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Viewing changes to libavcodec/fft.c

  • Committer: Reinhard Tartler
  • Date: 2006-07-08 08:45:33 UTC
  • Revision ID: siretart@tauware.de-20060708084533-dbc155bde7122e78
imported mplayer_0.99+1.0pre7try2+cvs20060117

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Lines of Context:
libavcodec/fft.c
 
1
/*
 
2
 * FFT/IFFT transforms
 
3
 * Copyright (c) 2002 Fabrice Bellard.
 
4
 *
 
5
 * This library is free software; you can redistribute it and/or
 
6
 * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
 
7
 * License as published by the Free Software Foundation; either
 
8
 * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
 
9
 *
 
10
 * This library is distributed in the hope that it will be useful,
 
11
 * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 
12
 * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
 
13
 * Lesser General Public License for more details.
 
14
 *
 
15
 * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
 
16
 * License along with this library; if not, write to the Free Software
 
17
 * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
 
18
 */
 
19
 
 
20
/**
 
21
 * @file fft.c
 
22
 * FFT/IFFT transforms.
 
23
 */
 
24
 
 
25
#include "dsputil.h"
 
26
 
 
27
/**
 
28
 * The size of the FFT is 2^nbits. If inverse is TRUE, inverse FFT is
 
29
 * done
 
30
 */
 
31
int ff_fft_init(FFTContext *s, int nbits, int inverse)
 
32
{
 
33
    int i, j, m, n;
 
34
    float alpha, c1, s1, s2;
 
35
 
 
36
    s->nbits = nbits;
 
37
    n = 1 << nbits;
 
38
 
 
39
    s->exptab = av_malloc((n / 2) * sizeof(FFTComplex));
 
40
    if (!s->exptab)
 
41
        goto fail;
 
42
    s->revtab = av_malloc(n * sizeof(uint16_t));
 
43
    if (!s->revtab)
 
44
        goto fail;
 
45
    s->inverse = inverse;
 
46
 
 
47
    s2 = inverse ? 1.0 : -1.0;
 
48
 
 
49
    for(i=0;i<(n/2);i++) {
 
50
        alpha = 2 * M_PI * (float)i / (float)n;
 
51
        c1 = cos(alpha);
 
52
        s1 = sin(alpha) * s2;
 
53
        s->exptab[i].re = c1;
 
54
        s->exptab[i].im = s1;
 
55
    }
 
56
    s->fft_calc = ff_fft_calc_c;
 
57
    s->exptab1 = NULL;
 
58
 
 
59
    /* compute constant table for HAVE_SSE version */
 
60
#if (defined(HAVE_MMX) && defined(HAVE_BUILTIN_VECTOR)) || defined(HAVE_ALTIVEC)
 
61
    {
 
62
        int has_vectors = 0;
 
63
 
 
64
#if defined(HAVE_MMX)
 
65
        has_vectors = mm_support() & MM_SSE;
 
66
#endif
 
67
#if defined(HAVE_ALTIVEC) && !defined(ALTIVEC_USE_REFERENCE_C_CODE)
 
68
        has_vectors = mm_support() & MM_ALTIVEC;
 
69
#endif
 
70
        if (has_vectors) {
 
71
            int np, nblocks, np2, l;
 
72
            FFTComplex *q;
 
73
 
 
74
            np = 1 << nbits;
 
75
            nblocks = np >> 3;
 
76
            np2 = np >> 1;
 
77
            s->exptab1 = av_malloc(np * 2 * sizeof(FFTComplex));
 
78
            if (!s->exptab1)
 
79
                goto fail;
 
80
            q = s->exptab1;
 
81
            do {
 
82
                for(l = 0; l < np2; l += 2 * nblocks) {
 
83
                    *q++ = s->exptab[l];
 
84
                    *q++ = s->exptab[l + nblocks];
 
85
 
 
86
                    q->re = -s->exptab[l].im;
 
87
                    q->im = s->exptab[l].re;
 
88
                    q++;
 
89
                    q->re = -s->exptab[l + nblocks].im;
 
90
                    q->im = s->exptab[l + nblocks].re;
 
91
                    q++;
 
92
                }
 
93
                nblocks = nblocks >> 1;
 
94
            } while (nblocks != 0);
 
95
            av_freep(&s->exptab);
 
96
#if defined(HAVE_MMX)
 
97
            s->fft_calc = ff_fft_calc_sse;
 
98
#else
 
99
            s->fft_calc = ff_fft_calc_altivec;
 
100
#endif
 
101
        }
 
102
    }
 
103
#endif
 
104
 
 
105
    /* compute bit reverse table */
 
106
 
 
107
    for(i=0;i<n;i++) {
 
108
        m=0;
 
109
        for(j=0;j<nbits;j++) {
 
110
            m |= ((i >> j) & 1) << (nbits-j-1);
 
111
        }
 
112
        s->revtab[i]=m;
 
113
    }
 
114
    return 0;
 
115
 fail:
 
116
    av_freep(&s->revtab);
 
