sbrdsp: Unroll sbr_autocorrelate_c
[ffmpeg.git] / libavcodec / sbrdsp.c
1 /*
2  * AAC Spectral Band Replication decoding functions
3  * Copyright (c) 2008-2009 Robert Swain ( rob opendot cl )
4  * Copyright (c) 2009-2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
5  *
6  * This file is part of Libav.
7  *
8  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
9  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
10  * License as published by the Free Software Foundation; either
11  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
12  *
13  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
14  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
16  * Lesser General Public License for more details.
17  *
18  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
19  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
20  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
21  */
22
23 #include "config.h"
24 #include "libavutil/attributes.h"
25 #include "sbrdsp.h"
26
27 static void sbr_sum64x5_c(float *z)
28 {
29     int k;
30     for (k = 0; k < 64; k++) {
31         float f = z[k] + z[k + 64] + z[k + 128] + z[k + 192] + z[k + 256];
32         z[k] = f;
33     }
34 }
35
36 static float sbr_sum_square_c(float (*x)[2], int n)
37 {
38     float sum0 = 0.0f, sum1 = 0.0f;
39     int i;
40
41     for (i = 0; i < n; i += 2)
42     {
43         sum0 += x[i + 0][0] * x[i + 0][0];
44         sum1 += x[i + 0][1] * x[i + 0][1];
45         sum0 += x[i + 1][0] * x[i + 1][0];
46         sum1 += x[i + 1][1] * x[i + 1][1];
47     }
48
49     return sum0 + sum1;
50 }
51
52 static void sbr_neg_odd_64_c(float *x)
53 {
54     int i;
55     for (i = 1; i < 64; i += 2)
56         x[i] = -x[i];
57 }
58
59 static void sbr_qmf_pre_shuffle_c(float *z)
60 {
61     int k;
62     z[64] = z[0];
63     z[65] = z[1];
64     for (k = 1; k < 32; k++) {
65         z[64+2*k  ] = -z[64 - k];
66         z[64+2*k+1] =  z[ k + 1];
67     }
68 }
69
70 static void sbr_qmf_post_shuffle_c(float W[32][2], const float *z)
71 {
72     int k;
73     for (k = 0; k < 32; k++) {
74         W[k][0] = -z[63-k];
75         W[k][1] = z[k];
76     }
77 }
78
79 static void sbr_qmf_deint_neg_c(float *v, const float *src)
80 {
81     int i;
82     for (i = 0; i < 32; i++) {
83         v[     i] =  src[63 - 2*i    ];
84         v[63 - i] = -src[63 - 2*i - 1];
85     }
86 }
87
88 static void sbr_qmf_deint_bfly_c(float *v, const float *src0, const float *src1)
89 {
90     int i;
91     for (i = 0; i < 64; i++) {
92         v[      i] = src0[i] - src1[63 - i];
93         v[127 - i] = src0[i] + src1[63 - i];
94     }
95 }
96
97 static av_always_inline void autocorrelate(const float x[40][2],
98                                            float phi[3][2][2], int lag)
99 {
100     int i;
101     float real_sum = 0.0f;
102     float imag_sum = 0.0f;
103     if (lag) {
104         for (i = 1; i < 38; i++) {
105             real_sum += x[i][0] * x[i+lag][0] + x[i][1] * x[i+lag][1];
106             imag_sum += x[i][0] * x[i+lag][1] - x[i][1] * x[i+lag][0];
107         }
108         phi[2-lag][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[lag][0] + x[ 0][1] * x[lag][1];
109         phi[2-lag][1][1] = imag_sum + x[ 0][0] * x[lag][1] - x[ 0][1] * x[lag][0];
110         if (lag == 1) {
111             phi[0][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[39][0] + x[38][1] * x[39][1];
112             phi[0][0][1] = imag_sum + x[38][0] * x[39][1] - x[38][1] * x[39][0];
113         }
114     } else {
115         for (i = 1; i < 38; i++) {
116             real_sum += x[i][0] * x[i][0] + x[i][1] * x[i][1];
117         }
118         phi[2][1][0] = real_sum + x[ 0][0] * x[ 0][0] + x[ 0][1] * x[ 0][1];
119         phi[1][0][0] = real_sum + x[38][0] * x[38][0] + x[38][1] * x[38][1];
120     }
121 }
122
123 static void sbr_autocorrelate_c(const float x[40][2], float phi[3][2][2])
124 {
125 #if 0
126     /* This code is slower because it multiplies memory accesses.
