Merge commit '36e3b1f2fd262028834a9d7b1eb533c1218ee6c2'
[ffmpeg.git] / libavcodec / mdct_template.c
1 /*
2  * MDCT/IMDCT transforms
3  * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard
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 <stdlib.h>
23 #include <string.h>
24 #include "libavutil/common.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "fft.h"
27 #include "fft-internal.h"
28
29 /**
30  * @file
31  * MDCT/IMDCT transforms.
32  */
33
34 #if FFT_FLOAT
35 #   define RSCALE(x) (x)
36 #else
37 #if FFT_FIXED_32
38 #   define RSCALE(x) (((x) + 32) >> 6)
39 #else /* FFT_FIXED_32 */
40 #   define RSCALE(x) ((x) >> 1)
41 #endif /* FFT_FIXED_32 */
42 #endif
43
44 /**
45  * init MDCT or IMDCT computation.
46  */
47 av_cold int ff_mdct_init(FFTContext *s, int nbits, int inverse, double scale)
48 {
49     int n, n4, i;
50     double alpha, theta;
51     int tstep;
52
53     memset(s, 0, sizeof(*s));
54     n = 1 << nbits;
55     s->mdct_bits = nbits;
56     s->mdct_size = n;
57     n4 = n >> 2;
58     s->mdct_permutation = FF_MDCT_PERM_NONE;
59
60     if (ff_fft_init(s, s->mdct_bits - 2, inverse) < 0)
61         goto fail;
62
63     s->tcos = av_malloc(n/2 * sizeof(FFTSample));
64     if (!s->tcos)
65         goto fail;
66
67     switch (s->mdct_permutation) {
68     case FF_MDCT_PERM_NONE:
69         s->tsin = s->tcos + n4;
70         tstep = 1;
71         break;
72     case FF_MDCT_PERM_INTERLEAVE:
73         s->tsin = s->tcos + 1;
74         tstep = 2;
75         break;
76     default:
77         goto fail;
78     }
79
80     theta = 1.0 / 8.0 + (scale < 0 ? n4 : 0);
81     scale = sqrt(fabs(scale));
82     for(i=0;i<n4;i++) {
83         alpha = 2 * M_PI * (i + theta) / n;
84         s->tcos[i*tstep] = FIX15(-cos(alpha) * scale);
85         s->tsin[i*tstep] = FIX15(-sin(alpha) * scale);
86     }
87     return 0;
88  fail:
89     ff_mdct_end(s);
90     return -1;
91 }
92
93 /**
94  * Compute the middle half of the inverse MDCT of size N = 2^nbits,
95  * thus excluding the parts that can be derived by symmetry
96  * @param output N/2 samples
97  * @param input N/2 samples
98  */
99 void ff_imdct_half_c(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
100 {
101     int k, n8, n4, n2, n, j;
102     const uint16_t *revtab = s->revtab;
103     const FFTSample *tcos = s->tcos;
104     const FFTSample *tsin = s->tsin;
105     const FFTSample *in1, *in2;
106     FFTComplex *z = (FFTComplex *)output;
107
108     n = 1 << s->mdct_bits;
109     n2 = n >> 1;
110     n4 = n >> 2;
111     n8 = n >> 3;
112
113     /* pre rotation */
114     in1 = input;
115     in2 = input + n2 - 1;
116     for(k = 0; k < n4; k++) {
117         j=revtab[k];
118         CMUL(z[j].re, z[j].im, *in2, *in1, tcos[k], tsin[k]);
119         in1 += 2;
120         in2 -= 2;
121     }
122     s->fft_calc(s, z);
123
124     /* post rotation + reordering */
125     for(k = 0; k < n8; k++) {
126         FFTSample r0, i0, r1, i1;
127         CMUL(r0, i1, z[n8-k-1].im, z[n8-k-1].re, tsin[n8-k-1], tcos[n8-k-1]);
128         CMUL(r1, i0, z[n8+k  ].im, z[n8+k  ].re, tsin[n8+k  ], tcos[n8+k  ]);
129         z[n8-k-1].re = r0;
130         z[n8-k-1].im = i0;
131         z[n8+k  ].re = r1;
132         z[n8+k  ].im = i1;
133     }
134 }
135
136 /**
137  * Compute inverse MDCT of size N = 2^nbits
138  * @param output N samples
139  * @param input N/2 samples
140  */
141 void ff_imdct_calc_c(FFTContext *s, FFTSample *output, const FFTSample *input)
142 {
143     int k;
144     int n = 1 << s->mdct_bits;
145     int n2 = n >> 1;
146     int n4 = n >> 2;
147
148     ff_imdct_half_c(s, output+n4, input);
149
150     for(k = 0; k < n4; k++) {
151         output[k] = -output[n2-k-1];
152         output[n-k-1] = output[n2+k];
153     }
154 }
155
156 /**
157  * Compute MDCT of size N = 2^nbits
158  * @param input N samples
159  * @param out N/2 samples
160  */
161 void ff_mdct_calc_c(FFTContext *s, FFTSample *out, const FFTSample *input)
162 {
163     int i, j, n, n8, n4, n2, n3;
164     FFTDouble re, im;
165     const uint16_t *revtab = s->revtab;
166     const FFTSample *tcos = s->tcos;
167     const FFTSample *tsin = s->tsin;
168     FFTComplex *x = (FFTComplex *)out;
169
170     n = 1 << s->mdct_bits;
171     n2 = n >> 1;
172     n4 = n >> 2;
173     n8 = n >> 3;
174     n3 = 3 * n4;
175
176     /* pre rotation */
177     for(i=0;i<n8;i++) {
178         re = RSCALE(-input[2*i+n3] - input[n3-1-2*i]);
179         im = RSCALE(-input[n4+2*i] + input[n4-1-2*i]);
180         j = revtab[i];
181         CMUL(x[j].re, x[j].im, re, im, -tcos[i], tsin[i]);
182
183         re = RSCALE( input[2*i]    - input[n2-1-2*i]);
184         im = RSCALE(-input[n2+2*i] - input[ n-1-2*i]);
185         j = revtab[n8 + i];
186         CMUL(x[j].re, x[j].im, re, im, -tcos[n8 + i], tsin[n8 + i]);
187     }
188
189     s->fft_calc(s, x);
190
191     /* post rotation */
192     for(i=0;i<n8;i++) {
193         FFTSample r0, i0, r1, i1;
194         CMUL(i1, r0, x[n8-i-1].re, x[n8-i-1].im, -tsin[n8-i-1], -tcos[n8-i-1]);
195         CMUL(i0, r1, x[n8+i  ].re, x[n8+i  ].im, -tsin[n8+i  ], -tcos[n8+i  ]);
196         x[n8-i-1].re = r0;
197         x[n8-i-1].im = i0;
198         x[n8+i  ].re = r1;
199         x[n8+i  ].im = i1;
200     }
201 }
202
203 av_cold void ff_mdct_end(FFTContext *s)
204 {
205     av_freep(&s->tcos);
206     ff_fft_end(s);
207 }