aic: Fix slice size computation for widths multiples of 32 macroblocks
[ffmpeg.git] / libavcodec / mpegaudiodsp_template.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2001, 2002 Fabrice Bellard
3  *
4  * This file is part of Libav.
5  *
6  * Libav 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  * Libav 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 Libav; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 #include <stdint.h>
22
23 #include "libavutil/attributes.h"
24 #include "libavutil/mem.h"
25 #include "dct32.h"
26 #include "mathops.h"
27 #include "mpegaudiodsp.h"
28 #include "mpegaudio.h"
29
30 #if CONFIG_FLOAT
31 #define RENAME(n) n##_float
32
33 static inline float round_sample(float *sum)
34 {
35     float sum1=*sum;
36     *sum = 0;
37     return sum1;
38 }
39
40 #define MACS(rt, ra, rb) rt+=(ra)*(rb)
41 #define MULS(ra, rb) ((ra)*(rb))
42 #define MULH3(x, y, s) ((s)*(y)*(x))
43 #define MLSS(rt, ra, rb) rt-=(ra)*(rb)
44 #define MULLx(x, y, s) ((y)*(x))
45 #define FIXHR(x)        ((float)(x))
46 #define FIXR(x)        ((float)(x))
47 #define SHR(a,b)       ((a)*(1.0f/(1<<(b))))
48
49 #else
50
51 #define RENAME(n) n##_fixed
52 #define OUT_SHIFT (WFRAC_BITS + FRAC_BITS - 15)
53
54 static inline int round_sample(int64_t *sum)
55 {
56     int sum1;
57     sum1 = (int)((*sum) >> OUT_SHIFT);
58     *sum &= (1<<OUT_SHIFT)-1;
59     return av_clip_int16(sum1);
60 }
61
62 #   define MULS(ra, rb) MUL64(ra, rb)
63 #   define MACS(rt, ra, rb) MAC64(rt, ra, rb)
64 #   define MLSS(rt, ra, rb) MLS64(rt, ra, rb)
65 #   define MULH3(x, y, s) MULH((s)*(x), y)
66 #   define MULLx(x, y, s) MULL(x,y,s)
67 #   define SHR(a,b)       ((a)>>(b))
68 #   define FIXR(a)        ((int)((a) * FRAC_ONE + 0.5))
69 #   define FIXHR(a)       ((int)((a) * (1LL<<32) + 0.5))
70 #endif
71
72 /** Window for MDCT. Actually only the elements in [0,17] and
73     [MDCT_BUF_SIZE/2, MDCT_BUF_SIZE/2 + 17] are actually used. The rest
74     is just to preserve alignment for SIMD implementations.
75 */
76 DECLARE_ALIGNED(16, INTFLOAT, RENAME(ff_mdct_win))[8][MDCT_BUF_SIZE];
77
78 DECLARE_ALIGNED(16, MPA_INT, RENAME(ff_mpa_synth_window))[512+256];
79
80 #define SUM8(op, sum, w, p)               \
81 {                                         \
82     op(sum, (w)[0 * 64], (p)[0 * 64]);    \
83     op(sum, (w)[1 * 64], (p)[1 * 64]);    \
84     op(sum, (w)[2 * 64], (p)[2 * 64]);    \
85     op(sum, (w)[3 * 64], (p)[3 * 64]);    \
86     op(sum, (w)[4 * 64], (p)[4 * 64]);    \
87     op(sum, (w)[5 * 64], (p)[5 * 64]);    \
88     op(sum, (w)[6 * 64], (p)[6 * 64]);    \
89     op(sum, (w)[7 * 64], (p)[7 * 64]);    \
90 }
91
92 #define SUM8P2(sum1, op1, sum2, op2, w1, w2, p) \
93 {                                               \
94     INTFLOAT tmp;\
95     tmp = p[0 * 64];\
96     op1(sum1, (w1)[0 * 64], tmp);\
97     op2(sum2, (w2)[0 * 64], tmp);\
98     tmp = p[1 * 64];\
99     op1(sum1, (w1)[1 * 64], tmp);\
100     op2(sum2, (w2)[1 * 64], tmp);\
101     tmp = p[2 * 64];\
102     op1(sum1, (w1)[2 * 64], tmp);\
103     op2(sum2, (w2)[2 * 64], tmp);\
104     tmp = p[3 * 64];\
105     op1(sum1, (w1)[3 * 64], tmp);\
106     op2(sum2, (w2)[3 * 64], tmp);\
107     tmp = p[4 * 64];\
108     op1(sum1, (w1)[4 * 64], tmp);\
109     op2(sum2, (w2)[4 * 64], tmp);\
110     tmp = p[5 * 64];\
