
152         bits += (mant_cnt[blk][1] / 3) * 5;
153         // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
154         // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
155         bits += ((mant_cnt[blk][2] / 3) + (mant_cnt[blk][4] >> 1)) * 7;
156         // bap=3 : 1 mantissa in 3 bits
157         bits += mant_cnt[blk][3] * 3;
158         // bap=5 to 15 : get bits per mantissa from table
159         for (bap = 5; bap < 16; bap++)
160             bits += mant_cnt[blk][bap] * ff_ac3_bap_bits[bap];
161     }
162     return bits;
163 }
164
165 static void ac3_extract_exponents_c(uint8_t *exp, int32_t *coef, int nb_coefs)
166 {
167     int i;
168
169     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
170         int v = abs(coef[i]);
171         exp[i] = v ? 23 - av_log2(v) : 24;
172     }
173 }
174
175 static void ac3_sum_square_butterfly_int32_c(int64_t sum[4],
176                                              const int32_t *coef0,
177                                              const int32_t *coef1,
178                                              int len)
179 {
180     int i;
181
182     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
183
184     for (i = 0; i < len; i++) {
185         int lt = coef0[i];
186         int rt = coef1[i];
187         int md = lt + rt;
188         int sd = lt - rt;
189         MAC64(sum[0], lt, lt);
190         MAC64(sum[1], rt, rt);
191         MAC64(sum[2], md, md);
192         MAC64(sum[3], sd, sd);
193     }
194 }
195
196 static void ac3_sum_square_butterfly_float_c(float sum[4],
197                                              const float *coef0,
198                                              const float *coef1,
199                                              int len)
200 {
201     int i;
202
203     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
204
205     for (i = 0; i < len; i++) {
206         float lt = coef0[i];
207         float rt = coef1[i];
208         float md = lt + rt;
209         float sd = lt - rt;
210         sum[0] += lt * lt;
211         sum[1] += rt * rt;
212         sum[2] += md * md;
213         sum[3] += sd * sd;
214     }
215 }
216
217 av_cold void ff_ac3dsp_init(AC3DSPContext *c, int bit_exact)
218 {
219     c->ac3_exponent_min = ac3_exponent_min_c;
220     c->ac3_max_msb_abs_int16 = ac3_max_msb_abs_int16_c;
221     c->ac3_lshift_int16 = ac3_lshift_int16_c;
222     c->ac3_rshift_int32 = ac3_rshift_int32_c;
223     c->float_to_fixed24 = float_to_fixed24_c;
224     c->bit_alloc_calc_bap = ac3_bit_alloc_calc_bap_c;
225     c->update_bap_counts = ac3_update_bap_counts_c;
226     c->compute_mantissa_size = ac3_compute_mantissa_size_c;
227     c->extract_exponents = ac3_extract_exponents_c;
228     c->sum_square_butterfly_int32 = ac3_sum_square_butterfly_int32_c;
229     c->sum_square_butterfly_float = ac3_sum_square_butterfly_float_c;
230
231     if (ARCH_ARM)
232         ff_ac3dsp_init_arm(c, bit_exact);
233     if (HAVE_MMX)
234         ff_ac3dsp_init_x86(c, bit_exact);
235 }