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