111     op1(sum1, (w1)[5 * 64], tmp);\
112     op2(sum2, (w2)[5 * 64], tmp);\
113     tmp = p[6 * 64];\
114     op1(sum1, (w1)[6 * 64], tmp);\
115     op2(sum2, (w2)[6 * 64], tmp);\
116     tmp = p[7 * 64];\
117     op1(sum1, (w1)[7 * 64], tmp);\
118     op2(sum2, (w2)[7 * 64], tmp);\
119 }
120
121 void RENAME(ff_mpadsp_apply_window)(MPA_INT *synth_buf, MPA_INT *window,
122                                   int *dither_state, OUT_INT *samples,
123                                   int incr)
124 {
125     register const MPA_INT *w, *w2, *p;
126     int j;
127     OUT_INT *samples2;
128 #if CONFIG_FLOAT
129     float sum, sum2;
130 #else
131     int64_t sum, sum2;
132 #endif
133
134     /* copy to avoid wrap */
135     memcpy(synth_buf + 512, synth_buf, 32 * sizeof(*synth_buf));
136
137     samples2 = samples + 31 * incr;
138     w = window;
139     w2 = window + 31;
140
141     sum = *dither_state;
142     p = synth_buf + 16;
143     SUM8(MACS, sum, w, p);
144     p = synth_buf + 48;
145     SUM8(MLSS, sum, w + 32, p);
146     *samples = round_sample(&sum);
147     samples += incr;
148     w++;
149
150     /* we calculate two samples at the same time to avoid one memory
151        access per two sample */
152     for(j=1;j<16;j++) {
153         sum2 = 0;
154         p = synth_buf + 16 + j;
155         SUM8P2(sum, MACS, sum2, MLSS, w, w2, p);
156         p = synth_buf + 48 - j;
157         SUM8P2(sum, MLSS, sum2, MLSS, w + 32, w2 + 32, p);
158
159         *samples = round_sample(&sum);
160         samples += incr;
161         sum += sum2;
162         *samples2 = round_sample(&sum);
163         samples2 -= incr;
164         w++;
165         w2--;
166     }
167
168     p = synth_buf + 32;
169     SUM8(MLSS, sum, w + 32, p);
170     *samples = round_sample(&sum);
171     *dither_state= sum;
172 }
173
174 /* 32 sub band synthesis filter. Input: 32 sub band samples, Output:
175    32 samples. */
176 void RENAME(ff_mpa_synth_filter)(MPADSPContext *s, MPA_INT *synth_buf_ptr,
177                                  int *synth_buf_offset,
178                                  MPA_INT *window, int *dither_state,
179                                  OUT_INT *samples, int incr,
180                                  MPA_INT *sb_samples)
181 {
182     MPA_INT *synth_buf;
183     int offset;
184
185     offset = *synth_buf_offset;
186     synth_buf = synth_buf_ptr + offset;
187
188     s->RENAME(dct32)(synth_buf, sb_samples);
189     s->RENAME(apply_window)(synth_buf, window, dither_state, samples, incr);
190
191     offset = (offset - 32) & 511;
192     *synth_buf_offset = offset;
193 }
194
195 av_cold void RENAME(ff_mpa_synth_init)(MPA_INT *window)
196 {
197     int i, j;
198
199     /* max = 18760, max sum over all 16 coefs : 44736 */
200     for(i=0;i<257;i++) {
201         INTFLOAT v;
202         v = ff_mpa_enwindow[i];
203 #if CONFIG_FLOAT
204         v *= 1.0 / (1LL<<(16 + FRAC_BITS));
205 #endif
206         window[i] = v;
207         if ((i & 63) != 0)
208             v = -v;
209         if (i != 0)
210             window[512 - i] = v;
211     }
212
213
214     // Needed for avoiding shuffles in ASM implementations
215     for(i=0; i < 8; i++)
216         for(j=0; j < 16; j++)
217             window[512+16*i+j] = window[64*i+32-j];
218
219     for(i=0; i < 8; i++)