117
    av_freep(&s->exptab);
 
118
    av_freep(&s->exptab1);
 
119
    return -1;
 
120
}
 
121
 
 
122
/* butter fly op */
 
123
#define BF(pre, pim, qre, qim, pre1, pim1, qre1, qim1) \
 
124
{\
 
125
  FFTSample ax, ay, bx, by;\
 
126
  bx=pre1;\
 
127
  by=pim1;\
 
128
  ax=qre1;\
 
129
  ay=qim1;\
 
130
  pre = (bx + ax);\
 
131
  pim = (by + ay);\
 
132
  qre = (bx - ax);\
 
133
  qim = (by - ay);\
 
134
}
 
135
 
 
136
#define MUL16(a,b) ((a) * (b))
 
137
 
 
138
#define CMUL(pre, pim, are, aim, bre, bim) \
 
139
{\
 
140
   pre = (MUL16(are, bre) - MUL16(aim, bim));\
 
141
   pim = (MUL16(are, bim) + MUL16(bre, aim));\
 
142
}
 
143
 
 
144
/**
 
145
 * Do a complex FFT with the parameters defined in ff_fft_init(). The
 
146
 * input data must be permuted before with s->revtab table. No
 
147
 * 1.0/sqrt(n) normalization is done.
 
148
 */
 
149
void ff_fft_calc_c(FFTContext *s, FFTComplex *z)
 
150
{
 
151
    int ln = s->nbits;
 
152
    int j, np, np2;
 
153
    int nblocks, nloops;
 
154
    register FFTComplex *p, *q;
 
155
    FFTComplex *exptab = s->exptab;
 
156
    int l;
 
157
    FFTSample tmp_re, tmp_im;
 
158
 
 
159
    np = 1 << ln;
 
160
 
 
161
    /* pass 0 */
 
162
 
 
163
    p=&z[0];
 
164
    j=(np >> 1);
 
165
    do {
 
166
        BF(p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im,
 
167
           p[0].re, p[0].im, p[1].re, p[1].im);
 
168
        p+=2;
 
169
    } while (--j != 0);
 
170
 
 
171
    /* pass 1 */
 
172
 
 
173
 
 
174
    p=&z[0];
 
175
    j=np >> 2;
 
176
    if (s->inverse) {
 
177
        do {
 
178
            BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im,
 
179
               p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im);
 
180
            BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im,
 
181
               p[1].re, p[1].im, -p[3].im, p[3].re);
 
182
            p+=4;
 
183
        } while (--j != 0);
 
184
    } else {
 
185
        do {
 
186
            BF(p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im,
 
187
               p[0].re, p[0].im, p[2].re, p[2].im);
 
188
            BF(p[1].re, p[1].im, p[3].re, p[3].im,
 
189
               p[1].re, p[1].im, p[3].im, -p[3].re);
 
190
            p+=4;
 
191
        } while (--j != 0);
 
192
    }
 
193
    /* pass 2 .. ln-1 */
 
194
 
 
195
    nblocks = np >> 3;
 
196
    nloops = 1 << 2;
 
197
    np2 = np >> 1;
 
198
    do {
 
199
        p = z;
 
200
        q = z + nloops;
 
201
        for (j = 0; j < nblocks; ++j) {
 
202
            BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
 
203
               p->re, p->im, q->re, q->im);
 
204
 
 
205
            p++;
 
206
            q++;
 
207
            for(l = nblocks; l < np2; l += nblocks) {
 
208
                CMUL(tmp_re, tmp_im, exptab[l].re, exptab[l].im, q->re, q->im);
 
209
                BF(p->re, p->im, q->re, q->im,
 
210
                   p->re, p->im, tmp_re, tmp_im);
 
211
                p++;
 
212
                q++;
 
213
            }
 
214
 
 
215
            p += nloops;
 
216
            q += nloops;
 
217
        }
 
218
        nblocks = nblocks >> 1;
 
219
        nloops = nloops << 1;
 
220
    } while (nblocks != 0);
 
221
}
 
222
 
 
223
/**
 
224
 * Do the permutation needed BEFORE calling ff_fft_calc()
 
225
 */
 
226
void ff_fft_permute(FFTContext *s, FFTComplex *z)
 
227
{
 
228
    int j, k, np;
 
229
    FFTComplex tmp;
 
230
    const uint16_t *revtab = s->revtab;
 
231
 
 
232
    /* reverse */
 
233
    np = 1 << s->nbits;
 
234
    for(j=0;j<np;j++) {
 
235
        k = revtab[j];
 
236
        if (k < j) {
 
237
            tmp = z[k];
 
238
            z[k] = z[j];
 
239
            z[j] = tmp;
 
240
        }
 
241
    }
 
242
}
 
243
 
 
244
void ff_fft_end(FFTContext *s)
 
245
{
 
246
    av_freep(&s->revtab);
 
247
    av_freep(&s->exptab);
 
248
    av_freep(&s->exptab1);
 
249
}
 
250