git.sesse.net Git - vlc/blob - plugins/imdct/ac3_srfft_c.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * ac3_srfft.c: ac3 FFT in C
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 1999-2001 VideoLAN
   5  * $Id: ac3_srfft_c.c,v 1.4 2001/12/30 07:09:55 sam 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 /*****************************************************************************
  26  * Preamble
  27  *****************************************************************************/
  28 #include <math.h>
  29 #include <stdio.h>
  30
  31 #include <videolan/vlc.h>
  32
  33 #include "ac3_imdct.h"
  34 #include "ac3_srfft.h"
  35
  36 static void fft_8 (complex_t *x);
  37
  38 static void fft_4(complex_t *x)
  39 {
  40   /* delta_p = 1 here */
  41   /* x[k] = sum_{i=0..3} x[i] * w^{i*k}, w=e^{-2*pi/4}
  42    */
  43
  44   register float yt_r, yt_i, yb_r, yb_i, u_r, u_i, vi_r, vi_i;
  45
  46   yt_r = x[0].real;
  47   yb_r = yt_r - x[2].real;
  48   yt_r += x[2].real;
  49
  50   u_r = x[1].real;
  51   vi_i = x[3].real - u_r;
  52   u_r += x[3].real;
  53
  54   u_i = x[1].imag;
  55   vi_r = u_i - x[3].imag;
  56   u_i += x[3].imag;
  57
  58   yt_i = yt_r;
  59   yt_i += u_r;
  60   x[0].real = yt_i;
  61   yt_r -= u_r;
  62   x[2].real = yt_r;
  63   yt_i = yb_r;
  64   yt_i += vi_r;
  65   x[1].real = yt_i;
  66   yb_r -= vi_r;
  67   x[3].real = yb_r;
  68
  69   yt_i = x[0].imag;
  70   yb_i = yt_i - x[2].imag;
  71   yt_i += x[2].imag;
  72
  73   yt_r = yt_i;
  74   yt_r += u_i;
  75   x[0].imag = yt_r;
  76   yt_i -= u_i;
  77   x[2].imag = yt_i;
  78   yt_r = yb_i;
  79   yt_r += vi_i;
  80   x[1].imag = yt_r;
  81   yb_i -= vi_i;
  82   x[3].imag = yb_i;
  83 }
  84
  85
  86 static void fft_8 (complex_t *x)
  87 {
  88   /* delta_p = diag{1, sqrt(i)} here */
  89   /* x[k] = sum_{i=0..7} x[i] * w^{i*k}, w=e^{-2*pi/8}
  90    */
  91   register float wT1_r, wT1_i, wB1_r, wB1_i, wT2_r, wT2_i, wB2_r, wB2_i;
  92
  93   wT1_r = x[1].real;
  94   wT1_i = x[1].imag;
  95   wB1_r = x[3].real;
  96   wB1_i = x[3].imag;
  97
  98   x[1] = x[2];
  99   x[2] = x[4];
 100   x[3] = x[6];
 101   fft_4(&x[0]);
 102
 103
 104   /* x[0] x[4] */
 105   wT2_r = x[5].real;
 106   wT2_r += x[7].real;
 107   wT2_r += wT1_r;
 108   wT2_r += wB1_r;
 109   wT2_i = wT2_r;
 110   wT2_r += x[0].real;
 111   wT2_i = x[0].real - wT2_i;
 112   x[0].real = wT2_r;
 113   x[4].real = wT2_i;
 114
 115   wT2_i = x[5].imag;
 116   wT2_i += x[7].imag;
 117   wT2_i += wT1_i;
 118   wT2_i += wB1_i;