220         for(j=0; j < 16; j++)
221             window[512+128+16*i+j] = window[64*i+48-j];
222 }
223
224 av_cold void RENAME(ff_init_mpadsp_tabs)(void)
225 {
226     int i, j;
227     /* compute mdct windows */
228     for (i = 0; i < 36; i++) {
229         for (j = 0; j < 4; j++) {
230             double d;
231
232             if (j == 2 && i % 3 != 1)
233                 continue;
234
235             d = sin(M_PI * (i + 0.5) / 36.0);
236             if (j == 1) {
237                 if      (i >= 30) d = 0;
238                 else if (i >= 24) d = sin(M_PI * (i - 18 + 0.5) / 12.0);
239                 else if (i >= 18) d = 1;
240             } else if (j == 3) {
241                 if      (i <   6) d = 0;
242                 else if (i <  12) d = sin(M_PI * (i -  6 + 0.5) / 12.0);
243                 else if (i <  18) d = 1;
244             }
245             //merge last stage of imdct into the window coefficients
246             d *= 0.5 / cos(M_PI * (2 * i + 19) / 72);
247
248             if (j == 2)
249                 RENAME(ff_mdct_win)[j][i/3] = FIXHR((d / (1<<5)));
250             else {
251                 int idx = i < 18 ? i : i + (MDCT_BUF_SIZE/2 - 18);
252                 RENAME(ff_mdct_win)[j][idx] = FIXHR((d / (1<<5)));
253             }
254         }
255     }
256
257     /* NOTE: we do frequency inversion adter the MDCT by changing
258         the sign of the right window coefs */
259     for (j = 0; j < 4; j++) {
260         for (i = 0; i < MDCT_BUF_SIZE; i += 2) {
261             RENAME(ff_mdct_win)[j + 4][i    ] =  RENAME(ff_mdct_win)[j][i    ];
262             RENAME(ff_mdct_win)[j + 4][i + 1] = -RENAME(ff_mdct_win)[j][i + 1];
263         }
264     }
265 }
266 /* cos(pi*i/18) */
267 #define C1 FIXHR(0.98480775301220805936/2)
268 #define C2 FIXHR(0.93969262078590838405/2)
269 #define C3 FIXHR(0.86602540378443864676/2)
270 #define C4 FIXHR(0.76604444311897803520/2)
271 #define C5 FIXHR(0.64278760968653932632/2)
272 #define C6 FIXHR(0.5/2)
273 #define C7 FIXHR(0.34202014332566873304/2)
274 #define C8 FIXHR(0.17364817766693034885/2)
275
276 /* 0.5 / cos(pi*(2*i+1)/36) */
277 static const INTFLOAT icos36[9] = {
278     FIXR(0.50190991877167369479),
279     FIXR(0.51763809020504152469), //0
280     FIXR(0.55168895948124587824),
281     FIXR(0.61038729438072803416),
282     FIXR(0.70710678118654752439), //1
283     FIXR(0.87172339781054900991),
284     FIXR(1.18310079157624925896),
285     FIXR(1.93185165257813657349), //2
286     FIXR(5.73685662283492756461),
287 };
288
289 /* 0.5 / cos(pi*(2*i+1)/36) */
290 static const INTFLOAT icos36h[9] = {
291     FIXHR(0.50190991877167369479/2),
292     FIXHR(0.51763809020504152469/2), //0
293     FIXHR(0.55168895948124587824/2),
294     FIXHR(0.61038729438072803416/2),
295     FIXHR(0.70710678118654752439/2), //1
296     FIXHR(0.87172339781054900991/2),
297     FIXHR(1.18310079157624925896/4),
298     FIXHR(1.93185165257813657349/4), //2
299 //    FIXHR(5.73685662283492756461),
300 };
301
302 /* using Lee like decomposition followed by hand coded 9 points DCT */
303 static void imdct36(INTFLOAT *out, INTFLOAT *buf, INTFLOAT *in, INTFLOAT *win)
304 {
305     int i, j;
306     INTFLOAT t0, t1, t2, t3, s0, s1, s2, s3;
307     INTFLOAT tmp[18], *tmp1, *in1;
308
309     for (i = 17; i >= 1; i--)
