git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavcodec/ac3dsp.c

   1 /*
   2  * AC-3 DSP functions
   3  * Copyright (c) 2011 Justin Ruggles
   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 "avcodec.h"
  23 #include "ac3.h"
  24 #include "ac3dsp.h"
  25 #include "mathops.h"
  26
  27 static void ac3_exponent_min_c(uint8_t *exp, int num_reuse_blocks, int nb_coefs)
  28 {
  29     int blk, i;
  30
  31     if (!num_reuse_blocks)
  32         return;
  33
  34     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
  35         uint8_t min_exp = *exp;
  36         uint8_t *exp1 = exp + 256;
  37         for (blk = 0; blk < num_reuse_blocks; blk++) {
  38             uint8_t next_exp = *exp1;
  39             if (next_exp < min_exp)
  40                 min_exp = next_exp;
  41             exp1 += 256;
  42         }
  43         *exp++ = min_exp;
  44     }
  45 }
  46
  47 static int ac3_max_msb_abs_int16_c(const int16_t *src, int len)
  48 {
  49     int i, v = 0;
  50     for (i = 0; i < len; i++)
  51         v |= abs(src[i]);
  52     return v;
  53 }
  54
  55 static void ac3_lshift_int16_c(int16_t *src, unsigned int len,
  56                                unsigned int shift)
  57 {
  58     uint32_t *src32 = (uint32_t *)src;
  59     const uint32_t mask = ~(((1 << shift) - 1) << 16);
  60     int i;
  61     len >>= 1;
  62     for (i = 0; i < len; i += 8) {
  63         src32[i  ] = (src32[i  ] << shift) & mask;
  64         src32[i+1] = (src32[i+1] << shift) & mask;
  65         src32[i+2] = (src32[i+2] << shift) & mask;
  66         src32[i+3] = (src32[i+3] << shift) & mask;
  67         src32[i+4] = (src32[i+4] << shift) & mask;
  68         src32[i+5] = (src32[i+5] << shift) & mask;
  69         src32[i+6] = (src32[i+6] << shift) & mask;
  70         src32[i+7] = (src32[i+7] << shift) & mask;
  71     }
  72 }
  73
  74 static void ac3_rshift_int32_c(int32_t *src, unsigned int len,
  75                                unsigned int shift)
  76 {
  77     do {
  78         *src++ >>= shift;
  79         *src++ >>= shift;
  80         *src++ >>= shift;
  81         *src++ >>= shift;
  82         *src++ >>= shift;
  83         *src++ >>= shift;
  84         *src++ >>= shift;
  85         *src++ >>= shift;
  86         len -= 8;
  87     } while (len > 0);
  88 }
  89
  90 static void float_to_fixed24_c(int32_t *dst, const float *src, unsigned int len)
  91 {
  92     const float scale = 1 << 24;
  93     do {
  94         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
  95         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
  96         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
  97         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
  98         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
  99         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
 100         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
 101         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
 102         len -= 8;
 103     } while (len > 0);
 104 }
 105
 106 static void ac3_bit_alloc_calc_bap_c(int16_t *mask, int16_t *psd,
 107                                      int start, int end,
 108                                      int snr_offset, int floor,
 109                                      const uint8_t *bap_tab, uint8_t *bap)
 110 {
 111     int bin, band, band_end;
 112
 113     /* special case, if snr offset is -960, set all bap's to zero */
 114     if (snr_offset == -960) {
 115         memset(bap, 0, AC3_MAX_COEFS);
 116         return;
 117     }
 118
 119     bin  = start;
 120     band = ff_ac3_bin_to_band_tab[start];
 121     do {
 122         int m = (FFMAX(mask[band] - snr_offset - floor, 0) & 0x1FE0) + floor;
 123         band_end = ff_ac3_band_start_tab[++band];
 124         band_end = FFMIN(band_end, end);
 125
 126         for (; bin < band_end; bin++) {
 127             int address = av_clip_uintp2((psd[bin] - m) >> 5, 6);
 128             bap[bin] = bap_tab[address];
 129         }
 130     } while (end > band_end);
 131 }
 132
 133 static void ac3_update_bap_counts_c(uint16_t mant_cnt[16], uint8_t *bap,
 134                                     int len)
 135 {
 136     while (len-- > 0)
 137         mant_cnt[bap[len]]++;
 138 }
 139
 140 DECLARE_ALIGNED(16, const uint16_t, ff_ac3_bap_bits)[16] = {
 141     0,  0,  0,  3,  0,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 14, 16
 142 };
 143
 144 static int ac3_compute_mantissa_size_c(uint16_t mant_cnt[6][16])
 145 {
 146     int blk, bap;
 147     int bits = 0;
 148
 149     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 150         // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
 151         bits += (mant_cnt[blk][1] / 3) * 5;
 152         // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
 153         // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
 154         bits += ((mant_cnt[blk][2] / 3) + (mant_cnt[blk][4] >> 1)) * 7;
 155         // bap=3 : 1 mantissa in 3 bits
 156         bits += mant_cnt[blk][3] * 3;
 157         // bap=5 to 15 : get bits per mantissa from table
