Fix compilation when using the --disable-opts parameter. This to help those
[ffmpeg.git] / libavcodec / fft-test.c
1 /*
2  * (c) 2002 Fabrice Bellard
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 /**
22  * @file fft-test.c
23  * FFT and MDCT tests.
24  */
25
26 #include "dsputil.h"
27 #include <math.h>
28 #include <unistd.h>
29 #include <sys/time.h>
30
31 int mm_flags;
32
33 /* reference fft */
34
35 #define MUL16(a,b) ((a) * (b))
36
37 #define CMAC(pre, pim, are, aim, bre, bim) \
38 {\
39    pre += (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim));\
40    pim += (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim));\
41 }
42
43 FFTComplex *exptab;
44
45 void fft_ref_init(int nbits, int inverse)
46 {
47     int n, i;
48     float c1, s1, alpha;
49
50     n = 1 << nbits;
51     exptab = av_malloc((n / 2) * sizeof(FFTComplex));
52
53     for(i=0;i<(n/2);i++) {
54         alpha = 2 * M_PI * (float)i / (float)n;
55         c1 = cos(alpha);
56         s1 = sin(alpha);
57         if (!inverse)
58             s1 = -s1;
59         exptab[i].re = c1;
60         exptab[i].im = s1;
61     }
62 }
63
64 void fft_ref(FFTComplex *tabr, FFTComplex *tab, int nbits)
65 {
66     int n, i, j, k, n2;
67     float tmp_re, tmp_im, s, c;
68     FFTComplex *q;
69
70     n = 1 << nbits;
71     n2 = n >> 1;
72     for(i=0;i<n;i++) {
73         tmp_re = 0;
74         tmp_im = 0;
75         q = tab;
76         for(j=0;j<n;j++) {
77             k = (i * j) & (n - 1);
78             if (k >= n2) {
79                 c = -exptab[k - n2].re;
80                 s = -exptab[k - n2].im;
81             } else {
82                 c = exptab[k].re;
83                 s = exptab[k].im;
84             }
85             CMAC(tmp_re, tmp_im, c, s, q->re, q->im);
86             q++;
87         }
88         tabr[i].re = tmp_re;
89         tabr[i].im = tmp_im;
90     }
91 }
92
93 void imdct_ref(float *out, float *in, int n)
94 {
95     int k, i, a;
96     float sum, f;
97
98     for(i=0;i<n;i++) {
99         sum = 0;
100         for(k=0;k<n/2;k++) {
101             a = (2 * i + 1 + (n / 2)) * (2 * k + 1);
102             f = cos(M_PI * a / (double)(2 * n));
103             sum += f * in[k];
104         }
105         out[i] = -sum;
106     }
107 }
108
109 /* NOTE: no normalisation by 1 / N is done */
110 void mdct_ref(float *output, float *input, int n)
111 {
112     int k, i;
113     float a, s;
114
115     /* do it by hand */
116     for(k=0;k<n/2;k++) {
117         s = 0;
118         for(i=0;i<n;i++) {
119             a = (2*M_PI*(2*i+1+n/2)*(2*k+1) / (4 * n));
120             s += input[i] * cos(a);
121         }
122         output[k] = s;
123     }
124 }
125
126
127 float frandom(void)
128 {
129     return (float)((random() & 0xffff) - 32768) / 32768.0;
130 }
131
132 int64_t gettime(void)
133 {
134     struct timeval tv;
135     gettimeofday(&tv,NULL);
136     return (int64_t)tv.tv_sec * 1000000 + tv.tv_usec;
137 }
138
139 void check_diff(float *tab1, float *tab2, int n)
140 {
141     int i;
142
143     for(i=0;i<n;i++) {
144         if (fabsf(tab1[i] - tab2[i]) >= 1e-3) {
145             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "ERROR %d: %f %f\n",
146                    i, tab1[i], tab2[i]);
147         }
148     }
149 }
150
151
152 void help(void)
153 {
154     av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"usage: fft-test [-h] [-s] [-i] [-n b]\n"
155            "-h     print this help\n"
156            "-s     speed test\n"
157            "-m     (I)MDCT test\n"
158            "-i     inverse transform test\n"
159            "-n b   set the transform size to 2^b\n"
160            );
161     exit(1);
162 }
163
164
165
166 int main(int argc, char **argv)
167 {
168     FFTComplex *tab, *tab1, *tab_ref;
169     FFTSample *tabtmp, *tab2;
170     int it, i, c;
171     int do_speed = 0;
172     int do_mdct = 0;
173     int do_inverse = 0;
174     FFTContext s1, *s = &s1;
175     MDCTContext m1, *m = &m1;
176     int fft_nbits, fft_size;
177
178     mm_flags = 0;
