avutil/threadmessage: split the pthread condition in two
[ffmpeg.git] / libavutil / float_dsp.c
1 /*
2  * Copyright 2005 Balatoni Denes
3  * Copyright 2006 Loren Merritt
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 "config.h"
23 #include "attributes.h"
24 #include "float_dsp.h"
25 #include "mem.h"
26
27 static void vector_fmul_c(float *dst, const float *src0, const float *src1,
28                           int len)
29 {
30     int i;
31     for (i = 0; i < len; i++)
32         dst[i] = src0[i] * src1[i];
33 }
34
35 static void vector_fmac_scalar_c(float *dst, const float *src, float mul,
36                                  int len)
37 {
38     int i;
39     for (i = 0; i < len; i++)
40         dst[i] += src[i] * mul;
41 }
42
43 static void vector_fmul_scalar_c(float *dst, const float *src, float mul,
44                                  int len)
45 {
46     int i;
47     for (i = 0; i < len; i++)
48         dst[i] = src[i] * mul;
49 }
50
51 static void vector_dmul_scalar_c(double *dst, const double *src, double mul,
52                                  int len)
53 {
54     int i;
55     for (i = 0; i < len; i++)
56         dst[i] = src[i] * mul;
57 }
58
59 static void vector_fmul_window_c(float *dst, const float *src0,
60                                  const float *src1, const float *win, int len)
61 {
62     int i, j;
63
64     dst  += len;
65     win  += len;
66     src0 += len;
67
68     for (i = -len, j = len - 1; i < 0; i++, j--) {
69         float s0 = src0[i];
70         float s1 = src1[j];
71         float wi = win[i];
72         float wj = win[j];
73         dst[i] = s0 * wj - s1 * wi;
74         dst[j] = s0 * wi + s1 * wj;
75     }
76 }
77
78 static void vector_fmul_add_c(float *dst, const float *src0, const float *src1,
79                               const float *src2, int len){
80     int i;
81
82     for (i = 0; i < len; i++)
83         dst[i] = src0[i] * src1[i] + src2[i];
84 }
85
86 static void vector_fmul_reverse_c(float *dst, const float *src0,
87                                   const float *src1, int len)
88 {
89     int i;
90
91     src1 += len-1;
92     for (i = 0; i < len; i++)
93         dst[i] = src0[i] * src1[-i];
94 }
95
96 static void butterflies_float_c(float *av_restrict v1, float *av_restrict v2,
97                                 int len)
98 {
99     int i;
100
101     for (i = 0; i < len; i++) {
102         float t = v1[i] - v2[i];
103         v1[i] += v2[i];
104         v2[i] = t;
105     }
106 }
107
108 float avpriv_scalarproduct_float_c(const float *v1, const float *v2, int len)
109 {
110     float p = 0.0;
111     int i;
112
113     for (i = 0; i < len; i++)
114         p += v1[i] * v2[i];
115
116     return p;
117 }
118
119 av_cold AVFloatDSPContext *avpriv_float_dsp_alloc(int bit_exact)
120 {
121     AVFloatDSPContext *fdsp = av_mallocz(sizeof(AVFloatDSPContext));
122     if (!fdsp)
123         return NULL;
124
125     fdsp->vector_fmul = vector_fmul_c;
126     fdsp->vector_fmac_scalar = vector_fmac_scalar_c;
127     fdsp->vector_fmul_scalar = vector_fmul_scalar_c;
128     fdsp->vector_dmul_scalar = vector_dmul_scalar_c;
129     fdsp->vector_fmul_window = vector_fmul_window_c;
130     fdsp->vector_fmul_add = vector_fmul_add_c;
131     fdsp->vector_fmul_reverse = vector_fmul_reverse_c;
132     fdsp->butterflies_float = butterflies_float_c;
133     fdsp->scalarproduct_float = avpriv_scalarproduct_float_c;
134
135     if (ARCH_AARCH64)
136         ff_float_dsp_init_aarch64(fdsp);
137     if (ARCH_ARM)
138         ff_float_dsp_init_arm(fdsp);
139     if (ARCH_PPC)
140         ff_float_dsp_init_ppc(fdsp, bit_exact);
141     if (ARCH_X86)
142         ff_float_dsp_init_x86(fdsp);
143     if (ARCH_MIPS)
144         ff_float_dsp_init_mips(fdsp);
145     return fdsp;
146 }
147
148
149 #ifdef TEST
150
151 #include <float.h>
152 #include <math.h>
153 #include <stdint.h>
154 #include <stdlib.h>
155 #include <string.h>
156 #if HAVE_UNISTD_H
157 #include <unistd.h> /* for getopt */
158 #endif
159 #if !HAVE_GETOPT
160 #include "compat/getopt.c"
161 #endif
162
163 #include "common.h"
164 #include "cpu.h"
165 #include "internal.h"
166 #include "lfg.h"
167 #include "log.h"
168 #include "random_seed.h"
169
170 #define LEN 240
171
172 static void fill_float_array(AVLFG *lfg, float *a, int len)
173 {
174     int i;
175     double bmg[2], stddev = 10.0, mean = 0.0;
176
177     for (i = 0; i < len; i += 2) {
178         av_bmg_get(lfg, bmg);
179         a[i]     = bmg[0] * stddev + mean;
180         a[i + 1] = bmg[1] * stddev + mean;
181     }
182 }
183 static int compare_floats(const float *a, const float *b, int len,
184                           float max_diff)
185 {
186     int i;
187     for (i = 0; i < len; i++) {
188         if (fabsf(a[i] - b[i]) > max_diff) {
189             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d: %- .12f - %- .12f = % .12g\n",