310         in[i] += in[i-1];
311     for (i = 17; i >= 3; i -= 2)
312         in[i] += in[i-2];
313
314     for (j = 0; j < 2; j++) {
315         tmp1 = tmp + j;
316         in1 = in + j;
317
318         t2 = in1[2*4] + in1[2*8] - in1[2*2];
319
320         t3 = in1[2*0] + SHR(in1[2*6],1);
321         t1 = in1[2*0] - in1[2*6];
322         tmp1[ 6] = t1 - SHR(t2,1);
323         tmp1[16] = t1 + t2;
324
325         t0 = MULH3(in1[2*2] + in1[2*4] ,    C2, 2);
326         t1 = MULH3(in1[2*4] - in1[2*8] , -2*C8, 1);
327         t2 = MULH3(in1[2*2] + in1[2*8] ,   -C4, 2);
328
329         tmp1[10] = t3 - t0 - t2;
330         tmp1[ 2] = t3 + t0 + t1;
331         tmp1[14] = t3 + t2 - t1;
332
333         tmp1[ 4] = MULH3(in1[2*5] + in1[2*7] - in1[2*1], -C3, 2);
334         t2 = MULH3(in1[2*1] + in1[2*5],    C1, 2);
335         t3 = MULH3(in1[2*5] - in1[2*7], -2*C7, 1);
336         t0 = MULH3(in1[2*3], C3, 2);
337
338         t1 = MULH3(in1[2*1] + in1[2*7],   -C5, 2);
339
340         tmp1[ 0] = t2 + t3 + t0;
341         tmp1[12] = t2 + t1 - t0;
342         tmp1[ 8] = t3 - t1 - t0;
343     }
344
345     i = 0;
346     for (j = 0; j < 4; j++) {
347         t0 = tmp[i];
348         t1 = tmp[i + 2];
349         s0 = t1 + t0;
350         s2 = t1 - t0;
351
352         t2 = tmp[i + 1];
353         t3 = tmp[i + 3];
354         s1 = MULH3(t3 + t2, icos36h[    j], 2);
355         s3 = MULLx(t3 - t2, icos36 [8 - j], FRAC_BITS);
356
357         t0 = s0 + s1;
358         t1 = s0 - s1;
359         out[(9 + j) * SBLIMIT] = MULH3(t1, win[     9 + j], 1) + buf[4*(9 + j)];
360         out[(8 - j) * SBLIMIT] = MULH3(t1, win[     8 - j], 1) + buf[4*(8 - j)];
361         buf[4 * ( 9 + j     )] = MULH3(t0, win[MDCT_BUF_SIZE/2 + 9 + j], 1);
362         buf[4 * ( 8 - j     )] = MULH3(t0, win[MDCT_BUF_SIZE/2 + 8 - j], 1);
363
364         t0 = s2 + s3;
365         t1 = s2 - s3;
366         out[(9 + 8 - j) * SBLIMIT] = MULH3(t1, win[     9 + 8 - j], 1) + buf[4*(9 + 8 - j)];
367         out[         j  * SBLIMIT] = MULH3(t1, win[             j], 1) + buf[4*(        j)];
368         buf[4 * ( 9 + 8 - j     )] = MULH3(t0, win[MDCT_BUF_SIZE/2 + 9 + 8 - j], 1);
369         buf[4 * (         j     )] = MULH3(t0, win[MDCT_BUF_SIZE/2         + j], 1);
370         i += 4;
371     }
372
373     s0 = tmp[16];
374     s1 = MULH3(tmp[17], icos36h[4], 2);
375     t0 = s0 + s1;
376     t1 = s0 - s1;
377     out[(9 + 4) * SBLIMIT] = MULH3(t1, win[     9 + 4], 1) + buf[4*(9 + 4)];
378     out[(8 - 4) * SBLIMIT] = MULH3(t1, win[     8 - 4], 1) + buf[4*(8 - 4)];
379     buf[4 * ( 9 + 4     )] = MULH3(t0, win[MDCT_BUF_SIZE/2 + 9 + 4], 1);
380     buf[4 * ( 8 - 4     )] = MULH3(t0, win[MDCT_BUF_SIZE/2 + 8 - 4], 1);
381 }
382
383 void RENAME(ff_imdct36_blocks)(INTFLOAT *out, INTFLOAT *buf, INTFLOAT *in,
384                                int count, int switch_point, int block_type)
385 {
386     int j;
387     for (j=0 ; j < count; j++) {
388         /* apply window & overlap with previous buffer */
389
390         /* select window */
391         int win_idx = (switch_point && j < 2) ? 0 : block_type;
392         INTFLOAT *win = RENAME(ff_mdct_win)[win_idx + (4 & -(j & 1))];
393
394         imdct36(out, buf, in, win);
395
396         in  += 18;
397         buf += ((j&3) != 3 ? 1 : (72-3));
398         out++;
399     }
400 }