127      * It is left for educational purposes and because it may offer
128      * a better reference for writing arch-specific DSP functions. */
129     autocorrelate(x, phi, 0);
130     autocorrelate(x, phi, 1);
131     autocorrelate(x, phi, 2);
132 #else
133     float real_sum2 = x[0][0] * x[2][0] + x[0][1] * x[2][1];
134     float imag_sum2 = x[0][0] * x[2][1] - x[0][1] * x[2][0];
135     float real_sum1 = 0.0f, imag_sum1 = 0.0f, real_sum0 = 0.0f;
136     int   i;
137     for (i = 1; i < 38; i++) {
138         real_sum0 += x[i][0] * x[i    ][0] + x[i][1] * x[i    ][1];
139         real_sum1 += x[i][0] * x[i + 1][0] + x[i][1] * x[i + 1][1];
140         imag_sum1 += x[i][0] * x[i + 1][1] - x[i][1] * x[i + 1][0];
141         real_sum2 += x[i][0] * x[i + 2][0] + x[i][1] * x[i + 2][1];
142         imag_sum2 += x[i][0] * x[i + 2][1] - x[i][1] * x[i + 2][0];
143     }
144     phi[2 - 2][1][0] = real_sum2;
145     phi[2 - 2][1][1] = imag_sum2;
146     phi[2    ][1][0] = real_sum0 + x[ 0][0] * x[ 0][0] + x[ 0][1] * x[ 0][1];
147     phi[1    ][0][0] = real_sum0 + x[38][0] * x[38][0] + x[38][1] * x[38][1];
148     phi[2 - 1][1][0] = real_sum1 + x[ 0][0] * x[ 1][0] + x[ 0][1] * x[ 1][1];
149     phi[2 - 1][1][1] = imag_sum1 + x[ 0][0] * x[ 1][1] - x[ 0][1] * x[ 1][0];
150     phi[0    ][0][0] = real_sum1 + x[38][0] * x[39][0] + x[38][1] * x[39][1];
151     phi[0    ][0][1] = imag_sum1 + x[38][0] * x[39][1] - x[38][1] * x[39][0];
152 #endif
153 }
154
155 static void sbr_hf_gen_c(float (*X_high)[2], const float (*X_low)[2],
156                          const float alpha0[2], const float alpha1[2],
157                          float bw, int start, int end)
158 {
159     float alpha[4];
160     int i;
161
162     alpha[0] = alpha1[0] * bw * bw;
163     alpha[1] = alpha1[1] * bw * bw;
164     alpha[2] = alpha0[0] * bw;
165     alpha[3] = alpha0[1] * bw;
166
167     for (i = start; i < end; i++) {
168         X_high[i][0] =
169             X_low[i - 2][0] * alpha[0] -
170             X_low[i - 2][1] * alpha[1] +
171             X_low[i - 1][0] * alpha[2] -
172             X_low[i - 1][1] * alpha[3] +
173             X_low[i][0];
174         X_high[i][1] =
175             X_low[i - 2][1] * alpha[0] +
176             X_low[i - 2][0] * alpha[1] +
177             X_low[i - 1][1] * alpha[2] +
178             X_low[i - 1][0] * alpha[3] +
179             X_low[i][1];
180     }
181 }
182
183 static void sbr_hf_g_filt_c(float (*Y)[2], const float (*X_high)[40][2],
184                             const float *g_filt, int m_max, intptr_t ixh)
185 {
186     int m;
187
188     for (m = 0; m < m_max; m++) {
189         Y[m][0] = X_high[m][ixh][0] * g_filt[m];
190         Y[m][1] = X_high[m][ixh][1] * g_filt[m];
191     }
192 }
193
194 static av_always_inline void sbr_hf_apply_noise(float (*Y)[2],
195                                                 const float *s_m,