 119   wT2_r = wT2_i;
 120   wT2_r += x[0].imag;
 121   wT2_i = x[0].imag - wT2_i;
 122   x[0].imag = wT2_r;
 123   x[4].imag = wT2_i;
 124
 125   /* x[2] x[6] */
 126   wT2_r = x[5].imag;
 127   wT2_r -= x[7].imag;
 128   wT2_r += wT1_i;
 129   wT2_r -= wB1_i;
 130   wT2_i = wT2_r;
 131   wT2_r += x[2].real;
 132   wT2_i = x[2].real - wT2_i;
 133   x[2].real = wT2_r;
 134   x[6].real = wT2_i;
 135
 136   wT2_i = x[5].real;
 137   wT2_i -= x[7].real;
 138   wT2_i += wT1_r;
 139   wT2_i -= wB1_r;
 140   wT2_r = wT2_i;
 141   wT2_r += x[2].imag;
 142   wT2_i = x[2].imag - wT2_i;
 143   x[2].imag = wT2_i;
 144   x[6].imag = wT2_r;
 145
 146
 147   /* x[1] x[5] */
 148   wT2_r = wT1_r;
 149   wT2_r += wB1_i;
 150   wT2_r -= x[5].real;
 151   wT2_r -= x[7].imag;
 152   wT2_i = wT1_i;
 153   wT2_i -= wB1_r;
 154   wT2_i -= x[5].imag;
 155   wT2_i += x[7].real;
 156
 157   wB2_r = wT2_r;
 158   wB2_r += wT2_i;
 159   wT2_i -= wT2_r;
 160   wB2_r *= HSQRT2;
 161   wT2_i *= HSQRT2;
 162   wT2_r = wB2_r;
 163   wB2_r += x[1].real;
 164   wT2_r =  x[1].real - wT2_r;
 165
 166   wB2_i = x[5].real;
 167   x[1].real = wB2_r;
 168   x[5].real = wT2_r;
 169
 170   wT2_r = wT2_i;
 171   wT2_r += x[1].imag;
 172   wT2_i = x[1].imag - wT2_i;
 173   wB2_r = x[5].imag;
 174   x[1].imag = wT2_r;
 175   x[5].imag = wT2_i;
 176
 177   /* x[3] x[7] */
 178   wT1_r -= wB1_i;
 179   wT1_i += wB1_r;
 180   wB1_r = wB2_i - x[7].imag;
 181   wB1_i = wB2_r + x[7].real;
 182   wT1_r -= wB1_r;
 183   wT1_i -= wB1_i;
 184   wB1_r = wT1_r + wT1_i;
 185   wB1_r *= HSQRT2;
 186   wT1_i -= wT1_r;
 187   wT1_i *= HSQRT2;
 188   wB2_r = x[3].real;
 189   wB2_i = wB2_r + wT1_i;
 190   wB2_r -= wT1_i;
 191   x[3].real = wB2_i;
 192   x[7].real = wB2_r;
 193   wB2_i = x[3].imag;
 194   wB2_r = wB2_i + wB1_r;
 195   wB2_i -= wB1_r;
 196   x[3].imag = wB2_i;
 197   x[7].imag = wB2_r;
 198 }
 199
 200
 201 static void fft_asmb(int k, complex_t *x, complex_t *wTB,
 202                      const complex_t *d, const complex_t *d_3)
 203 {
 204   register complex_t  *x2k, *x3k, *x4k, *wB;
 205   register float a_r, a_i, a1_r, a1_i, u_r, u_i, v_r, v_i;
 206
 207   x2k = x + 2 * k;
 208   x3k = x2k + 2 * k;
 209   x4k = x3k + 2 * k;
 210   wB = wTB + 2 * k;
 211
 212   TRANSZERO(x[0],x2k[0],x3k[0],x4k[0]);
 213   TRANS(x[1],x2k[1],x3k[1],x4k[1],wTB[1],wB[1],d[1],d_3[1]);
 214
 215   --k;
 216   for(;;) {
 217      TRANS(x[2],x2k[2],x3k[2],x4k[2],wTB[2],wB[2],d[2],d_3[2]);
 218      TRANS(x[3],x2k[3],x3k[3],x4k[3],wTB[3],wB[3],d[3],d_3[3]);
