Now using an MDCT implementation I can actually understand.
authorJean-Marc Valin <Jean-Marc.Valin@csiro.au>
Thu, 7 Feb 2008 01:24:26 +0000 (12:24 +1100)
committerJean-Marc Valin <Jean-Marc.Valin@csiro.au>
Thu, 7 Feb 2008 23:22:52 +0000 (10:22 +1100)
libcelt/Makefile.am
libcelt/_kiss_fft_guts.h [new file with mode: 0644]
libcelt/kiss_fft.c [new file with mode: 0644]
libcelt/kiss_fft.h [new file with mode: 0644]
libcelt/mdct.c
libcelt/mdct.h
libcelt/testcelt.c

index dbaaeb0..5e0b20d 100644 (file)
@@ -15,16 +15,17 @@ lib_LTLIBRARIES = libcelt.la
 
 # Sources for compilation in the library
 libcelt_la_SOURCES = bands.c bitrdec.c bitree.c bitrenc.c celt.c cwrs.c \
-       ecintrin.h entcode.c entdec.c entenc.c fftwrap.c header.c laplace.c mdct.c modes.c \
-       pitch.c psy.c quant_bands.c quant_pitch.c rangedec.c rangeenc.c rate.c \
-       smallft.c vq.c
+       ecintrin.h entcode.c entdec.c entenc.c fftwrap.c header.c kiss_fft.c \
+       laplace.c mdct.c modes.c pitch.c psy.c quant_bands.c quant_pitch.c \
+       rangedec.c rangeenc.c rate.c smallft.c vq.c
 
 #noinst_HEADERS =
 
 libcelt_la_LDFLAGS = -version-info @CELT_LT_CURRENT@:@CELT_LT_REVISION@:@CELT_LT_AGE@
 
 noinst_HEADERS = arch.h bands.h bitrdec.h bitree.h bitrenc.h cwrs.h \
-       ecintrin.h entcode.h entdec.h entenc.h fftwrap.h laplace.h mdct.h \
+       ecintrin.h entcode.h entdec.h entenc.h fftwrap.h kiss_fft.h \
+       _kiss_fft_guts.h laplace.h mdct.h \
        mfrngcod.h modes.h os_support.h pgain_table.h pitch.h psy.h \
        quant_bands.h quant_pitch.h rate.h smallft.h vq.h
 
diff --git a/libcelt/_kiss_fft_guts.h b/libcelt/_kiss_fft_guts.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..449194b
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,160 @@
+/*
+Copyright (c) 2003-2004, Mark Borgerding
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+All rights reserved.
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+*/
+
+#define MIN(a,b) ((a)<(b) ? (a):(b))
+#define MAX(a,b) ((a)>(b) ? (a):(b))
+
+/* kiss_fft.h
+   defines kiss_fft_scalar as either short or a float type
+   and defines
+   typedef struct { kiss_fft_scalar r; kiss_fft_scalar i; }kiss_fft_cpx; */
+#include "kiss_fft.h"
+//#include "math_approx.h"
+
+#define MAXFACTORS 32
+/* e.g. an fft of length 128 has 4 factors 
+ as far as kissfft is concerned
+ 4*4*4*2
+ */
+
+struct kiss_fft_state{
+    int nfft;
+    int inverse;
+    int factors[2*MAXFACTORS];
+    kiss_fft_cpx twiddles[1];
+};
+
+/*
+  Explanation of macros dealing with complex math:
+
+   C_MUL(m,a,b)         : m = a*b
+   C_FIXDIV( c , div )  : if a fixed point impl., c /= div. noop otherwise
+   C_SUB( res, a,b)     : res = a - b
+   C_SUBFROM( res , a)  : res -= a
+   C_ADDTO( res , a)    : res += a
+ * */
+#ifdef FIXED_POINT
+#include "arch.h"
+# define FRACBITS 15
+# define SAMPPROD celt_int32_t 
+#define SAMP_MAX 32767
+
+#define SAMP_MIN -SAMP_MAX
+
+#if defined(CHECK_OVERFLOW)
