use ff_fft_calc_3dn2 instead of sse on a K8.
[ffmpeg.git] / libavcodec / fft.c
1 /*
2  * FFT/IFFT transforms
3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard.
4  *
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9  *
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11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
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17  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
18  */
19
20 /**
21  * @file fft.c
22  * FFT/IFFT transforms.
23  */
24
25 #include "dsputil.h"
26
27 /**
28  * The size of the FFT is 2^nbits. If inverse is TRUE, inverse FFT is
29  * done
30  */
31 int ff_fft_init(FFTContext *s, int nbits, int inverse)
32 {
33     int i, j, m, n;
34     float alpha, c1, s1, s2;
35
36     s->nbits = nbits;
37     n = 1 << nbits;
38
39     s->exptab = av_malloc((n / 2) * sizeof(FFTComplex));
40     if (!s->exptab)
41         goto fail;
42     s->revtab = av_malloc(n * sizeof(uint16_t));
43     if (!s->revtab)
44         goto fail;
45     s->inverse = inverse;
46
47     s2 = inverse ? 1.0 : -1.0;
48
49     for(i=0;i<(n/2);i++) {
50         alpha = 2 * M_PI * (float)i / (float)n;
51         c1 = cos(alpha);
52         s1 = sin(alpha) * s2;
53         s->exptab[i].re = c1;
54         s->exptab[i].im = s1;
55     }
56     s->fft_calc = ff_fft_calc_c;
57     s->imdct_calc = ff_imdct_calc;
58     s->exptab1 = NULL;
59
60     /* compute constant table for HAVE_SSE version */
61 #if defined(HAVE_MMX) \
62     || (defined(HAVE_ALTIVEC) && !defined(ALTIVEC_USE_REFERENCE_C_CODE))
63     {
64         int has_vectors = mm_support();
65
66         if (has_vectors) {
67 #if defined(HAVE_MMX)
68             if (has_vectors & MM_3DNOWEXT)
69                 s->imdct_calc = ff_imdct_calc_3dn2;
70             if (has_vectors & MM_3DNOWEXT)
71                 /* 3DNowEx for K7/K8 */
72                 s->fft_calc = ff_fft_calc_3dn2;
73             else if (has_vectors & MM_3DNOW)
74                 /* 3DNow! for K6-2/3 */
75                 s->fft_calc = ff_fft_calc_3dn;
76             else if (has_vectors & MM_SSE)
77                 /* SSE for P3/P4 */
78                 s->fft_calc = ff_fft_calc_sse;
79 #else /* HAVE_MMX */
80             if (has_vectors & MM_ALTIVEC)
81                 s->fft_calc = ff_fft_calc_altivec;
82 #endif
83         }
84         if (s->fft_calc != ff_fft_calc_c) {
85             int np, nblocks, np2, l;
86             FFTComplex *q;
87
88             np = 1 << nbits;
89             nblocks = np >> 3;
90             np2 = np >> 1;
91             s->exptab1 = av_malloc(np * 2 * sizeof(FFTComplex));
92             if (!s->exptab1)
93                 goto fail;
94             q = s->exptab1;
95             do {
96                 for(l = 0; l < np2; l += 2 * nblocks) {
97                     *q++ = s->exptab[l];
98                     *q++ = s->exptab[l + nblocks];
99
100                     q->re = -s->exptab[l].im;
101                     q->im = s->exptab[l].re;
102                     q++;
103                     q->re = -s->exptab[l + nblocks].im;
104                     q->im = s->exptab[l + nblocks].re;
105                     q++;
106                 }
107                 nblocks = nblocks >> 1;
108             } while (nblocks != 0);
109             av_freep(&s->exptab);
110         }
111     }
112 #endif
113
114     /* compute bit reverse table */
115
116     for(i=0;i<n;i++) {
117         m=0;
118         for(j=0;j<nbits;j++) {
119             m |= ((i >> j) & 1) << (nbits-j-1);
120         }
121         s->revtab[i]=m;
122     }
123     return 0;
124  fail:
125     av_freep(&s->revtab);
126     av_freep(&s->exptab);
127     av_freep(&s->exptab1);
128     return -1;
129 }
130
131 /* butter fly op */
132 #define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1) \
133 {\
134   FFTSample ax, ay, bx, by;\
135   bx=pre1;\
136   by=pim1;\
137   ax=qre1;\
138   ay=qim1;\
139   pre = (bx + ax);\
140   pim = (by + ay);\
141   qre = (bx - ax);\
142   qim = (by - ay);\
143 }
144
145 #define MUL16(a,b) ((a) * (b))
146
147 #define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim) \
148 {\
149    pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim));\
150    pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim));\
151 }
152
153 /**
154  * Do a complex FFT with the parameters defined in ff_fft_init(). The
155  * input data must be permuted before with s->revtab table. No
156  * 1.0/sqrt(n) normalization is done.
157  */
158 void ff_fft_calc_c(FFTContext *s, FFTComplex *z)
159 {
160     int ln = s->nbits;
161     int j, np, np2;
162     int nblocks, nloops;
163     register FFTComplex *p, *q;
164     FFTComplex *exptab = s->exptab;
165     int l;
166     FFTSample tmp_re, tmp_im;
167
168     np = 1 << ln;
169
170     /* pass 0 */
171
172     p=&z[0];
173     j=(np >> 1);
174     do {
175         BF(p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im,
176            p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im);
177         p+=2;
178     } while (--j != 0);
179
180     /* pass 1 */
181
182
183     p=&z[0];
184     j=np >> 2;
185     if (s->inverse) {
186         do {
187             BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im,
188                p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im);
189             BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im,
190                p[1].re, p[1].im, -p[3].im, p[3].re);
191             p+=4;
192         } while (--j != 0);
193     } else {
194         do {
195             BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im,
196                p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im);
197             BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im,
198                p[1].re, p[1].im, p[3].im, -p[3].re);
199             p+=4;
200         } while (--j != 0);
201     }
202     /* pass 2 .. ln-1 */
203
204     nblocks = np >> 3;
205     nloops = 1 << 2;
206     np2 = np >> 1;
207     do {
208         p = z;
209         q = z + nloops;
210         for (j = 0; j < nblocks; ++j) {
211             BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
212                p->re, p->im, q->re, q->im);
213
214             p++;
215             q++;
216             for(l = nblocks; l < np2; l += nblocks) {
217                 CMUL(tmp_re, tmp_im, exptab[l].re, exptab[l].im, q->re, q->im);
218                 BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
219                    p->re, p->im, tmp_re, tmp_im);
220                 p++;
221                 q++;
222             }
223
224             p += nloops;
225             q += nloops;
226         }
227         nblocks = nblocks >> 1;
228         nloops = nloops << 1;
229     } while (nblocks != 0);
230 }
231
232 /**
233  * Do the permutation needed BEFORE calling ff_fft_calc()
234  */
235 void ff_fft_permute(FFTContext *s, FFTComplex *z)
236 {
237     int j, k, np;
238     FFTComplex tmp;
239     const uint16_t *revtab = s->revtab;
240
241     /* reverse */
242     np = 1 << s->nbits;
243     for(j=0;j<np;j++) {
244         k = revtab[j];
245         if (k < j) {
246             tmp = z[k];
247             z[k] = z[j];
248             z[j] = tmp;
249         }
250     }
251 }
252
253 void ff_fft_end(FFTContext *s)
254 {
255     av_freep(&s->revtab);
256     av_freep(&s->exptab);
257     av_freep(&s->exptab1);
258 }
259