 158         for (bap = 5; bap < 16; bap++)
 159             bits += mant_cnt[blk][bap] * ff_ac3_bap_bits[bap];
 160     }
 161     return bits;
 162 }
 163
 164 static void ac3_extract_exponents_c(uint8_t *exp, int32_t *coef, int nb_coefs)
 165 {
 166     int i;
 167
 168     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
 169         int v = abs(coef[i]);
 170         exp[i] = v ? 23 - av_log2(v) : 24;
 171     }
 172 }
 173
 174 static void ac3_sum_square_butterfly_int32_c(int64_t sum[4],
 175                                              const int32_t *coef0,
 176                                              const int32_t *coef1,
 177                                              int len)
 178 {
 179     int i;
 180
 181     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
 182
 183     for (i = 0; i < len; i++) {
 184         int lt = coef0[i];
 185         int rt = coef1[i];
 186         int md = lt + rt;
 187         int sd = lt - rt;
 188         MAC64(sum[0], lt, lt);
 189         MAC64(sum[1], rt, rt);
 190         MAC64(sum[2], md, md);
 191         MAC64(sum[3], sd, sd);
 192     }
 193 }
 194
 195 static void ac3_sum_square_butterfly_float_c(float sum[4],
 196                                              const float *coef0,
 197                                              const float *coef1,
 198                                              int len)
 199 {
 200     int i;
 201
 202     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
 203
 204     for (i = 0; i < len; i++) {
 205         float lt = coef0[i];
 206         float rt = coef1[i];
 207         float md = lt + rt;
 208         float sd = lt - rt;
 209         sum[0] += lt * lt;
 210         sum[1] += rt * rt;
 211         sum[2] += md * md;
 212         sum[3] += sd * sd;
 213     }
 214 }
 215
 216 static void ac3_downmix_c(float **samples, float (*matrix)[2],
 217                           int out_ch, int in_ch, int len)
 218 {
 219     int i, j;
 220     float v0, v1;
 221     if (out_ch == 2) {
 222         for (i = 0; i < len; i++) {
 223             v0 = v1 = 0.0f;
 224             for (j = 0; j < in_ch; j++) {
 225                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 226                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
 227             }
 228             samples[0][i] = v0;
 229             samples[1][i] = v1;
 230         }
 231     } else if (out_ch == 1) {
 232         for (i = 0; i < len; i++) {
 233             v0 = 0.0f;
 234             for (j = 0; j < in_ch; j++)
 235                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 236             samples[0][i] = v0;
 237         }
 238     }
 239 }
 240
 241 static void ac3_downmix_c_fixed(int32_t **samples, int16_t (*matrix)[2],
 242                                 int out_ch, int in_ch, int len)
 243 {
 244     int i, j;
 245     int64_t v0, v1;
 246     if (out_ch == 2) {
 247         for (i = 0; i < len; i++) {
 248             v0 = v1 = 0;
 249             for (j = 0; j < in_ch; j++) {
 250                 v0 += (int64_t)samples[j][i] * matrix[j][0];
 251                 v1 += (int64_t)samples[j][i] * matrix[j][1];
 252             }
 253             samples[0][i] = (v0+2048)>>12;
 254             samples[1][i] = (v1+2048)>>12;
 255         }
 256     } else if (out_ch == 1) {
 257         for (i = 0; i < len; i++) {
 258             v0 = 0;
 259             for (j = 0; j < in_ch; j++)
 260                 v0 += (int64_t)samples[j][i] * matrix[j][0];
 261             samples[0][i] = (v0+2048)>>12;
 262         }
 263     }
 264 }
 265
 266 static void apply_window_int16_c(int16_t *output, const int16_t *input,
 267                                  const int16_t *window, unsigned int len)
 268 {
 269     int i;
 270     int len2 = len >> 1;
 271
 272     for (i = 0; i < len2; i++) {
 273         int16_t w       = window[i];
 274         output[i]       = (MUL16(input[i],       w) + (1 << 14)) >> 15;
 275         output[len-i-1] = (MUL16(input[len-i-1], w) + (1 << 14)) >> 15;
 276     }
 277 }
 278
 279 av_cold void ff_ac3dsp_init(AC3DSPContext *c, int bit_exact)
 280 {
 281     c->ac3_exponent_min = ac3_exponent_min_c;
 282     c->ac3_max_msb_abs_int16 = ac3_max_msb_abs_int16_c;
 283     c->ac3_lshift_int16 = ac3_lshift_int16_c;
 284     c->ac3_rshift_int32 = ac3_rshift_int32_c;
 285     c->float_to_fixed24 = float_to_fixed24_c;
 286     c->bit_alloc_calc_bap = ac3_bit_alloc_calc_bap_c;
 287     c->update_bap_counts = ac3_update_bap_counts_c;
 288     c->compute_mantissa_size = ac3_compute_mantissa_size_c;
 289     c->extract_exponents = ac3_extract_exponents_c;
 290     c->sum_square_butterfly_int32 = ac3_sum_square_butterfly_int32_c;
 291     c->sum_square_butterfly_float = ac3_sum_square_butterfly_float_c;
 292     c->downmix = ac3_downmix_c;
 293     c->downmix_fixed = ac3_downmix_c_fixed;
 294     c->apply_window_int16 = apply_window_int16_c;
 295
 296     if (ARCH_ARM)
 297         ff_ac3dsp_init_arm(c, bit_exact);
 298     if (ARCH_X86)
 299         ff_ac3dsp_init_x86(c, bit_exact);
 300     if (ARCH_MIPS)
 301         ff_ac3dsp_init_mips(c, bit_exact);
 302 }