+#  define CHECK_OVERFLOW_OP(a,op,b)  \
+       if ( (SAMPPROD)(a) op (SAMPPROD)(b) > SAMP_MAX || (SAMPPROD)(a) op (SAMPPROD)(b) < SAMP_MIN ) { \
+               fprintf(stderr,"WARNING:overflow @ " __FILE__ "(%d): (%d " #op" %d) = %ld\n",__LINE__,(a),(b),(SAMPPROD)(a) op (SAMPPROD)(b) );  }
+#endif
+
+
+#   define smul(a,b) ( (SAMPPROD)(a)*(b) )
+#   define sround( x )  (kiss_fft_scalar)( ( (x) + (1<<(FRACBITS-1)) ) >> FRACBITS )
+
+#   define S_MUL(a,b) sround( smul(a,b) )
+
+#   define C_MUL(m,a,b) \
+      do{ (m).r = sround( smul((a).r,(b).r) - smul((a).i,(b).i) ); \
+          (m).i = sround( smul((a).r,(b).i) + smul((a).i,(b).r) ); }while(0)
+
+#   define C_MUL4(m,a,b) \
+               do{ (m).r = PSHR32( smul((a).r,(b).r) - smul((a).i,(b).i),17 ); \
+               (m).i = PSHR32( smul((a).r,(b).i) + smul((a).i,(b).r),17 ); }while(0)
+
+#   define DIVSCALAR(x,k) \
+       (x) = sround( smul(  x, SAMP_MAX/k ) )
+
+#   define C_FIXDIV(c,div) \
+       do {    DIVSCALAR( (c).r , div);  \
+               DIVSCALAR( (c).i  , div); }while (0)
+
+#   define C_MULBYSCALAR( c, s ) \
+    do{ (c).r =  sround( smul( (c).r , s ) ) ;\
+        (c).i =  sround( smul( (c).i , s ) ) ; }while(0)
+
+#else  /* not FIXED_POINT*/
+
+#   define S_MUL(a,b) ( (a)*(b) )
+#define C_MUL(m,a,b) \
+    do{ (m).r = (a).r*(b).r - (a).i*(b).i;\
+        (m).i = (a).r*(b).i + (a).i*(b).r; }while(0)
+
+#define C_MUL4(m,a,b) C_MUL(m,a,b)
+
+#   define C_FIXDIV(c,div) /* NOOP */
+#   define C_MULBYSCALAR( c, s ) \
+    do{ (c).r *= (s);\
+        (c).i *= (s); }while(0)
+#endif
+
+#ifndef CHECK_OVERFLOW_OP
+#  define CHECK_OVERFLOW_OP(a,op,b) /* noop */
+#endif
+
+#define  C_ADD( res, a,b)\
+    do { \
+           CHECK_OVERFLOW_OP((a).r,+,(b).r)\
+           CHECK_OVERFLOW_OP((a).i,+,(b).i)\
+           (res).r=(a).r+(b).r;  (res).i=(a).i+(b).i; \
+    }while(0)
+#define  C_SUB( res, a,b)\
+    do { \
+           CHECK_OVERFLOW_OP((a).r,-,(b).r)\
+           CHECK_OVERFLOW_OP((a).i,-,(b).i)\
+           (res).r=(a).r-(b).r;  (res).i=(a).i-(b).i; \
+    }while(0)
+#define C_ADDTO( res , a)\
+    do { \
+           CHECK_OVERFLOW_OP((res).r,+,(a).r)\
+           CHECK_OVERFLOW_OP((res).i,+,(a).i)\
+           (res).r += (a).r;  (res).i += (a).i;\
+    }while(0)
+
+#define C_SUBFROM( res , a)\
+    do {\
+           CHECK_OVERFLOW_OP((res).r,-,(a).r)\
+           CHECK_OVERFLOW_OP((res).i,-,(a).i)\
+           (res).r -= (a).r;  (res).i -= (a).i; \
+    }while(0)
+
+
+#ifdef FIXED_POINT
+#  define KISS_FFT_COS(phase)  floor(MIN(32767,MAX(-32767,.5+32768 * cos (phase))))
+#  define KISS_FFT_SIN(phase)  floor(MIN(32767,MAX(-32767,.5+32768 * sin (phase))))
+#  define HALF_OF(x) ((x)>>1)
+#elif defined(USE_SIMD)
+#  define KISS_FFT_COS(phase) _mm_set1_ps( cos(phase) )
+#  define KISS_FFT_SIN(phase) _mm_set1_ps( sin(phase) )
+#  define HALF_OF(x) ((x)*_mm_set1_ps(.5))
+#else
+#  define KISS_FFT_COS(phase) (kiss_fft_scalar) cos(phase)
