More C89 fixes, making sure to include config.h from all source files.
[opus.git] / libcelt / mdct.c
1 /* (C) 2008 Jean-Marc Valin, CSIRO
2 */
3 /*
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6    are met:
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10    
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30 */
31
32 /* This is a simple MDCT implementation that uses a N/4 complex FFT
33    to do most of the work. It should be relatively straightforward to
34    plug in pretty much and FFT here.
35    
36    This replaces the Vorbis FFT (and uses the exact same API), which 
37    was a bit too messy and that was ending up duplicating code 
38    (might as well use the same FFT everywhere).
39    
40    The algorithm is similar to (and inspired from) Fabrice Bellard's
41    MDCT implementation in FFMPEG, but has differences in signs, ordering
42    and scaling in many places. 
43 */
44
45 #ifdef HAVE_CONFIG_H
46 #include "config.h"
47 #endif
48
49 #include "mdct.h"
50 #include "kiss_fft.h"
51 #include <math.h>
52 #include "os_support.h"
53
54 #ifndef M_PI
55 #define M_PI 3.14159263
56 #endif
57
58 void mdct_init(mdct_lookup *l,int N)
59 {
60    int i;
61    int N2, N4;
62    l->n = N;
63    N2 = N/2;
64    N4 = N/4;
65    l->kfft = kiss_fft_alloc(N4, NULL, NULL);
66    l->trig = celt_alloc(N2*sizeof(float));
67    /* We have enough points that sine isn't necessary */
68    for (i=0;i<N2;i++)
69       l->trig[i] = cos(2*M_PI*(i+1./8.)/N);
70    l->scale = 1./N4;
71 }
72
73 void mdct_clear(mdct_lookup *l)
74 {
75    kiss_fft_free(l->kfft);
76    celt_free(l->trig);
77 }
78
79 void mdct_forward(mdct_lookup *l, float *in, float *out)
80 {
81    int i;
82    int N, N2, N4, N8;
83    N = l->n;
84    N2 = N/2;
85    N4 = N/4;
86    N8 = N/8;
87    float f[N2];
88    
89    /* Consider the input to be compused of four blocks: [a, b, c, d] */
90    /* Shuffle, fold, pre-rotate (part 1) */
91    for(i=0;i<N8;i++)
92    {
93       float re, im;
94       /* Real part arranged as -d-cR, Imag part arranged as -b+aR*/
95       re = -in[N2+N4+2*i] - in[N2+N4-2*i-1];
96       im = -in[N4+2*i]    + in[N4-2*i-1];
97       out[2*i]   = re*l->trig[i]  -  im*l->trig[i+N4];
98       out[2*i+1] = im*l->trig[i]  +  re*l->trig[i+N4];
99    }
100    for(;i<N4;i++)
101    {
102       float re, im;
103       /* Real part arranged as a-bR, Imag part arranged as -c-dR */
104       re =   in[2*i-N4] - in[N2+N4-2*i-1];
105       im = -(in[N4+2*i] + in[N+N4-2*i-1]);
106       out[2*i]   = re*l->trig[i]  -  im*l->trig[i+N4];
107       out[2*i+1] = im*l->trig[i]  +  re*l->trig[i+N4];
108    }
109
110    /* N/4 complex FFT, which should normally down-scale by 4/N (but doesn't now) */
111    kiss_fft(l->kfft, (const kiss_fft_cpx *)out, (kiss_fft_cpx *)f);
112
113    /* Post-rotate and apply the scaling if the FFT doesn't to it itself */
114    for(i=0;i<N4;i++)
115    {
116       out[2*i]      = l->scale * (-f[2*i+1]*l->trig[i+N4] + f[2*i]  *l->trig[i]);
117       out[N2-1-2*i] = l->scale * (-f[2*i]  *l->trig[i+N4] - f[2*i+1]*l->trig[i]);
118    }
119 }
120
121
122 void mdct_backward(mdct_lookup *l, float *in, float *out)
123 {
124    int i;
125    int N, N2, N4, N8;
126    N = l->n;
127    N2 = N/2;
128    N4 = N/4;
129    N8 = N/8;
130    float f[N2];
131    
132    /* Pre-rotate */
133    for(i=0;i<N4;i++) 
134    {
135       out[2*i]   = -in[N2-2*i-1] * l->trig[i]    - in[2*i]*l->trig[i+N4];
136       out[2*i+1] =  in[N2-2*i-1] * l->trig[i+N4] - in[2*i]*l->trig[i];
137    }
138
139    /* Inverse N/4 complex FFT. This one should *not* downscale even in fixed-point */
140    kiss_ifft(l->kfft, (const kiss_fft_cpx *)out, (kiss_fft_cpx *)f);
141    
142    /* Post-rotate */
143    for(i=0;i<N4;i++)
144    {
145       float re, im;
146       re = f[2*i];
147       im = f[2*i+1];
148       f[2*i]   = re*l->trig[i] + im*l->trig[i+N4];
149       f[2*i+1] = im*l->trig[i] - re*l->trig[i+N4];
150    }
151    /* De-shuffle the components for the middle of the window only */
152    for(i = 0; i < N4; i++)
153    {
154       out[N4+2*i]   =-f[2*i];
155       out[N4+2*i+1] = f[N2-2*i-1];
156    }
157
158    /* Mirror on both sides for TDAC */
159    for(i = 0; i < N4; i++)
160    {
161       out[i]     =-out[N2-i-1];
162       out[N-i-1] = out[N2+i];
163    }
164 }
165
166