git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/float_dsp.c

   1 /*
   2  * This file is part of Libav.
   3  *
   4  * Libav is free software; you can redistribute it and/or
   5  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
   6  * License as published by the Free Software Foundation; either
   7  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
   8  *
   9  * Libav is distributed in the hope that it will be useful,
  10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  12  * Lesser General Public License for more details.
  13  *
  14  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  15  * License along with Libav; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "config.h"
  20 #include "attributes.h"
  21 #include "float_dsp.h"
  22
  23 static void vector_fmul_c(float *dst, const float *src0, const float *src1,
  24                           int len)
  25 {
  26     int i;
  27     for (i = 0; i < len; i++)
  28         dst[i] = src0[i] * src1[i];
  29 }
  30
  31 static void vector_fmac_scalar_c(float *dst, const float *src, float mul,
  32                                  int len)
  33 {
  34     int i;
  35     for (i = 0; i < len; i++)
  36         dst[i] += src[i] * mul;
  37 }
  38
  39 static void vector_fmul_scalar_c(float *dst, const float *src, float mul,
  40                                  int len)
  41 {
  42     int i;
  43     for (i = 0; i < len; i++)
  44         dst[i] = src[i] * mul;
  45 }
  46
  47 static void vector_dmul_scalar_c(double *dst, const double *src, double mul,
  48                                  int len)
  49 {
  50     int i;
  51     for (i = 0; i < len; i++)
  52         dst[i] = src[i] * mul;
  53 }
  54
  55 static void vector_fmul_window_c(float *dst, const float *src0,
  56                                  const float *src1, const float *win, int len)
  57 {
  58     int i, j;
  59
  60     dst  += len;
  61     win  += len;
  62     src0 += len;
  63
  64     for (i = -len, j = len - 1; i < 0; i++, j--) {
  65         float s0 = src0[i];
  66         float s1 = src1[j];
  67         float wi = win[i];
  68         float wj = win[j];
  69         dst[i] = s0 * wj - s1 * wi;
  70         dst[j] = s0 * wi + s1 * wj;
  71     }
  72 }
  73
  74 static void vector_fmul_add_c(float *dst, const float *src0, const float *src1,
  75                               const float *src2, int len){
  76     int i;
  77
  78     for (i = 0; i < len; i++)
  79         dst[i] = src0[i] * src1[i] + src2[i];
  80 }
  81
  82 static void vector_fmul_reverse_c(float *dst, const float *src0,
  83                                   const float *src1, int len)
  84 {
  85     int i;
  86
  87     src1 += len-1;
  88     for (i = 0; i < len; i++)
  89         dst[i] = src0[i] * src1[-i];
  90 }
  91
  92 static void butterflies_float_c(float *restrict v1, float *restrict v2,
  93                                 int len)
  94 {
  95     int i;
  96
  97     for (i = 0; i < len; i++) {
  98         float t = v1[i] - v2[i];
  99         v1[i] += v2[i];
 100         v2[i] = t;
 101     }
 102 }
 103
 104 float avpriv_scalarproduct_float_c(const float *v1, const float *v2, int len)
 105 {
 106     float p = 0.0;
 107     int i;
 108
 109     for (i = 0; i < len; i++)
 110         p += v1[i] * v2[i];
 111
 112     return p;
 113 }
 114
 115 av_cold void avpriv_float_dsp_init(AVFloatDSPContext *fdsp, int bit_exact)
 116 {
 117     fdsp->vector_fmul = vector_fmul_c;
 118     fdsp->vector_fmac_scalar = vector_fmac_scalar_c;
 119     fdsp->vector_fmul_scalar = vector_fmul_scalar_c;
 120     fdsp->vector_dmul_scalar = vector_dmul_scalar_c;
 121     fdsp->vector_fmul_window = vector_fmul_window_c;
 122     fdsp->vector_fmul_add = vector_fmul_add_c;
 123     fdsp->vector_fmul_reverse = vector_fmul_reverse_c;
 124     fdsp->butterflies_float = butterflies_float_c;
 125     fdsp->scalarproduct_float = avpriv_scalarproduct_float_c;
 126
 127     if (ARCH_AARCH64)
 128         ff_float_dsp_init_aarch64(fdsp);
 129     if (ARCH_ARM)
 130         ff_float_dsp_init_arm(fdsp);
 131     if (ARCH_PPC)
 132         ff_float_dsp_init_ppc(fdsp, bit_exact);
 133     if (ARCH_X86)
 134         ff_float_dsp_init_x86(fdsp);
 135 }
 136
 137 #ifdef TEST
 138
 139 #include <float.h>
 140 #include <math.h>
 141 #include <stdint.h>
 142 #include <stdlib.h>
 143 #include <string.h>
 144
 145 #include "common.h"
 146 #include "cpu.h"
 147 #include "internal.h"
 148 #include "lfg.h"
 149 #include "log.h"
 150 #include "mem.h"
 151 #include "random_seed.h"
 152
 153 #define LEN 240
 154
 155 static void fill_float_array(AVLFG *lfg, float *a, int len)
 156 {
 157     int i;
 158     double bmg[2], stddev = 10.0, mean = 0.0;
 159