+#  define KISS_FFT_SIN(phase) (kiss_fft_scalar) sin(phase)
+#  define HALF_OF(x) ((x)*.5)
+#endif
+
+#define  kf_cexp(x,phase) \
+       do{ \
+               (x)->r = KISS_FFT_COS(phase);\
+               (x)->i = KISS_FFT_SIN(phase);\
+       }while(0)
+#define  kf_cexp2(x,phase) \
+               do{ \
+               (x)->r = celt_cos_norm((phase));\
+               (x)->i = celt_cos_norm((phase)-32768);\
+}while(0)
+
+
+/* a debugging function */
+#define pcpx(c)\
+    fprintf(stderr,"%g + %gi\n",(double)((c)->r),(double)((c)->i) )
diff --git a/libcelt/kiss_fft.c b/libcelt/kiss_fft.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..e254f27
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,523 @@
+/*
+Copyright (c) 2003-2004, Mark Borgerding
+Copyright (c) 2005-2007, Jean-Marc Valin
+
+All rights reserved.
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+*/
+
+
+#ifdef HAVE_CONFIG_H
+#include "config.h"
+#endif
+
+#include "_kiss_fft_guts.h"
+#include "arch.h"
+#include "os_support.h"
+
+/* The guts header contains all the multiplication and addition macros that are defined for
+ fixed or floating point complex numbers.  It also delares the kf_ internal functions.
+ */
+
+static void kf_bfly2(
+        kiss_fft_cpx * Fout,
+        const size_t fstride,
+        const kiss_fft_cfg st,
+        int m,
+        int N,
+        int mm
+        )
+{
+    kiss_fft_cpx * Fout2;
+    kiss_fft_cpx * tw1;
+    kiss_fft_cpx t;
+    if (!st->inverse) {
+       int i,j;
+       kiss_fft_cpx * Fout_beg = Fout;
+       for (i=0;i<N;i++)
+       {
+          Fout = Fout_beg + i*mm;
+          Fout2 = Fout + m;
+          tw1 = st->twiddles;
+          for(j=0;j<m;j++)
+          {
+             /* Almost the same as the code path below, except that we divide the input by two
+              (while keeping the best accuracy possible) */
+             celt_word32_t tr, ti;
+             tr = SHR32(SUB32(MULT16_16(Fout2->r , tw1->r),MULT16_16(Fout2->i , tw1->i)), 1);
+             ti = SHR32(ADD32(MULT16_16(Fout2->i , tw1->r),MULT16_16(Fout2->r , tw1->i)), 1);
+             tw1 += fstride;
+             Fout2->r = PSHR32(SUB32(SHL32(EXTEND32(Fout->r), 14), tr), 15);
+             Fout2->i = PSHR32(SUB32(SHL32(EXTEND32(Fout->i), 14), ti), 15);
+             Fout->r = PSHR32(ADD32(SHL32(EXTEND32(Fout->r), 14), tr), 15);
+             Fout->i = PSHR32(ADD32(SHL32(EXTEND32(Fout->i), 14), ti), 15);
+             ++Fout2;
+             ++Fout;
+          }
+       }
+    } else {
+       int i,j;
+       kiss_fft_cpx * Fout_beg = Fout;
+       for (i=0;i<N;i++)
+       {
+          Fout = Fout_beg + i*mm;
+          Fout2 = Fout + m;
+          tw1 = st->twiddles;
+          for(j=0;j<m;j++)
+          {
+             C_MUL (t,  *Fout2 , *tw1);
+             tw1 += fstride;
+             C_SUB( *Fout2 ,  *Fout , t );
+             C_ADDTO( *Fout ,  t );
+             ++Fout2;
+             ++Fout;
+          }
