git.sesse.net Git - vlc/blob - src/ac3_decoder/ac3_srfft.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * ac3_srfft.c: ac3 FFT
   3  *****************************************************************************
   4  * Copyright (C) 1999, 2000 VideoLAN
   5  * $Id: ac3_srfft.c,v 1.2 2001/04/30 21:10:25 reno 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 #include "defs.h"
  26
  27 #include <math.h>
  28 #include <stdio.h>
  29
  30 #include "config.h"
  31 #include "common.h"
  32 #include "threads.h"
  33 #include "mtime.h"
  34
  35 #include "stream_control.h"
  36 #include "input_ext-dec.h"
  37
  38 #include "ac3_decoder.h"
  39 #include "ac3_srfft.h"
  40
  41 void fft_8 (complex_t *x);
  42
  43 void fft_4(complex_t *x)
  44 {
  45   /* delta_p = 1 here */
  46   /* x[k] = sum_{i=0..3} x[i] * w^{i*k}, w=e^{-2*pi/4}
  47    */
  48
  49   register float yt_r, yt_i, yb_r, yb_i, u_r, u_i, vi_r, vi_i;
  50
  51   yt_r = x[0].real;
  52   yb_r = yt_r - x[2].real;
  53   yt_r += x[2].real;
  54
  55   u_r = x[1].real;
  56   vi_i = x[3].real - u_r;
  57   u_r += x[3].real;
  58
  59   u_i = x[1].imag;
  60   vi_r = u_i - x[3].imag;
  61   u_i += x[3].imag;
  62
  63   yt_i = yt_r;
  64   yt_i += u_r;
  65   x[0].real = yt_i;
  66   yt_r -= u_r;
  67   x[2].real = yt_r;
  68   yt_i = yb_r;
  69   yt_i += vi_r;
  70   x[1].real = yt_i;
  71   yb_r -= vi_r;
  72   x[3].real = yb_r;
  73
  74   yt_i = x[0].imag;
  75   yb_i = yt_i - x[2].imag;
  76   yt_i += x[2].imag;
  77
  78   yt_r = yt_i;
  79   yt_r += u_i;
  80   x[0].imag = yt_r;
  81   yt_i -= u_i;
  82   x[2].imag = yt_i;
  83   yt_r = yb_i;
  84   yt_r += vi_i;
  85   x[1].imag = yt_r;
  86   yb_i -= vi_i;
  87   x[3].imag = yb_i;
  88 }
  89
  90
  91 void fft_8 (complex_t *x)
  92 {
  93   /* delta_p = diag{1, sqrt(i)} here */
  94   /* x[k] = sum_{i=0..7} x[i] * w^{i*k}, w=e^{-2*pi/8}
  95    */
  96   register float wT1_r, wT1_i, wB1_r, wB1_i, wT2_r, wT2_i, wB2_r, wB2_i;
  97
  98   wT1_r = x[1].real;
  99   wT1_i = x[1].imag;
 100   wB1_r = x[3].real;
 101   wB1_i = x[3].imag;
 102
 103   x[1] = x[2];
 104   x[2] = x[4];
 105   x[3] = x[6];
 106   fft_4(&x[0]);
 107
 108
 109   /* x[0] x[4] */
 110   wT2_r = x[5].real;
 111   wT2_r += x[7].real;
 112   wT2_r += wT1_r;
 113   wT2_r += wB1_r;
 114   wT2_i = wT2_r;
 115   wT2_r += x[0].real;
 116   wT2_i = x[0].real - wT2_i;
 117   x[0].real = wT2_r;
 118   x[4].real = wT2_i;
 119
 120   wT2_i = x[5].imag;
 121   wT2_i += x[7].imag;
 122   wT2_i += wT1_i;
