git.sesse.net Git - vlc/blob - src/ac3_decoder/ac3_srfft.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * ac3_srfft.c: ac3 FFT
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 1999, 2000 VideoLAN
   5  * $Id: ac3_srfft.c,v 1.4 2001/05/14 15:58:04 reno Exp $
   6  *
   7  * Authors: Renaud Dartus <reno@videolan.org>
   8  *          Aaron Holtzman <aholtzma@engr.uvic.ca>
   9  *
  10  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  11  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  12  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  13  * (at your option) any later version.
  14  *
  15  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  16  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  17  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  18  * GNU General Public License for more details.
  19  *
  20  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  21  * along with this program; if not, write to the Free Software
  22  * Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111, USA.
  23  *****************************************************************************/
  24
  25 #include "defs.h"
  26
  27 #include <string.h>                                              /* memcpy() */
  28
  29 #include <math.h>
  30 #include <stdio.h>
  31
  32 #include "config.h"
  33 #include "common.h"
  34 #include "threads.h"
  35 #include "mtime.h"
  36
  37 #include "stream_control.h"
  38 #include "input_ext-dec.h"
  39
  40 #include "ac3_decoder.h"
  41 #include "ac3_srfft.h"
  42
  43 static void fft_8 (complex_t *x);
  44
  45 static void fft_4(complex_t *x)
  46 {
  47   /* delta_p = 1 here */
  48   /* x[k] = sum_{i=0..3} x[i] * w^{i*k}, w=e^{-2*pi/4}
  49    */
  50
  51   register float yt_r, yt_i, yb_r, yb_i, u_r, u_i, vi_r, vi_i;
  52
  53   yt_r = x[0].real;
  54   yb_r = yt_r - x[2].real;
  55   yt_r += x[2].real;
  56
  57   u_r = x[1].real;
  58   vi_i = x[3].real - u_r;
  59   u_r += x[3].real;
  60
  61   u_i = x[1].imag;
  62   vi_r = u_i - x[3].imag;
  63   u_i += x[3].imag;
  64
  65   yt_i = yt_r;
  66   yt_i += u_r;
  67   x[0].real = yt_i;
  68   yt_r -= u_r;
  69   x[2].real = yt_r;
  70   yt_i = yb_r;
  71   yt_i += vi_r;
  72   x[1].real = yt_i;
  73   yb_r -= vi_r;
  74   x[3].real = yb_r;
  75
  76   yt_i = x[0].imag;
  77   yb_i = yt_i - x[2].imag;
  78   yt_i += x[2].imag;
  79
  80   yt_r = yt_i;
  81   yt_r += u_i;
  82   x[0].imag = yt_r;
  83   yt_i -= u_i;
  84   x[2].imag = yt_i;
  85   yt_r = yb_i;
  86   yt_r += vi_i;
  87   x[1].imag = yt_r;
  88   yb_i -= vi_i;
  89   x[3].imag = yb_i;
  90 }
  91
  92
  93 static void fft_8 (complex_t *x)
  94 {
  95   /* delta_p = diag{1, sqrt(i)} here */
  96   /* x[k] = sum_{i=0..7} x[i] * w^{i*k}, w=e^{-2*pi/8}
  97    */