190                    i, a[i], b[i], a[i] - b[i]);
191             return -1;
192         }
193     }
194     return 0;
195 }
196
197 static void fill_double_array(AVLFG *lfg, double *a, int len)
198 {
199     int i;
200     double bmg[2], stddev = 10.0, mean = 0.0;
201
202     for (i = 0; i < len; i += 2) {
203         av_bmg_get(lfg, bmg);
204         a[i]     = bmg[0] * stddev + mean;
205         a[i + 1] = bmg[1] * stddev + mean;
206     }
207 }
208
209 static int compare_doubles(const double *a, const double *b, int len,
210                            double max_diff)
211 {
212     int i;
213
214     for (i = 0; i < len; i++) {
215         if (fabs(a[i] - b[i]) > max_diff) {
216             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d: %- .12f - %- .12f = % .12g\n",
217                    i, a[i], b[i], a[i] - b[i]);
218             return -1;
219         }
220     }
221     return 0;
222 }
223
224 static int test_vector_fmul(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
225                             const float *v1, const float *v2)
226 {
227     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
228     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
229     int ret;
230
231     cdsp->vector_fmul(cdst, v1, v2, LEN);
232     fdsp->vector_fmul(odst, v1, v2, LEN);
233
234     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, FLT_EPSILON))
235         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul failed\n");
236
237     return ret;
238 }
239
240 #define ARBITRARY_FMAC_SCALAR_CONST 0.005
241 static int test_vector_fmac_scalar(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
242                                    const float *v1, const float *src0, float scale)
243 {
244     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
245     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
246     int ret;
247
248     memcpy(cdst, v1, LEN * sizeof(*v1));
249     memcpy(odst, v1, LEN * sizeof(*v1));
250
251     cdsp->vector_fmac_scalar(cdst, src0, scale, LEN);
252     fdsp->vector_fmac_scalar(odst, src0, scale, LEN);
253
254     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, ARBITRARY_FMAC_SCALAR_CONST))
255         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmac_scalar failed\n");
256
257     return ret;
258 }
259
260 static int test_vector_fmul_scalar(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
261                                    const float *v1, float scale)
262 {
263     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
264     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
265     int ret;
266
267     cdsp->vector_fmul_scalar(cdst, v1, scale, LEN);
268     fdsp->vector_fmul_scalar(odst, v1, scale, LEN);
269
270     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, FLT_EPSILON))
271         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul_scalar failed\n");
272
273     return ret;
274 }
275
276 static int test_vector_dmul_scalar(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
277                                    const double *v1, double scale)
278 {
279     LOCAL_ALIGNED(32, double, cdst, [LEN]);
280     LOCAL_ALIGNED(32, double, odst, [LEN]);
281     int ret;
282
283     cdsp->vector_dmul_scalar(cdst, v1, scale, LEN);
284     fdsp->vector_dmul_scalar(odst, v1, scale, LEN);
285
286     if (ret = compare_doubles(cdst, odst, LEN, DBL_EPSILON))
287         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_dmul_scalar failed\n");
288
289     return ret;
290 }
291
292 #define ARBITRARY_FMUL_WINDOW_CONST 0.008
293 static int test_vector_fmul_window(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
294                                    const float *v1, const float *v2, const float *v3)
295 {
296     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
297     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
298     int ret;
299
300     cdsp->vector_fmul_window(cdst, v1, v2, v3, LEN / 2);
301     fdsp->vector_fmul_window(odst, v1, v2, v3, LEN / 2);
302
303     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, ARBITRARY_FMUL_WINDOW_CONST))
304         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul_window failed\n");
305
306     return ret;
307 }
308
309 #define ARBITRARY_FMUL_ADD_CONST 0.005
310 static int test_vector_fmul_add(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
311                                 const float *v1, const float *v2, const float *v3)
312 {
313     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
314     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
315     int ret;
316
317     cdsp->vector_fmul_add(cdst, v1, v2, v3, LEN);
318     fdsp->vector_fmul_add(odst, v1, v2, v3, LEN);
319
320     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, ARBITRARY_FMUL_ADD_CONST))