 219      if (!--k) break;
 220      x += 2;
 221      x2k += 2;
 222      x3k += 2;
 223      x4k += 2;
 224      d += 2;
 225      d_3 += 2;
 226      wTB += 2;
 227      wB += 2;
 228   }
 229
 230 }
 231
 232 static void fft_asmb16(complex_t *x, complex_t *wTB)
 233 {
 234   register float a_r, a_i, a1_r, a1_i, u_r, u_i, v_r, v_i;
 235   int k = 2;
 236
 237   /* transform x[0], x[8], x[4], x[12] */
 238   TRANSZERO(x[0],x[4],x[8],x[12]);
 239
 240   /* transform x[1], x[9], x[5], x[13] */
 241   TRANS(x[1],x[5],x[9],x[13],wTB[1],wTB[5],delta16[1],delta16_3[1]);
 242
 243   /* transform x[2], x[10], x[6], x[14] */
 244   TRANSHALF_16(x[2],x[6],x[10],x[14]);
 245
 246   /* transform x[3], x[11], x[7], x[15] */
 247   TRANS(x[3],x[7],x[11],x[15],wTB[3],wTB[7],delta16[3],delta16_3[3]);
 248
 249 }
 250
 251
 252 void _M( fft_64p ) ( complex_t *a )
 253 {
 254   fft_8(&a[0]); fft_4(&a[8]); fft_4(&a[12]);
 255   fft_asmb16(&a[0], &a[8]);
 256
 257   fft_8(&a[16]), fft_8(&a[24]);
 258   fft_asmb(4, &a[0], &a[16],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 259
 260   fft_8(&a[32]); fft_4(&a[40]); fft_4(&a[44]);
 261   fft_asmb16(&a[32], &a[40]);
 262
 263   fft_8(&a[48]); fft_4(&a[56]); fft_4(&a[60]);
 264   fft_asmb16(&a[48], &a[56]);
 265
 266   fft_asmb(8, &a[0], &a[32],&delta64[0], &delta64_3[0]);
 267 }
 268
 269
 270 void _M( fft_128p ) ( complex_t *a )
 271 {
 272   fft_8(&a[0]); fft_4(&a[8]); fft_4(&a[12]);
 273   fft_asmb16(&a[0], &a[8]);
 274
 275   fft_8(&a[16]), fft_8(&a[24]);
 276   fft_asmb(4, &a[0], &a[16],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 277
 278   fft_8(&a[32]); fft_4(&a[40]); fft_4(&a[44]);
 279   fft_asmb16(&a[32], &a[40]);
 280
 281   fft_8(&a[48]); fft_4(&a[56]); fft_4(&a[60]);
 282   fft_asmb16(&a[48], &a[56]);
 283
 284   fft_asmb(8, &a[0], &a[32],&delta64[0], &delta64_3[0]);
 285
 286   fft_8(&a[64]); fft_4(&a[72]); fft_4(&a[76]);
 287   /* fft_16(&a[64]); */
 288   fft_asmb16(&a[64], &a[72]);
 289
 290   fft_8(&a[80]); fft_8(&a[88]);
 291
 292   /* fft_32(&a[64]); */
 293   fft_asmb(4, &a[64], &a[80],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 294
 295   fft_8(&a[96]); fft_4(&a[104]), fft_4(&a[108]);
 296   /* fft_16(&a[96]); */
 297   fft_asmb16(&a[96], &a[104]);
 298
 299   fft_8(&a[112]), fft_8(&a[120]);
 300   /* fft_32(&a[96]); */
 301   fft_asmb(4, &a[96], &a[112], &delta32[0], &delta32_3[0]);
 302
 303   /* fft_128(&a[0]); */
 304   fft_asmb(16, &a[0], &a[64], &delta128[0], &delta128_3[0]);
 305 }
 306