  98   register float wT1_r, wT1_i, wB1_r, wB1_i, wT2_r, wT2_i, wB2_r, wB2_i;
  99
 100   wT1_r = x[1].real;
 101   wT1_i = x[1].imag;
 102   wB1_r = x[3].real;
 103   wB1_i = x[3].imag;
 104
 105   x[1] = x[2];
 106   x[2] = x[4];
 107   x[3] = x[6];
 108   fft_4(&x[0]);
 109
 110
 111   /* x[0] x[4] */
 112   wT2_r = x[5].real;
 113   wT2_r += x[7].real;
 114   wT2_r += wT1_r;
 115   wT2_r += wB1_r;
 116   wT2_i = wT2_r;
 117   wT2_r += x[0].real;
 118   wT2_i = x[0].real - wT2_i;
 119   x[0].real = wT2_r;
 120   x[4].real = wT2_i;
 121
 122   wT2_i = x[5].imag;
 123   wT2_i += x[7].imag;
 124   wT2_i += wT1_i;
 125   wT2_i += wB1_i;
 126   wT2_r = wT2_i;
 127   wT2_r += x[0].imag;
 128   wT2_i = x[0].imag - wT2_i;
 129   x[0].imag = wT2_r;
 130   x[4].imag = wT2_i;
 131
 132   /* x[2] x[6] */
 133   wT2_r = x[5].imag;
 134   wT2_r -= x[7].imag;
 135   wT2_r += wT1_i;
 136   wT2_r -= wB1_i;
 137   wT2_i = wT2_r;
 138   wT2_r += x[2].real;
 139   wT2_i = x[2].real - wT2_i;
 140   x[2].real = wT2_r;
 141   x[6].real = wT2_i;
 142
 143   wT2_i = x[5].real;
 144   wT2_i -= x[7].real;
 145   wT2_i += wT1_r;
 146   wT2_i -= wB1_r;
 147   wT2_r = wT2_i;
 148   wT2_r += x[2].imag;
 149   wT2_i = x[2].imag - wT2_i;
 150   x[2].imag = wT2_i;
 151   x[6].imag = wT2_r;
 152
 153
 154   /* x[1] x[5] */
 155   wT2_r = wT1_r;
 156   wT2_r += wB1_i;
 157   wT2_r -= x[5].real;
 158   wT2_r -= x[7].imag;
 159   wT2_i = wT1_i;
 160   wT2_i -= wB1_r;
 161   wT2_i -= x[5].imag;
 162   wT2_i += x[7].real;
 163
 164   wB2_r = wT2_r;
 165   wB2_r += wT2_i;
 166   wT2_i -= wT2_r;
 167   wB2_r *= HSQRT2;
 168   wT2_i *= HSQRT2;
 169   wT2_r = wB2_r;
 170   wB2_r += x[1].real;
 171   wT2_r =  x[1].real - wT2_r;
 172
 173   wB2_i = x[5].real;
 174   x[1].real = wB2_r;
 175   x[5].real = wT2_r;
 176
 177   wT2_r = wT2_i;
 178   wT2_r += x[1].imag;
 179   wT2_i = x[1].imag - wT2_i;
 180   wB2_r = x[5].imag;
 181   x[1].imag = wT2_r;
 182   x[5].imag = wT2_i;
 183
 184   /* x[3] x[7] */
 185   wT1_r -= wB1_i;
 186   wT1_i += wB1_r;
 187   wB1_r = wB2_i - x[7].imag;
 188   wB1_i = wB2_r + x[7].real;
 189   wT1_r -= wB1_r;
 190   wT1_i -= wB1_i;
 191   wB1_r = wT1_r + wT1_i;
 192   wB1_r *= HSQRT2;
 193   wT1_i -= wT1_r;
 194   wT1_i *= HSQRT2;
 195   wB2_r = x[3].real;
 196   wB2_i = wB2_r + wT1_i;
 197   wB2_r -= wT1_i;
 198   x[3].real = wB2_i;
 199   x[7].real = wB2_r;
 200   wB2_i = x[3].imag;
 201   wB2_r = wB2_i + wB1_r;
 202   wB2_i -= wB1_r;
 203   x[3].imag = wB2_i;
 204   x[7].imag = wB2_r;
 205 }
 206
 207
 208 static void fft_asmb(int k, complex_t *x, complex_t *wTB,
 209              const complex_t *d, const complex_t *d_3)
 210 {
 211   register complex_t  *x2k, *x3k, *x4k, *wB;
 212   register float a_r, a_i, a1_r, a1_i, u_r, u_i, v_r, v_i;
 213
 214   x2k = x + 2 * k;
 215   x3k = x2k + 2 * k;
 216   x4k = x3k + 2 * k;
