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

   1 /*
   2  * This file is part of FFmpeg.
   3  *
   4  * FFmpeg 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  * FFmpeg 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 FFmpeg; if not, write to the Free Software
  16  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
  17  */
  18
  19 #include "tx_priv.h"
  20
  21 int ff_tx_type_is_mdct(enum AVTXType type)
  22 {
  23     switch (type) {
  24     case AV_TX_FLOAT_MDCT:
  25     case AV_TX_DOUBLE_MDCT:
  26     case AV_TX_INT32_MDCT:
  27         return 1;
  28     default:
  29         return 0;
  30     }
  31 }
  32
  33 /* Calculates the modular multiplicative inverse */
  34 static av_always_inline int mulinv(int n, int m)
  35 {
  36     n = n % m;
  37     for (int x = 1; x < m; x++)
  38         if (((n * x) % m) == 1)
  39             return x;
  40     av_assert0(0); /* Never reached */
  41 }
  42
  43 /* Guaranteed to work for any n, m where gcd(n, m) == 1 */
  44 int ff_tx_gen_compound_mapping(AVTXContext *s)
  45 {
  46     int *in_map, *out_map;
  47     const int n     = s->n;
  48     const int m     = s->m;
  49     const int inv   = s->inv;
  50     const int len   = n*m;
  51     const int m_inv = mulinv(m, n);
  52     const int n_inv = mulinv(n, m);
  53     const int mdct  = ff_tx_type_is_mdct(s->type);
  54
  55     if (!(s->pfatab = av_malloc(2*len*sizeof(*s->pfatab))))
  56         return AVERROR(ENOMEM);
  57
  58     in_map  = s->pfatab;
  59     out_map = s->pfatab + n*m;
  60
  61     /* Ruritanian map for input, CRT map for output, can be swapped */
  62     for (int j = 0; j < m; j++) {
  63         for (int i = 0; i < n; i++) {
  64             /* Shifted by 1 to simplify MDCTs */
  65             in_map[j*n + i] = ((i*m + j*n) % len) << mdct;
  66             out_map[(i*m*m_inv + j*n*n_inv) % len] = i*m + j;
  67         }
  68     }
  69
  70     /* Change transform direction by reversing all ACs */
  71     if (inv) {
  72         for (int i = 0; i < m; i++) {
  73             int *in = &in_map[i*n + 1]; /* Skip the DC */
  74             for (int j = 0; j < ((n - 1) >> 1); j++)
  75                 FFSWAP(int, in[j], in[n - j - 2]);
  76         }
  77     }
  78
  79     /* Our 15-point transform is also a compound one, so embed its input map */
  80     if (n == 15) {
  81         for (int k = 0; k < m; k++) {
  82             int tmp[15];
  83             memcpy(tmp, &in_map[k*15], 15*sizeof(*tmp));
  84             for (int i = 0; i < 5; i++) {
  85                 for (int j = 0; j < 3; j++)
  86                     in_map[k*15 + i*3 + j] = tmp[(i*3 + j*5) % 15];
  87             }
  88         }
  89     }
  90
  91     return 0;
  92 }
  93
  94 static inline int split_radix_permutation(int i, int m, int inverse)
  95 {
  96     m >>= 1;
  97     if (m <= 1)
  98         return i & 1;
  99     if (!(i & m))
 100         return (split_radix_permutation(i, m, inverse) << 1);
 101     m >>= 1;
 102     return (split_radix_permutation(i, m, inverse) << 2) + 1 - 2*(!(i & m) ^ inverse);
 103 }
 104
 105 int ff_tx_gen_ptwo_revtab(AVTXContext *s, int invert_lookup)
 106 {
 107     const int m = s->m, inv = s->inv;
 108
 109     if (!(s->revtab = av_malloc(m*sizeof(*s->revtab))))
 110         return AVERROR(ENOMEM);
 111
 112     /* Default */
 113     for (int i = 0; i < m; i++) {
 114         int k = -split_radix_permutation(i, m, inv) & (m - 1);
 115         if (invert_lookup)
 116             s->revtab[i] = k;
 117         else
 118             s->revtab[k] = i;
 119     }
 120
 121     return 0;
 122 }
 123
 124 int ff_tx_gen_ptwo_inplace_revtab_idx(AVTXContext *s)
 125 {
 126     int nb_inplace_idx = 0;
 127
 128     if (!(s->inplace_idx = av_malloc(s->m*sizeof(*s->inplace_idx))))
 129         return AVERROR(ENOMEM);
 130
 131     /* The first coefficient is always already in-place */
 132     for (int src = 1; src < s->m; src++) {
 133         int dst = s->revtab[src];
 134         int found = 0;
 135
 136         if (dst <= src)
 137             continue;
 138
