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 "libavutil/avassert.h"
  23 #include "avcodec.h"
  24 #include "ac3.h"
  25 #include "ac3dsp.h"
  26 #include "mathops.h"
  27
  28 static void ac3_exponent_min_c(uint8_t *exp, int num_reuse_blocks, int nb_coefs)
  29 {
  30     int blk, i;
  31
  32     if (!num_reuse_blocks)
  33         return;
  34
  35     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
  36         uint8_t min_exp = *exp;
  37         uint8_t *exp1 = exp + 256;
  38         for (blk = 0; blk < num_reuse_blocks; blk++) {
  39             uint8_t next_exp = *exp1;
  40             if (next_exp < min_exp)
  41                 min_exp = next_exp;
  42             exp1 += 256;
  43         }
  44         *exp++ = min_exp;
  45     }
  46 }
  47
  48 static int ac3_max_msb_abs_int16_c(const int16_t *src, int len)
  49 {
  50     int i, v = 0;
  51     for (i = 0; i < len; i++)
  52         v |= abs(src[i]);
  53     return v;
  54 }
  55
  56 static void ac3_lshift_int16_c(int16_t *src, unsigned int len,
  57                                unsigned int shift)
  58 {
  59     uint32_t *src32 = (uint32_t *)src;
  60     const uint32_t mask = ~(((1 << shift) - 1) << 16);
  61     int i;
  62     len >>= 1;
  63     for (i = 0; i < len; i += 8) {
  64         src32[i  ] = (src32[i  ] << shift) & mask;
  65         src32[i+1] = (src32[i+1] << shift) & mask;
  66         src32[i+2] = (src32[i+2] << shift) & mask;
  67         src32[i+3] = (src32[i+3] << shift) & mask;
  68         src32[i+4] = (src32[i+4] << shift) & mask;
  69         src32[i+5] = (src32[i+5] << shift) & mask;
  70         src32[i+6] = (src32[i+6] << shift) & mask;
  71         src32[i+7] = (src32[i+7] << shift) & mask;
  72     }
  73 }
  74
  75 static void ac3_rshift_int32_c(int32_t *src, unsigned int len,
  76                                unsigned int shift)
  77 {
  78     do {
  79         *src++ >>= shift;
  80         *src++ >>= shift;
  81         *src++ >>= shift;
  82         *src++ >>= shift;
  83         *src++ >>= shift;
  84         *src++ >>= shift;
  85         *src++ >>= shift;
  86         *src++ >>= shift;
  87         len -= 8;
  88     } while (len > 0);
  89 }
  90
  91 static void float_to_fixed24_c(int32_t *dst, const float *src, unsigned int len)
  92 {
  93     const float scale = 1 << 24;
  94     do {
  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         *dst++ = lrintf(*src++ * scale);
 103         len -= 8;
 104     } while (len > 0);
 105 }
 106
 107 static void ac3_bit_alloc_calc_bap_c(int16_t *mask, int16_t *psd,
 108                                      int start, int end,
 109                                      int snr_offset, int floor,
 110                                      const uint8_t *bap_tab, uint8_t *bap)
 111 {
 112     int bin, band, band_end;
 113
 114     /* special case, if snr offset is -960, set all bap's to zero */
 115     if (snr_offset == -960) {
 116         memset(bap, 0, AC3_MAX_COEFS);
 117         return;
 118     }
 119
 120     bin  = start;
 121     band = ff_ac3_bin_to_band_tab[start];
 122     do {
 123         int m = (FFMAX(mask[band] - snr_offset - floor, 0) & 0x1FE0) + floor;
 124         band_end = ff_ac3_band_start_tab[++band];
 125         band_end = FFMIN(band_end, end);
 126
 127         for (; bin < band_end; bin++) {
 128             int address = av_clip_uintp2((psd[bin] - m) >> 5, 6);
 129             bap[bin] = bap_tab[address];
 130         }
 131     } while (end > band_end);
 132 }
 133
 134 static void ac3_update_bap_counts_c(uint16_t mant_cnt[16], uint8_t *bap,
 135                                     int len)
 136 {
 137     while (len-- > 0)
 138         mant_cnt[bap[len]]++;
 139 }
 140
 141 DECLARE_ALIGNED(16, const uint16_t, ff_ac3_bap_bits)[16] = {
 142     0,  0,  0,  3,  0,  4,  5,  6,  7,  8,  9, 10, 11, 12, 14, 16
 143 };
 144
 145 static int ac3_compute_mantissa_size_c(uint16_t mant_cnt[6][16])
 146 {
 147     int blk, bap;
 148     int bits = 0;
 149
 150     for (blk = 0; blk < AC3_MAX_BLOCKS; blk++) {
 151         // bap=1 : 3 mantissas in 5 bits
 152         bits += (mant_cnt[blk][1] / 3) * 5;
 153         // bap=2 : 3 mantissas in 7 bits
 154         // bap=4 : 2 mantissas in 7 bits
 155         bits += ((mant_cnt[blk][2] / 3) + (mant_cnt[blk][4] >> 1)) * 7;
 156         // bap=3 : 1 mantissa in 3 bits
 157         bits += mant_cnt[blk][3] * 3;
 158         // bap=5 to 15 : get bits per mantissa from table
 159         for (bap = 5; bap < 16; bap++)
 160             bits += mant_cnt[blk][bap] * ff_ac3_bap_bits[bap];
 161     }
 162     return bits;
 163 }
 164
 165 static void ac3_extract_exponents_c(uint8_t *exp, int32_t *coef, int nb_coefs)
 166 {
 167     int i;
 168
 169     for (i = 0; i < nb_coefs; i++) {