+       }
+    }
+}
+
+static void kf_bfly4(
+        kiss_fft_cpx * Fout,
+        const size_t fstride,
+        const kiss_fft_cfg st,
+        int m,
+        int N,
+        int mm
+        )
+{
+    kiss_fft_cpx *tw1,*tw2,*tw3;
+    kiss_fft_cpx scratch[6];
+    const size_t m2=2*m;
+    const size_t m3=3*m;
+    int i, j;
+
+    if (st->inverse)
+    {
+       kiss_fft_cpx * Fout_beg = Fout;
+       for (i=0;i<N;i++)
+       {
+          Fout = Fout_beg + i*mm;
+          tw3 = tw2 = tw1 = st->twiddles;
+          for (j=0;j<m;j++)
+          {
+             C_MUL(scratch[0],Fout[m] , *tw1 );
+             C_MUL(scratch[1],Fout[m2] , *tw2 );
+             C_MUL(scratch[2],Fout[m3] , *tw3 );
+             
+             C_SUB( scratch[5] , *Fout, scratch[1] );
+             C_ADDTO(*Fout, scratch[1]);
+             C_ADD( scratch[3] , scratch[0] , scratch[2] );
+             C_SUB( scratch[4] , scratch[0] , scratch[2] );
+             C_SUB( Fout[m2], *Fout, scratch[3] );
+             tw1 += fstride;
+             tw2 += fstride*2;
+             tw3 += fstride*3;
+             C_ADDTO( *Fout , scratch[3] );
+             
+             Fout[m].r = scratch[5].r - scratch[4].i;
+             Fout[m].i = scratch[5].i + scratch[4].r;
+             Fout[m3].r = scratch[5].r + scratch[4].i;
+             Fout[m3].i = scratch[5].i - scratch[4].r;
+             ++Fout;
+          }
+       }
+    } else
+    {
+       kiss_fft_cpx * Fout_beg = Fout;
+       for (i=0;i<N;i++)
+       {
+          Fout = Fout_beg + i*mm;
+          tw3 = tw2 = tw1 = st->twiddles;
+          for (j=0;j<m;j++)
+          {
+             C_MUL4(scratch[0],Fout[m] , *tw1 );
+             C_MUL4(scratch[1],Fout[m2] , *tw2 );
+             C_MUL4(scratch[2],Fout[m3] , *tw3 );
+             
+             Fout->r = PSHR16(Fout->r, 2);
+             Fout->i = PSHR16(Fout->i, 2);
+             C_SUB( scratch[5] , *Fout, scratch[1] );
+             C_ADDTO(*Fout, scratch[1]);
+             C_ADD( scratch[3] , scratch[0] , scratch[2] );
+             C_SUB( scratch[4] , scratch[0] , scratch[2] );
+             Fout[m2].r = PSHR16(Fout[m2].r, 2);
+             Fout[m2].i = PSHR16(Fout[m2].i, 2);
+             C_SUB( Fout[m2], *Fout, scratch[3] );
+             tw1 += fstride;
+             tw2 += fstride*2;
+             tw3 += fstride*3;
+             C_ADDTO( *Fout , scratch[3] );
+             
+             Fout[m].r = scratch[5].r + scratch[4].i;
+             Fout[m].i = scratch[5].i - scratch[4].r;
+             Fout[m3].r = scratch[5].r - scratch[4].i;
+             Fout[m3].i = scratch[5].i + scratch[4].r;
+             ++Fout;
+          }
+       }
+    }
+}
+
+static void kf_bfly3(
+         kiss_fft_cpx * Fout,
+         const size_t fstride,
+         const kiss_fft_cfg st,
+         size_t m
+         )
+{
+     size_t k=m;
+     const size_t m2 = 2*m;
+     kiss_fft_cpx *tw1,*tw2;
+     kiss_fft_cpx scratch[5];