 123   wT2_i += wB1_i;
 124   wT2_r = wT2_i;
 125   wT2_r += x[0].imag;
 126   wT2_i = x[0].imag - wT2_i;
 127   x[0].imag = wT2_r;
 128   x[4].imag = wT2_i;
 129
 130   /* x[2] x[6] */
 131   wT2_r = x[5].imag;
 132   wT2_r -= x[7].imag;
 133   wT2_r += wT1_i;
 134   wT2_r -= wB1_i;
 135   wT2_i = wT2_r;
 136   wT2_r += x[2].real;
 137   wT2_i = x[2].real - wT2_i;
 138   x[2].real = wT2_r;
 139   x[6].real = wT2_i;
 140
 141   wT2_i = x[5].real;
 142   wT2_i -= x[7].real;
 143   wT2_i += wT1_r;
 144   wT2_i -= wB1_r;
 145   wT2_r = wT2_i;
 146   wT2_r += x[2].imag;
 147   wT2_i = x[2].imag - wT2_i;
 148   x[2].imag = wT2_i;
 149   x[6].imag = wT2_r;
 150
 151
 152   /* x[1] x[5] */
 153   wT2_r = wT1_r;
 154   wT2_r += wB1_i;
 155   wT2_r -= x[5].real;
 156   wT2_r -= x[7].imag;
 157   wT2_i = wT1_i;
 158   wT2_i -= wB1_r;
 159   wT2_i -= x[5].imag;
 160   wT2_i += x[7].real;
 161
 162   wB2_r = wT2_r;
 163   wB2_r += wT2_i;
 164   wT2_i -= wT2_r;
 165   wB2_r *= HSQRT2;
 166   wT2_i *= HSQRT2;
 167   wT2_r = wB2_r;
 168   wB2_r += x[1].real;
 169   wT2_r =  x[1].real - wT2_r;
 170
 171   wB2_i = x[5].real;
 172   x[1].real = wB2_r;
 173   x[5].real = wT2_r;
 174
 175   wT2_r = wT2_i;
 176   wT2_r += x[1].imag;
 177   wT2_i = x[1].imag - wT2_i;
 178   wB2_r = x[5].imag;
 179   x[1].imag = wT2_r;
 180   x[5].imag = wT2_i;
 181
 182   /* x[3] x[7] */
 183   wT1_r -= wB1_i;
 184   wT1_i += wB1_r;
 185   wB1_r = wB2_i - x[7].imag;
 186   wB1_i = wB2_r + x[7].real;
 187   wT1_r -= wB1_r;
 188   wT1_i -= wB1_i;
 189   wB1_r = wT1_r + wT1_i;
 190   wB1_r *= HSQRT2;
 191   wT1_i -= wT1_r;
 192   wT1_i *= HSQRT2;
 193   wB2_r = x[3].real;
 194   wB2_i = wB2_r + wT1_i;
 195   wB2_r -= wT1_i;
 196   x[3].real = wB2_i;
 197   x[7].real = wB2_r;
 198   wB2_i = x[3].imag;
 199   wB2_r = wB2_i + wB1_r;
 200   wB2_i -= wB1_r;
 201   x[3].imag = wB2_i;
 202   x[7].imag = wB2_r;
 203 }
 204
 205
 206 void fft_asmb(int k, complex_t *x, complex_t *wTB,
 207              const complex_t *d, const complex_t *d_3)
 208 {
 209   register complex_t  *x2k, *x3k, *x4k, *wB;
 210   register float a_r, a_i, a1_r, a1_i, u_r, u_i, v_r, v_i;
 211
 212   x2k = x + 2 * k;
 213   x3k = x2k + 2 * k;
 214   x4k = x3k + 2 * k;
 215   wB = wTB + 2 * k;
 216
 217   TRANSZERO(x[0],x2k[0],x3k[0],x4k[0]);
 218   TRANS(x[1],x2k[1],x3k[1],x4k[1],wTB[1],wB[1],d[1],d_3[1]);
 219
 220   --k;
 221   for(;;) {
 222      TRANS(x[2],x2k[2],x3k[2],x4k[2],wTB[2],wB[2],d[2],d_3[2]);