321         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul_add failed\n");
322
323     return ret;
324 }
325
326 static int test_vector_fmul_reverse(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
327                                     const float *v1, const float *v2)
328 {
329     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
330     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
331     int ret;
332
333     cdsp->vector_fmul_reverse(cdst, v1, v2, LEN);
334     fdsp->vector_fmul_reverse(odst, v1, v2, LEN);
335
336     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, FLT_EPSILON))
337         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul_reverse failed\n");
338
339     return ret;
340 }
341
342 static int test_butterflies_float(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
343                                   const float *v1, const float *v2)
344 {
345     LOCAL_ALIGNED(32, float, cv1, [LEN]);
346     LOCAL_ALIGNED(32, float, cv2, [LEN]);
347     LOCAL_ALIGNED(32, float, ov1, [LEN]);
348     LOCAL_ALIGNED(32, float, ov2, [LEN]);
349     int ret;
350
351     memcpy(cv1, v1, LEN * sizeof(*v1));
352     memcpy(cv2, v2, LEN * sizeof(*v2));
353     memcpy(ov1, v1, LEN * sizeof(*v1));
354     memcpy(ov2, v2, LEN * sizeof(*v2));
355
356     cdsp->butterflies_float(cv1, cv2, LEN);
357     fdsp->butterflies_float(ov1, ov2, LEN);
358
359     if ((ret = compare_floats(cv1, ov1, LEN, FLT_EPSILON)) ||
360         (ret = compare_floats(cv2, ov2, LEN, FLT_EPSILON)))
361         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "butterflies_float failed\n");
362
363     return ret;
364 }
365
366 #define ARBITRARY_SCALARPRODUCT_CONST 0.2
367 static int test_scalarproduct_float(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
368                                     const float *v1, const float *v2)
369 {
370     float cprod, oprod;
371     int ret;
372
373     cprod = cdsp->scalarproduct_float(v1, v2, LEN);
374     oprod = fdsp->scalarproduct_float(v1, v2, LEN);
375
376     if (ret = compare_floats(&cprod, &oprod, 1, ARBITRARY_SCALARPRODUCT_CONST))
377         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "scalarproduct_float failed\n");
378
379     return ret;
380 }
381
382 int main(int argc, char **argv)
383 {
384     int ret = 0, seeded = 0;
385     uint32_t seed;
386     AVFloatDSPContext *fdsp, *cdsp;
387     AVLFG lfg;
388
389     LOCAL_ALIGNED(32, float, src0, [LEN]);
390     LOCAL_ALIGNED(32, float, src1, [LEN]);
391     LOCAL_ALIGNED(32, float, src2, [LEN]);
392     LOCAL_ALIGNED(32, double, dbl_src0, [LEN]);
393     LOCAL_ALIGNED(32, double, dbl_src1, [LEN]);
394
395     for (;;) {
396         int arg = getopt(argc, argv, "s:c:");
397         if (arg == -1)
398             break;
399         switch (arg) {
400         case 's':
401             seed = strtoul(optarg, NULL, 10);
402             seeded = 1;
403             break;
404         case 'c':
405         {
406             int cpuflags = av_get_cpu_flags();
407
408             if (av_parse_cpu_caps(&cpuflags, optarg) < 0)
409                 return 1;
410
411             av_force_cpu_flags(cpuflags);
412             break;
413         }
414         }
415     }
416     if (!seeded)
417         seed = av_get_random_seed();
418
419     av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "float_dsp-test: %s %u\n", seeded ? "seed" : "random seed", seed);
420
421     fdsp = avpriv_float_dsp_alloc(1);
422     av_force_cpu_flags(0);
423     cdsp = avpriv_float_dsp_alloc(1);
424
425     if (!fdsp || !cdsp) {
426         ret = 1;
427         goto end;
428     }
429
430     av_lfg_init(&lfg, seed);
431
432     fill_float_array(&lfg, src0, LEN);
433     fill_float_array(&lfg, src1, LEN);
434     fill_float_array(&lfg, src2, LEN);
435
436     fill_double_array(&lfg, dbl_src0, LEN);
437     fill_double_array(&lfg, dbl_src1, LEN);
438
439     if (test_vector_fmul(fdsp, cdsp, src0, src1))
440         ret -= 1 << 0;
441     if (test_vector_fmac_scalar(fdsp, cdsp, src2, src0, src1[0]))
442         ret -= 1 << 1;
443     if (test_vector_fmul_scalar(fdsp, cdsp, src0, src1[0]))
444         ret -= 1 << 2;
445     if (test_vector_fmul_window(fdsp, cdsp, src0, src1, src2))
446         ret -= 1 << 3;
447     if (test_vector_fmul_add(fdsp, cdsp, src0, src1, src2))
448         ret -= 1 << 4;
449     if (test_vector_fmul_reverse(fdsp, cdsp, src0, src1))
450         ret -= 1 << 5;
451     if (test_butterflies_float(fdsp, cdsp, src0, src1))
452         ret -= 1 << 6;
453     if (test_scalarproduct_float(fdsp, cdsp, src0, src1))
454         ret -= 1 << 7;
455     if (test_vector_dmul_scalar(fdsp, cdsp, dbl_src0, dbl_src1[0]))
456         ret -= 1 << 8;
457
458 end:
459     av_freep(&fdsp);
460     av_freep(&cdsp);
461     return ret;
462 }
463
464 #endif /* TEST */