 139         /* This just checks if a closed loop has been encountered before,
 140          * and if so, skips it, since to fully permute a loop we must only
 141          * enter it once. */
 142         do {
 143             for (int j = 0; j < nb_inplace_idx; j++) {
 144                 if (dst == s->inplace_idx[j]) {
 145                     found = 1;
 146                     break;
 147                 }
 148             }
 149             dst = s->revtab[dst];
 150         } while (dst != src && !found);
 151
 152         if (!found)
 153             s->inplace_idx[nb_inplace_idx++] = src;
 154     }
 155
 156     s->inplace_idx[nb_inplace_idx++] = 0;
 157
 158     return 0;
 159 }
 160
 161 static void parity_revtab_generator(int *revtab, int n, int inv, int offset,
 162                                     int is_dual, int dual_high, int len,
 163                                     int basis, int dual_stride)
 164 {
 165     len >>= 1;
 166
 167     if (len <= basis) {
 168         int k1, k2, *even, *odd, stride;
 169
 170         is_dual = is_dual && dual_stride;
 171         dual_high = is_dual & dual_high;
 172         stride = is_dual ? FFMIN(dual_stride, len) : 0;
 173
 174         even = &revtab[offset + dual_high*(stride - 2*len)];
 175         odd  = &even[len + (is_dual && !dual_high)*len + dual_high*len];
 176
 177         for (int i = 0; i < len; i++) {
 178             k1 = -split_radix_permutation(offset + i*2 + 0, n, inv) & (n - 1);
 179             k2 = -split_radix_permutation(offset + i*2 + 1, n, inv) & (n - 1);
 180             *even++ = k1;
 181             *odd++  = k2;
 182             if (stride && !((i + 1) % stride)) {
 183                 even += stride;
 184                 odd  += stride;
 185             }
 186         }
 187
 188         return;
 189     }
 190
 191     parity_revtab_generator(revtab, n, inv, offset,
 192                             0, 0, len >> 0, basis, dual_stride);
 193     parity_revtab_generator(revtab, n, inv, offset + (len >> 0),
 194                             1, 0, len >> 1, basis, dual_stride);
 195     parity_revtab_generator(revtab, n, inv, offset + (len >> 0) + (len >> 1),
 196                             1, 1, len >> 1, basis, dual_stride);
 197 }
 198
 199 void ff_tx_gen_split_radix_parity_revtab(int *revtab, int len, int inv,
 200                                          int basis, int dual_stride)
 201 {
 202     basis >>= 1;
 203     if (len < basis)
 204         return;
 205     av_assert0(!dual_stride || !(dual_stride & (dual_stride - 1)));
 206     av_assert0(dual_stride <= basis);
 207     parity_revtab_generator(revtab, len, inv, 0, 0, 0, len, basis, dual_stride);
 208 }
 209
 210 av_cold void av_tx_uninit(AVTXContext **ctx)
 211 {
 212     if (!(*ctx))
 213         return;
 214
 215     av_free((*ctx)->pfatab);
 216     av_free((*ctx)->exptab);
 217     av_free((*ctx)->revtab);
 218     av_free((*ctx)->inplace_idx);
 219     av_free((*ctx)->tmp);
 220
 221     av_freep(ctx);
 222 }
 223
 224 av_cold int av_tx_init(AVTXContext **ctx, av_tx_fn *tx, enum AVTXType type,
 225                        int inv, int len, const void *scale, uint64_t flags)
 226 {
 227     int err;
 228     AVTXContext *s = av_mallocz(sizeof(*s));
 229     if (!s)
 230         return AVERROR(ENOMEM);
 231
 232     switch (type) {
 233     case AV_TX_FLOAT_FFT:
 234     case AV_TX_FLOAT_MDCT:
 235         if ((err = ff_tx_init_mdct_fft_float(s, tx, type, inv, len, scale, flags)))
 236             goto fail;
 237         break;
 238     case AV_TX_DOUBLE_FFT:
 239     case AV_TX_DOUBLE_MDCT:
 240         if ((err = ff_tx_init_mdct_fft_double(s, tx, type, inv, len, scale, flags)))
 241             goto fail;
 242         break;
 243     case AV_TX_INT32_FFT:
 244     case AV_TX_INT32_MDCT:
 245         if ((err = ff_tx_init_mdct_fft_int32(s, tx, type, inv, len, scale, flags)))
 246             goto fail;
 247         break;
 248     default:
 249         err = AVERROR(EINVAL);
 250         goto fail;
 251     }
 252
 253     *ctx = s;
 254
 255     return 0;
 256
 257 fail:
 258     av_tx_uninit(&s);
 259     *tx = NULL;
 260     return err;
 261 }