 223      TRANS(x[3],x2k[3],x3k[3],x4k[3],wTB[3],wB[3],d[3],d_3[3]);
 224      if (!--k) break;
 225      x += 2;
 226      x2k += 2;
 227      x3k += 2;
 228      x4k += 2;
 229      d += 2;
 230      d_3 += 2;
 231      wTB += 2;
 232      wB += 2;
 233   }
 234
 235 }
 236
 237 void fft_asmb16(complex_t *x, complex_t *wTB)
 238 {
 239   register float a_r, a_i, a1_r, a1_i, u_r, u_i, v_r, v_i;
 240   int k = 2;
 241
 242   /* transform x[0], x[8], x[4], x[12] */
 243   TRANSZERO(x[0],x[4],x[8],x[12]);
 244
 245   /* transform x[1], x[9], x[5], x[13] */
 246   TRANS(x[1],x[5],x[9],x[13],wTB[1],wTB[5],delta16[1],delta16_3[1]);
 247
 248   /* transform x[2], x[10], x[6], x[14] */
 249   TRANSHALF_16(x[2],x[6],x[10],x[14]);
 250
 251   /* transform x[3], x[11], x[7], x[15] */
 252   TRANS(x[3],x[7],x[11],x[15],wTB[3],wTB[7],delta16[3],delta16_3[3]);
 253
 254 }
 255
 256
 257 void fft_64p_c (complex_t *a)
 258 {
 259   fft_8(&a[0]); fft_4(&a[8]); fft_4(&a[12]);
 260   fft_asmb16(&a[0], &a[8]);
 261
 262   fft_8(&a[16]), fft_8(&a[24]);
 263   fft_asmb(4, &a[0], &a[16],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 264
 265   fft_8(&a[32]); fft_4(&a[40]); fft_4(&a[44]);
 266   fft_asmb16(&a[32], &a[40]);
 267
 268   fft_8(&a[48]); fft_4(&a[56]); fft_4(&a[60]);
 269   fft_asmb16(&a[48], &a[56]);
 270
 271   fft_asmb(8, &a[0], &a[32],&delta64[0], &delta64_3[0]);
 272 }
 273
 274
 275 void fft_128p_c (complex_t *a)
 276 {
 277   fft_8(&a[0]); fft_4(&a[8]); fft_4(&a[12]);
 278   fft_asmb16(&a[0], &a[8]);
 279
 280   fft_8(&a[16]), fft_8(&a[24]);
 281   fft_asmb(4, &a[0], &a[16],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 282
 283   fft_8(&a[32]); fft_4(&a[40]); fft_4(&a[44]);
 284   fft_asmb16(&a[32], &a[40]);
 285
 286   fft_8(&a[48]); fft_4(&a[56]); fft_4(&a[60]);
 287   fft_asmb16(&a[48], &a[56]);
 288
 289   fft_asmb(8, &a[0], &a[32],&delta64[0], &delta64_3[0]);
 290
 291   fft_8(&a[64]); fft_4(&a[72]); fft_4(&a[76]);
 292   /* fft_16(&a[64]); */
 293   fft_asmb16(&a[64], &a[72]);
 294
 295   fft_8(&a[80]); fft_8(&a[88]);
 296
 297   /* fft_32(&a[64]); */
 298   fft_asmb(4, &a[64], &a[80],&delta32[0], &delta32_3[0]);
 299
 300   fft_8(&a[96]); fft_4(&a[104]), fft_4(&a[108]);
 301   /* fft_16(&a[96]); */
 302   fft_asmb16(&a[96], &a[104]);
 303
 304   fft_8(&a[112]), fft_8(&a[120]);
 305   /* fft_32(&a[96]); */
 306   fft_asmb(4, &a[96], &a[112], &delta32[0], &delta32_3[0]);
 307
 308   /* fft_128(&a[0]); */
 309   fft_asmb(16, &a[0], &a[64], &delta128[0], &delta128_3[0]);
 310 }