Add first micro-benchmark
[flac.git] / microbench / benchmark_residual.c
1 /* libFLAC - Free Lossless Audio Codec library
2  * Copyright (C) 2000-2009  Josh Coalson
3  * Copyright (C) 2011-2014  Xiph.Org Foundation
4  *
5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
6  * modification, are permitted provided that the following conditions
7  * are met:
8  *
9  * - Redistributions of source code must retain the above copyright
10  * notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  *
12  * - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13  * notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
14  * documentation and/or other materials provided with the distribution.
15  *
16  * - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
17  * contributors may be used to endorse or promote products derived from
18  * this software without specific prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
23  * A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
24  * CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
25  * EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
26  * PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
27  * PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
28  * LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
29  * NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
30  * SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
31  */
32
33 #ifdef HAVE_CONFIG_H
34 #  include <config.h>
35 #endif
36
37 #include <stdio.h>
38 #include <math.h>
39 #include <string.h>
40 #include "FLAC/ordinals.h"
41 #include "share/compat.h"
42 #include "private/bitmath.h"
43 #include "private/fixed.h"
44 #include "private/macros.h"
45 #include "FLAC/assert.h"
46
47 #include "util.h"
48
49 static void FLAC__fixed_compute_residual_shift(const FLAC__int32 data[], unsigned data_len, unsigned order, FLAC__int32 residual[])
50 {
51         const int idata_len = (int) data_len;
52         int i;
53
54         switch(order) {
55                 case 0:
56                         FLAC__ASSERT(sizeof(residual[0]) == sizeof(data[0]));
57                         memcpy(residual, data, sizeof(residual[0])*data_len);
58                         break;
59                 case 1:
60                         for(i = 0; i < idata_len; i++)
61                                 residual[i] = data[i] - data[i-1];
62                         break;
63                 case 2:
64                         for(i = 0; i < idata_len; i++)
65                                 residual[i] = data[i] - (data[i-1] << 1) + data[i-2];
66                         break;
67                 case 3:
68                         for(i = 0; i < idata_len; i++)
69                                 residual[i] = data[i] - (((data[i-1]-data[i-2])<<1) + (data[i-1]-data[i-2])) - data[i-3];
70                         break;
71                 case 4:
72                         for(i = 0; i < idata_len; i++)
73                                 residual[i] = data[i] - ((data[i-1]+data[i-3])<<2) + ((data[i-2]<<2) + (data[i-2]<<1)) + data[i-4];
74                         break;
75                 default:
76                         FLAC__ASSERT(0);
77         }
78 }
79
80 static void FLAC__fixed_compute_residual_mult(const FLAC__int32 data[], unsigned data_len, unsigned order, FLAC__int32 residual[])
81 {
82         const int idata_len = (int)data_len;
83         int i;
84
85         switch(order) {
86                 case 0:
87                         FLAC__ASSERT(sizeof(residual[0]) == sizeof(data[0]));
88                         memcpy(residual, data, sizeof(residual[0])*data_len);
89                         break;
90                 case 1:
91                         for(i = 0; i < idata_len; i++)
92                                 residual[i] = data[i] - data[i-1];
93                         break;
94                 case 2:
95                         for(i = 0; i < idata_len; i++)
96                                 residual[i] = data[i] - 2*data[i-1] + data[i-2];
97                         break;
98                 case 3:
99                         for(i = 0; i < idata_len; i++)
100                                 residual[i] = data[i] - 3*data[i-1] + 3*data[i-2] - data[i-3];
101                         break;
102                 case 4:
103                         for(i = 0; i < idata_len; i++)
104                                 residual[i] = data[i] - 4*data[i-1] + 6*data[i-2] - 4*data[i-3] + data[i-4];
105                         break;
106                 default:
107                         FLAC__ASSERT(0);
108         }
109 }
110
111 static FLAC__int32 data [200000] ;
112 static FLAC__int32 residual [200000] ;
113
114 static unsigned bench_order = 0 ;
115
116 static void
117 bench_shift (void)
118 {       FLAC__fixed_compute_residual_shift (data, ARRAY_LEN (data), bench_order, residual) ;
119 }
120
121 static void
122 bench_mult (void)
123 {       FLAC__fixed_compute_residual_mult (data, ARRAY_LEN (data), bench_order, residual) ;
124 }
125
126 int
127 main (void)
128 {       bench_stats     stats ;
129
130         puts ("") ;
131
132         for (bench_order = 2 ; bench_order <= 4 ; bench_order ++) {
133                 memset (&stats, 0, sizeof (stats)) ;
134                 stats.testfunc = bench_shift ;
135                 stats.run_count = 100 ;
136                 stats.loop_count = 10 ;
137
138                 benchmark_stats (&stats) ;
139                 printf ("shift order %u : %f %f %f %f\n", bench_order, stats.min_time, stats.median_time, stats.mean_time, stats.max_time) ;
140
141                 memset (&stats, 0, sizeof (stats)) ;
142                 stats.testfunc = bench_mult ;
143                 stats.run_count = 100 ;
144                 stats.loop_count = 10 ;
145
146                 benchmark_stats (&stats) ;
147                 printf ("mult  order %u : %f %f %f %f\n\n", bench_order, stats.min_time, stats.median_time, stats.mean_time, stats.max_time) ;
148         }
149
150         return 0 ;
151 }