 217   wB = wTB + 2 * k;
 218
 219   TRANSZERO(x[0],x2k[0],x3k[0],x4k[0]);
 220   TRANS(x[1],x2k[1],x3k[1],x4k[1],wTB[1],wB[1],d[1],d_3[1]);
 221
 222   --k;
 223   for(;;) {
 224      TRANS(x[2],x2k[2],x3k[2],x4k[2],wTB[2],wB[2],d[2],d_3[2]);
 225      TRANS(x[3],x2k[3],x3k[3],x4k[3],wTB[3],wB[3],d[3],d_3[3]);
 226      if (!--k) break;
 227      x += 2;
 228      x2k += 2;
 229      x3k += 2;
 230      x4k += 2;
 231      d += 2;
 232      d_3 += 2;
 233      wTB += 2;
 234      wB += 2;
 235   }
 236
 237 }
 238
 239 static void fft_asmb16(complex_t *x, complex_t *wTB)
 240 {
 241   register float a_r, a_i, a1_r, a1_i, u_r, u_i, v_r, v_i;
 242   int k = 2;
 243
 244   /* transform x[0], x[8], x[4], x[12] */
 245   TRANSZERO(x[0],x[4],x[8],x[12]);
 246
 247   /* transform x[1], x[9], x[5], x[13] */
 248   TRANS(x[1],x[5],x[9],x[13],wTB[1],wTB[5],delta16[1],delta16_3[1]);
 249
 250   /* transform x[2], x[10], x[6], x[14] */
 251   TRANSHALF_16(x[2],x[6],x[10],x[14]);
 252
 253   /* transform x[3], x[11], x[7], x[15] */
 254   TRANS(x[3],x[7],x[11],x[15],wTB[3],wTB[7],delta16[3],delta16_3[3]);
 255
 256 }
 257
 258
 259 void fft_64p_c (complex_t *a)
 260 {
 261   fft_8(&a[0]); fft_4(&a[8]); fft_4(&a[12]);
 262   fft_asmb16(&a[0], &a[8]);
 263
 264   fft_8(&a[16]), fft_8(&a[24]);
 265   fft_asmb(4, &a[0], &a[16],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 266
 267   fft_8(&a[32]); fft_4(&a[40]); fft_4(&a[44]);
 268   fft_asmb16(&a[32], &a[40]);
 269
 270   fft_8(&a[48]); fft_4(&a[56]); fft_4(&a[60]);
 271   fft_asmb16(&a[48], &a[56]);
 272
 273   fft_asmb(8, &a[0], &a[32],&delta64[0], &delta64_3[0]);
 274 }
 275
 276
 277 void fft_128p_c (complex_t *a)
 278 {
 279   fft_8(&a[0]); fft_4(&a[8]); fft_4(&a[12]);
 280   fft_asmb16(&a[0], &a[8]);
 281
 282   fft_8(&a[16]), fft_8(&a[24]);
 283   fft_asmb(4, &a[0], &a[16],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 284
 285   fft_8(&a[32]); fft_4(&a[40]); fft_4(&a[44]);
 286   fft_asmb16(&a[32], &a[40]);
 287
 288   fft_8(&a[48]); fft_4(&a[56]); fft_4(&a[60]);
 289   fft_asmb16(&a[48], &a[56]);
 290
 291   fft_asmb(8, &a[0], &a[32],&delta64[0], &delta64_3[0]);
 292
 293   fft_8(&a[64]); fft_4(&a[72]); fft_4(&a[76]);
 294   /* fft_16(&a[64]); */
 295   fft_asmb16(&a[64], &a[72]);
 296
 297   fft_8(&a[80]); fft_8(&a[88]);
 298
 299   /* fft_32(&a[64]); */
 300   fft_asmb(4, &a[64], &a[80],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 301
 302   fft_8(&a[96]); fft_4(&a[104]), fft_4(&a[108]);
 303   /* fft_16(&a[96]); */
 304   fft_asmb16(&a[96], &a[104]);
 305
 306   fft_8(&a[112]), fft_8(&a[120]);
 307   /* fft_32(&a[96]); */
 308   fft_asmb(4, &a[96], &a[112], &delta32[0], &delta32_3[0]);
 309
 310   /* fft_128(&a[0]); */
 311   fft_asmb(16, &a[0], &a[64], &delta128[0], &delta128_3[0]);
 312 }