 170         int v = abs(coef[i]);
 171         exp[i] = v ? 23 - av_log2(v) : 24;
 172     }
 173 }
 174
 175 static void ac3_sum_square_butterfly_int32_c(int64_t sum[4],
 176                                              const int32_t *coef0,
 177                                              const int32_t *coef1,
 178                                              int len)
 179 {
 180     int i;
 181
 182     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
 183
 184     for (i = 0; i < len; i++) {
 185         int lt = coef0[i];
 186         int rt = coef1[i];
 187         int md = lt + rt;
 188         int sd = lt - rt;
 189         MAC64(sum[0], lt, lt);
 190         MAC64(sum[1], rt, rt);
 191         MAC64(sum[2], md, md);
 192         MAC64(sum[3], sd, sd);
 193     }
 194 }
 195
 196 static void ac3_sum_square_butterfly_float_c(float sum[4],
 197                                              const float *coef0,
 198                                              const float *coef1,
 199                                              int len)
 200 {
 201     int i;
 202
 203     sum[0] = sum[1] = sum[2] = sum[3] = 0;
 204
 205     for (i = 0; i < len; i++) {
 206         float lt = coef0[i];
 207         float rt = coef1[i];
 208         float md = lt + rt;
 209         float sd = lt - rt;
 210         sum[0] += lt * lt;
 211         sum[1] += rt * rt;
 212         sum[2] += md * md;
 213         sum[3] += sd * sd;
 214     }
 215 }
 216
 217 static void ac3_downmix_c(float **samples, float (*matrix)[2],
 218                           int out_ch, int in_ch, int len)
 219 {
 220     int i, j;
 221     float v0, v1;
 222     if (out_ch == 2) {
 223         for (i = 0; i < len; i++) {
 224             v0 = v1 = 0.0f;
 225             for (j = 0; j < in_ch; j++) {
 226                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 227                 v1 += samples[j][i] * matrix[j][1];
 228             }
 229             samples[0][i] = v0;
 230             samples[1][i] = v1;
 231         }
 232     } else if (out_ch == 1) {
 233         for (i = 0; i < len; i++) {
 234             v0 = 0.0f;
 235             for (j = 0; j < in_ch; j++)
 236                 v0 += samples[j][i] * matrix[j][0];
 237             samples[0][i] = v0;
 238         }
 239     }
 240 }
 241
 242 static void ac3_downmix_c_fixed(int32_t **samples, int16_t (*matrix)[2],
 243                                 int out_ch, int in_ch, int len)
 244 {
 245     int i, j;
 246     int64_t v0, v1;
 247     if (out_ch == 2) {
 248         for (i = 0; i < len; i++) {
 249             v0 = v1 = 0;
 250             for (j = 0; j < in_ch; j++) {
 251                 v0 += (int64_t)samples[j][i] * matrix[j][0];
 252                 v1 += (int64_t)samples[j][i] * matrix[j][1];
 253             }
 254             samples[0][i] = (v0+2048)>>12;
 255             samples[1][i] = (v1+2048)>>12;
 256         }
 257     } else if (out_ch == 1) {
 258         for (i = 0; i < len; i++) {
 259             v0 = 0;
 260             for (j = 0; j < in_ch; j++)
 261                 v0 += (int64_t)samples[j][i] * matrix[j][0];
 262             samples[0][i] = (v0+2048)>>12;
 263         }
 264     }
 265 }
 266
 267 static void apply_window_int16_c(int16_t *output, const int16_t *input,
 268                                  const int16_t *window, unsigned int len)
 269 {
 270     int i;
 271     int len2 = len >> 1;
 272
 273     for (i = 0; i < len2; i++) {
 274         int16_t w       = window[i];
 275         output[i]       = (MUL16(input[i],       w) + (1 << 14)) >> 15;
 276         output[len-i-1] = (MUL16(input[len-i-1], w) + (1 << 14)) >> 15;
 277     }
 278 }
 279
 280 av_cold void ff_ac3dsp_init(AC3DSPContext *c, int bit_exact)
 281 {
 282     c->ac3_exponent_min = ac3_exponent_min_c;
 283     c->ac3_max_msb_abs_int16 = ac3_max_msb_abs_int16_c;
 284     c->ac3_lshift_int16 = ac3_lshift_int16_c;
 285     c->ac3_rshift_int32 = ac3_rshift_int32_c;
 286     c->float_to_fixed24 = float_to_fixed24_c;
 287     c->bit_alloc_calc_bap = ac3_bit_alloc_calc_bap_c;
 288     c->update_bap_counts = ac3_update_bap_counts_c;
 289     c->compute_mantissa_size = ac3_compute_mantissa_size_c;
 290     c->extract_exponents = ac3_extract_exponents_c;
 291     c->sum_square_butterfly_int32 = ac3_sum_square_butterfly_int32_c;
 292     c->sum_square_butterfly_float = ac3_sum_square_butterfly_float_c;
 293     c->downmix = ac3_downmix_c;
 294     c->downmix_fixed = ac3_downmix_c_fixed;
 295     c->apply_window_int16 = apply_window_int16_c;
 296
 297     if (ARCH_ARM)
 298         ff_ac3dsp_init_arm(c, bit_exact);
 299     if (ARCH_X86)
 300         ff_ac3dsp_init_x86(c, bit_exact);
 301     if (ARCH_MIPS)
 302         ff_ac3dsp_init_mips(c, bit_exact);
 303 }