+     kiss_fft_cpx epi3;
+     epi3 = st->twiddles[fstride*m];
+
+     tw1=tw2=st->twiddles;
+
+     do{
+        if (!st->inverse) {
+         C_FIXDIV(*Fout,3); C_FIXDIV(Fout[m],3); C_FIXDIV(Fout[m2],3);
+       }
+
+         C_MUL(scratch[1],Fout[m] , *tw1);
+         C_MUL(scratch[2],Fout[m2] , *tw2);
+
+         C_ADD(scratch[3],scratch[1],scratch[2]);
+         C_SUB(scratch[0],scratch[1],scratch[2]);
+         tw1 += fstride;
+         tw2 += fstride*2;
+
+         Fout[m].r = Fout->r - HALF_OF(scratch[3].r);
+         Fout[m].i = Fout->i - HALF_OF(scratch[3].i);
+
+         C_MULBYSCALAR( scratch[0] , epi3.i );
+
+         C_ADDTO(*Fout,scratch[3]);
+
+         Fout[m2].r = Fout[m].r + scratch[0].i;
+         Fout[m2].i = Fout[m].i - scratch[0].r;
+
+         Fout[m].r -= scratch[0].i;
+         Fout[m].i += scratch[0].r;
+
+         ++Fout;
+     }while(--k);
+}
+
+static void kf_bfly5(
+        kiss_fft_cpx * Fout,
+        const size_t fstride,
+        const kiss_fft_cfg st,
+        int m
+        )
+{
+    kiss_fft_cpx *Fout0,*Fout1,*Fout2,*Fout3,*Fout4;
+    int u;
+    kiss_fft_cpx scratch[13];
+    kiss_fft_cpx * twiddles = st->twiddles;
+    kiss_fft_cpx *tw;
+    kiss_fft_cpx ya,yb;
+    ya = twiddles[fstride*m];
+    yb = twiddles[fstride*2*m];
+
+    Fout0=Fout;
+    Fout1=Fout0+m;
+    Fout2=Fout0+2*m;
+    Fout3=Fout0+3*m;
+    Fout4=Fout0+4*m;
+
+    tw=st->twiddles;
+    for ( u=0; u<m; ++u ) {
+        if (!st->inverse) {
+        C_FIXDIV( *Fout0,5); C_FIXDIV( *Fout1,5); C_FIXDIV( *Fout2,5); C_FIXDIV( *Fout3,5); C_FIXDIV( *Fout4,5);
+       }
+        scratch[0] = *Fout0;
+
+        C_MUL(scratch[1] ,*Fout1, tw[u*fstride]);
+        C_MUL(scratch[2] ,*Fout2, tw[2*u*fstride]);
+        C_MUL(scratch[3] ,*Fout3, tw[3*u*fstride]);
+        C_MUL(scratch[4] ,*Fout4, tw[4*u*fstride]);
+
+        C_ADD( scratch[7],scratch[1],scratch[4]);
+        C_SUB( scratch[10],scratch[1],scratch[4]);
+        C_ADD( scratch[8],scratch[2],scratch[3]);
+        C_SUB( scratch[9],scratch[2],scratch[3]);
+
+        Fout0->r += scratch[7].r + scratch[8].r;
+        Fout0->i += scratch[7].i + scratch[8].i;
+
+        scratch[5].r = scratch[0].r + S_MUL(scratch[7].r,ya.r) + S_MUL(scratch[8].r,yb.r);
+        scratch[5].i = scratch[0].i + S_MUL(scratch[7].i,ya.r) + S_MUL(scratch[8].i,yb.r);
+
+        scratch[6].r =  S_MUL(scratch[10].i,ya.i) + S_MUL(scratch[9].i,yb.i);
+        scratch[6].i = -S_MUL(scratch[10].r,ya.i) - S_MUL(scratch[9].r,yb.i);
+
+        C_SUB(*Fout1,scratch[5],scratch[6]);
+        C_ADD(*Fout4,scratch[5],scratch[6]);
+
+        scratch[11].r = scratch[0].r + S_MUL(scratch[7].r,yb.r) + S_MUL(scratch[8].r,ya.r);
+        scratch[11].i = scratch[0].i + S_MUL(scratch[7].i,yb.r) + S_MUL(scratch[8].i,ya.r);
+        scratch[12].r = - S_MUL(scratch[10].i,yb.i) + S_MUL(scratch[9].i,ya.i);
+        scratch[12].i = S_MUL(scratch[10].r,yb.i) - S_MUL(scratch[9].r,ya.i);
+
+        C_ADD(*Fout2,scratch[11],scratch[12]);