 160     for (i = 0; i < len; i += 2) {
 161         av_bmg_get(lfg, bmg);
 162         a[i]     = bmg[0] * stddev + mean;
 163         a[i + 1] = bmg[1] * stddev + mean;
 164     }
 165 }
 166 static int compare_floats(const float *a, const float *b, int len,
 167                           float max_diff)
 168 {
 169     int i;
 170     for (i = 0; i < len; i++) {
 171         if (fabsf(a[i] - b[i]) > max_diff) {
 172             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d: %- .12f - %- .12f = % .12g\n",
 173                    i, a[i], b[i], a[i] - b[i]);
 174             return -1;
 175         }
 176     }
 177     return 0;
 178 }
 179
 180 static void fill_double_array(AVLFG *lfg, double *a, int len)
 181 {
 182     int i;
 183     double bmg[2], stddev = 10.0, mean = 0.0;
 184
 185     for (i = 0; i < len; i += 2) {
 186         av_bmg_get(lfg, bmg);
 187         a[i]     = bmg[0] * stddev + mean;
 188         a[i + 1] = bmg[1] * stddev + mean;
 189     }
 190 }
 191
 192 static int compare_doubles(const double *a, const double *b, int len,
 193                            double max_diff)
 194 {
 195     int i;
 196
 197     for (i = 0; i < len; i++) {
 198         if (fabs(a[i] - b[i]) > max_diff) {
 199             av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d: %- .12f - %- .12f = % .12g\n",
 200                    i, a[i], b[i], a[i] - b[i]);
 201             return -1;
 202         }
 203     }
 204     return 0;
 205 }
 206
 207 static int test_vector_fmul(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
 208                             const float *v1, const float *v2)
 209 {
 210     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
 211     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
 212     int ret;
 213
 214     cdsp->vector_fmul(cdst, v1, v2, LEN);
 215     fdsp->vector_fmul(odst, v1, v2, LEN);
 216
 217     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, FLT_EPSILON))
 218         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul failed\n");
 219
 220     return ret;
 221 }
 222
 223 #define ARBITRARY_FMAC_SCALAR_CONST 0.005
 224 static int test_vector_fmac_scalar(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
 225                                    const float *v1, const float *src0, float scale)
 226 {
 227     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
 228     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
 229     int ret;
 230
 231     memcpy(cdst, v1, LEN * sizeof(*v1));
 232     memcpy(odst, v1, LEN * sizeof(*v1));
 233
 234     cdsp->vector_fmac_scalar(cdst, src0, scale, LEN);
 235     fdsp->vector_fmac_scalar(odst, src0, scale, LEN);
 236
 237     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, ARBITRARY_FMAC_SCALAR_CONST))
 238         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmac_scalar failed\n");
 239
 240     return ret;
 241 }
 242
 243 static int test_vector_fmul_scalar(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
 244                                    const float *v1, float scale)
 245 {
 246     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
 247     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
 248     int ret;
 249
 250     cdsp->vector_fmul_scalar(cdst, v1, scale, LEN);
 251     fdsp->vector_fmul_scalar(odst, v1, scale, LEN);
 252
 253     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, FLT_EPSILON))
 254         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul_scalar failed\n");
 255
 256     return ret;
 257 }
 258
 259 static int test_vector_dmul_scalar(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
 260                                    const double *v1, double scale)
 261 {
 262     LOCAL_ALIGNED(32, double, cdst, [LEN]);
 263     LOCAL_ALIGNED(32, double, odst, [LEN]);
 264     int ret;
 265
 266     cdsp->vector_dmul_scalar(cdst, v1, scale, LEN);
 267     fdsp->vector_dmul_scalar(odst, v1, scale, LEN);
 268
 269     if (ret = compare_doubles(cdst, odst, LEN, DBL_EPSILON))
 270         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_dmul_scalar failed\n");
 271
 272     return ret;
 273 }
 274
 275 #define ARBITRARY_FMUL_WINDOW_CONST 0.008
 276 static int test_vector_fmul_window(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
 277                                    const float *v1, const float *v2, const float *v3)
 278 {
 279     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
 280     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
 281     int ret;
 282
 283     cdsp->vector_fmul_window(cdst, v1, v2, v3, LEN / 2);
 284     fdsp->vector_fmul_window(odst, v1, v2, v3, LEN / 2);
 285
 286     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, ARBITRARY_FMUL_WINDOW_CONST))