196                                                 const float *q_filt,
197                                                 int noise,
198                                                 float phi_sign0,
199                                                 float phi_sign1,
200                                                 int m_max)
201 {
202     int m;
203
204     for (m = 0; m < m_max; m++) {
205         float y0 = Y[m][0];
206         float y1 = Y[m][1];
207         noise = (noise + 1) & 0x1ff;
208         if (s_m[m]) {
209             y0 += s_m[m] * phi_sign0;
210             y1 += s_m[m] * phi_sign1;
211         } else {
212             y0 += q_filt[m] * ff_sbr_noise_table[noise][0];
213             y1 += q_filt[m] * ff_sbr_noise_table[noise][1];
214         }
215         Y[m][0] = y0;
216         Y[m][1] = y1;
217         phi_sign1 = -phi_sign1;
218     }
219 }
220
221 static void sbr_hf_apply_noise_0(float (*Y)[2], const float *s_m,
222                                  const float *q_filt, int noise,
223                                  int kx, int m_max)
224 {
225     sbr_hf_apply_noise(Y, s_m, q_filt, noise, 1.0, 0.0, m_max);
226 }
227
228 static void sbr_hf_apply_noise_1(float (*Y)[2], const float *s_m,
229                                  const float *q_filt, int noise,
230                                  int kx, int m_max)
231 {
232     float phi_sign = 1 - 2 * (kx & 1);
233     sbr_hf_apply_noise(Y, s_m, q_filt, noise, 0.0, phi_sign, m_max);
234 }
235
236 static void sbr_hf_apply_noise_2(float (*Y)[2], const float *s_m,
237                                  const float *q_filt, int noise,
238                                  int kx, int m_max)
239 {
240     sbr_hf_apply_noise(Y, s_m, q_filt, noise, -1.0, 0.0, m_max);
241 }
242
243 static void sbr_hf_apply_noise_3(float (*Y)[2], const float *s_m,
244                                  const float *q_filt, int noise,
245                                  int kx, int m_max)
246 {
247     float phi_sign = 1 - 2 * (kx & 1);
248     sbr_hf_apply_noise(Y, s_m, q_filt, noise, 0.0, -phi_sign, m_max);
249 }
250
251 av_cold void ff_sbrdsp_init(SBRDSPContext *s)
252 {
253     s->sum64x5 = sbr_sum64x5_c;
254     s->sum_square = sbr_sum_square_c;
255     s->neg_odd_64 = sbr_neg_odd_64_c;
256     s->qmf_pre_shuffle = sbr_qmf_pre_shuffle_c;
257     s->qmf_post_shuffle = sbr_qmf_post_shuffle_c;
258     s->qmf_deint_neg = sbr_qmf_deint_neg_c;
259     s->qmf_deint_bfly = sbr_qmf_deint_bfly_c;
260     s->autocorrelate = sbr_autocorrelate_c;
261     s->hf_gen = sbr_hf_gen_c;
262     s->hf_g_filt = sbr_hf_g_filt_c;
263
264     s->hf_apply_noise[0] = sbr_hf_apply_noise_0;
265     s->hf_apply_noise[1] = sbr_hf_apply_noise_1;
266     s->hf_apply_noise[2] = sbr_hf_apply_noise_2;
267     s->hf_apply_noise[3] = sbr_hf_apply_noise_3;
268
269     if (ARCH_ARM)
270         ff_sbrdsp_init_arm(s);
271     if (ARCH_X86)
272         ff_sbrdsp_init_x86(s);
273 }