179     fft_nbits = 9;
180     for(;;) {
181         c = getopt(argc, argv, "hsimn:");
182         if (c == -1)
183             break;
184         switch(c) {
185         case 'h':
186             help();
187             break;
188         case 's':
189             do_speed = 1;
190             break;
191         case 'i':
192             do_inverse = 1;
193             break;
194         case 'm':
195             do_mdct = 1;
196             break;
197         case 'n':
198             fft_nbits = atoi(optarg);
199             break;
200         }
201     }
202
203     fft_size = 1 << fft_nbits;
204     tab = av_malloc(fft_size * sizeof(FFTComplex));
205     tab1 = av_malloc(fft_size * sizeof(FFTComplex));
206     tab_ref = av_malloc(fft_size * sizeof(FFTComplex));
207     tabtmp = av_malloc(fft_size / 2 * sizeof(FFTSample));
208     tab2 = av_malloc(fft_size * sizeof(FFTSample));
209
210     if (do_mdct) {
211         if (do_inverse)
212             av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"IMDCT");
213         else
214             av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"MDCT");
215         ff_mdct_init(m, fft_nbits, do_inverse);
216     } else {
217         if (do_inverse)
218             av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"IFFT");
219         else
220             av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"FFT");
221         ff_fft_init(s, fft_nbits, do_inverse);
222         fft_ref_init(fft_nbits, do_inverse);
223     }
224     av_log(NULL, AV_LOG_INFO," %d test\n", fft_size);
225
226     /* generate random data */
227
228     for(i=0;i<fft_size;i++) {
229         tab1[i].re = frandom();
230         tab1[i].im = frandom();
231     }
232
233     /* checking result */
234     av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"Checking...\n");
235
236     if (do_mdct) {
237         if (do_inverse) {
238             imdct_ref((float *)tab_ref, (float *)tab1, fft_size);
239             ff_imdct_calc(m, tab2, (float *)tab1, tabtmp);
240             check_diff((float *)tab_ref, tab2, fft_size);
241         } else {
242             mdct_ref((float *)tab_ref, (float *)tab1, fft_size);
243
244             ff_mdct_calc(m, tab2, (float *)tab1, tabtmp);
245
246             check_diff((float *)tab_ref, tab2, fft_size / 2);
247         }
248     } else {
249         memcpy(tab, tab1, fft_size * sizeof(FFTComplex));
250         ff_fft_permute(s, tab);
251         ff_fft_calc(s, tab);
252
253         fft_ref(tab_ref, tab1, fft_nbits);
254         check_diff((float *)tab_ref, (float *)tab, fft_size * 2);
255     }
256
257     /* do a speed test */
258
259     if (do_speed) {
260         int64_t time_start, duration;
261         int nb_its;
262
263         av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"Speed test...\n");
264         /* we measure during about 1 seconds */
265         nb_its = 1;
266         for(;;) {
267             time_start = gettime();
268             for(it=0;it<nb_its;it++) {
269                 if (do_mdct) {
270                     if (do_inverse) {
271                         ff_imdct_calc(m, (float *)tab, (float *)tab1, tabtmp);
272                     } else {
273                         ff_mdct_calc(m, (float *)tab, (float *)tab1, tabtmp);
274                     }
275                 } else {
276                     memcpy(tab, tab1, fft_size * sizeof(FFTComplex));
277                     ff_fft_calc(s, tab);
278                 }
279             }
280             duration = gettime() - time_start;
281             if (duration >= 1000000)
282                 break;
283             nb_its *= 2;
284         }
285         av_log(NULL, AV_LOG_INFO,"time: %0.1f us/transform [total time=%0.2f s its=%d]\n",
286                (double)duration / nb_its,
287                (double)duration / 1000000.0,
288                nb_its);
289     }
290
291     if (do_mdct) {
292         ff_mdct_end(m);
293     } else {
294         ff_fft_end(s);
295     }
296     return 0;
297 }