 287         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul_window failed\n");
 288
 289     return ret;
 290 }
 291
 292 #define ARBITRARY_FMUL_ADD_CONST 0.005
 293 static int test_vector_fmul_add(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_add(cdst, v1, v2, v3, LEN);
 301     fdsp->vector_fmul_add(odst, v1, v2, v3, LEN);
 302
 303     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, ARBITRARY_FMUL_ADD_CONST))
 304         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul_add failed\n");
 305
 306     return ret;
 307 }
 308
 309 static int test_vector_fmul_reverse(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
 310                                     const float *v1, const float *v2)
 311 {
 312     LOCAL_ALIGNED(32, float, cdst, [LEN]);
 313     LOCAL_ALIGNED(32, float, odst, [LEN]);
 314     int ret;
 315
 316     cdsp->vector_fmul_reverse(cdst, v1, v2, LEN);
 317     fdsp->vector_fmul_reverse(odst, v1, v2, LEN);
 318
 319     if (ret = compare_floats(cdst, odst, LEN, FLT_EPSILON))
 320         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "vector_fmul_reverse failed\n");
 321
 322     return ret;
 323 }
 324
 325 static int test_butterflies_float(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
 326                                   const float *v1, const float *v2)
 327 {
 328     LOCAL_ALIGNED(32, float, cv1, [LEN]);
 329     LOCAL_ALIGNED(32, float, cv2, [LEN]);
 330     LOCAL_ALIGNED(32, float, ov1, [LEN]);
 331     LOCAL_ALIGNED(32, float, ov2, [LEN]);
 332     int ret;
 333
 334     memcpy(cv1, v1, LEN * sizeof(*v1));
 335     memcpy(cv2, v2, LEN * sizeof(*v2));
 336     memcpy(ov1, v1, LEN * sizeof(*v1));
 337     memcpy(ov2, v2, LEN * sizeof(*v2));
 338
 339     cdsp->butterflies_float(cv1, cv2, LEN);
 340     fdsp->butterflies_float(ov1, ov2, LEN);
 341
 342     if ((ret = compare_floats(cv1, ov1, LEN, FLT_EPSILON)) ||
 343         (ret = compare_floats(cv2, ov2, LEN, FLT_EPSILON)))
 344         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "butterflies_float failed\n");
 345
 346     return ret;
 347 }
 348
 349 #define ARBITRARY_SCALARPRODUCT_CONST 0.2
 350 static int test_scalarproduct_float(AVFloatDSPContext *fdsp, AVFloatDSPContext *cdsp,
 351                                     const float *v1, const float *v2)
 352 {
 353     float cprod, oprod;
 354     int ret;
 355
 356     cprod = cdsp->scalarproduct_float(v1, v2, LEN);
 357     oprod = fdsp->scalarproduct_float(v1, v2, LEN);
 358
 359     if (ret = compare_floats(&cprod, &oprod, 1, ARBITRARY_SCALARPRODUCT_CONST))
 360         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "scalarproduct_float failed\n");
 361
 362     return ret;
 363 }
 364
 365 int main(int argc, char **argv)
 366 {
 367     int ret = 0;
 368     uint32_t seed;
 369     AVFloatDSPContext fdsp, cdsp;
 370     AVLFG lfg;
 371
 372     LOCAL_ALIGNED(32, float, src0, [LEN]);
 373     LOCAL_ALIGNED(32, float, src1, [LEN]);
 374     LOCAL_ALIGNED(32, float, src2, [LEN]);
 375     LOCAL_ALIGNED(32, double, dbl_src0, [LEN]);
 376     LOCAL_ALIGNED(32, double, dbl_src1, [LEN]);
 377
 378     if (argc > 2 && !strcmp(argv[1], "-s"))
 379         seed = strtoul(argv[2], NULL, 10);
 380     else
 381         seed = av_get_random_seed();
 382
 383     av_log(NULL, AV_LOG_INFO, "float_dsp-test: random seed %u\n", seed);
 384
 385     av_lfg_init(&lfg, seed);
 386
 387     fill_float_array(&lfg, src0, LEN);
 388     fill_float_array(&lfg, src1, LEN);
 389     fill_float_array(&lfg, src2, LEN);
 390
 391     fill_double_array(&lfg, dbl_src0, LEN);
 392     fill_double_array(&lfg, dbl_src1, LEN);
 393
 394     avpriv_float_dsp_init(&fdsp, 1);
 395     av_set_cpu_flags_mask(0);
 396     avpriv_float_dsp_init(&cdsp, 1);
 397
 398     if (test_vector_fmul(&fdsp, &cdsp, src0, src1))
 399         ret -= 1 << 0;
 400     if (test_vector_fmac_scalar(&fdsp, &cdsp, src2, src0, src1[0]))
 401         ret -= 1 << 1;
 402     if (test_vector_fmul_scalar(&fdsp, &cdsp, src0, src1[0]))
 403         ret -= 1 << 2;
 404     if (test_vector_fmul_window(&fdsp, &cdsp, src0, src1, src2))
 405         ret -= 1 << 3;
 406     if (test_vector_fmul_add(&fdsp, &cdsp, src0, src1, src2))
 407         ret -= 1 << 4;
 408     if (test_vector_fmul_reverse(&fdsp, &cdsp, src0, src1))
 409         ret -= 1 << 5;
 410     if (test_butterflies_float(&fdsp, &cdsp, src0, src1))
 411         ret -= 1 << 6;
 412     if (test_scalarproduct_float(&fdsp, &cdsp, src0, src1))
 413         ret -= 1 << 7;
 414     if (test_vector_dmul_scalar(&fdsp, &cdsp, dbl_src0, dbl_src1[0]))
 415         ret -= 1 << 8;
 416
 417     return ret;
 418 }
 419
 420 #endif /* TEST */