+        C_SUB(*Fout3,scratch[11],scratch[12]);
+
+        ++Fout0;++Fout1;++Fout2;++Fout3;++Fout4;
+    }
+}
+
+/* perform the butterfly for one stage of a mixed radix FFT */
+static void kf_bfly_generic(
+        kiss_fft_cpx * Fout,
+        const size_t fstride,
+        const kiss_fft_cfg st,
+        int m,
+        int p
+        )
+{
+    int u,k,q1,q;
+    kiss_fft_cpx * twiddles = st->twiddles;
+    kiss_fft_cpx t;
+    kiss_fft_cpx scratchbuf[17];
+    int Norig = st->nfft;
+
+    /*CHECKBUF(scratchbuf,nscratchbuf,p);*/
+    if (p>17)
+       celt_fatal("KissFFT: max radix supported is 17");
+    
+    for ( u=0; u<m; ++u ) {
+        k=u;
+        for ( q1=0 ; q1<p ; ++q1 ) {
+            scratchbuf[q1] = Fout[ k  ];
+        if (!st->inverse) {
+            C_FIXDIV(scratchbuf[q1],p);
+       }
+            k += m;
+        }
+
+        k=u;
+        for ( q1=0 ; q1<p ; ++q1 ) {
+            int twidx=0;
+            Fout[ k ] = scratchbuf[0];
+            for (q=1;q<p;++q ) {
+                twidx += fstride * k;
+                if (twidx>=Norig) twidx-=Norig;
+                C_MUL(t,scratchbuf[q] , twiddles[twidx] );
+                C_ADDTO( Fout[ k ] ,t);
+            }
+            k += m;
+        }
+    }
+}
+               
+static
+void kf_shuffle(
+         kiss_fft_cpx * Fout,
+         const kiss_fft_cpx * f,
+         const size_t fstride,
+         int in_stride,
+         int * factors,
+         const kiss_fft_cfg st
+            )
+{
+   const int p=*factors++; /* the radix  */
+   const int m=*factors++; /* stage's fft length/p */
+   
+    /*printf ("fft %d %d %d %d %d %d\n", p*m, m, p, s2, fstride*in_stride, N);*/
+   if (m==1)
+   {
+      int j;
+      for (j=0;j<p;j++)
+      {
+         Fout[j] = *f;
+         f += fstride*in_stride;
+      }
+   } else {
+      int j;
+      for (j=0;j<p;j++)
+      {
+         kf_shuffle( Fout , f, fstride*p, in_stride, factors,st);
+         f += fstride*in_stride;
+         Fout += m;
+      }
+   }
+}
+
+static
+void kf_work(
+        kiss_fft_cpx * Fout,
+        const kiss_fft_cpx * f,
+        const size_t fstride,
+        int in_stride,
+        int * factors,
+        const kiss_fft_cfg st,
+        int N,
+        int s2,
+        int m2
+        )
+{
+   int i;
+    kiss_fft_cpx * Fout_beg=Fout;
+    const int p=*factors++; /* the radix  */
+    const int m=*factors++; /* stage's fft length/p */
+#if 0
+    /*printf ("fft %d %d %d %d %d %d\n", p*m, m, p, s2, fstride*in_stride, N);*/
+    if (m==1)
+    {
+    /*   int j;
+       for (j=0;j<p;j++)
+       {
+          Fout[j] = *f;
+          f += fstride*in_stride;
+       }*/
+    } else {
+       int j;
+       for (j=0;j<p;j++)
+       {
+          kf_work( Fout , f, fstride*p, in_stride, factors,st, N*p, fstride*in_stride, m);
+          f += fstride*in_stride;
+          Fout += m;
+       }
+    }
+
+    Fout=Fout_beg;
+
+    switch (p) {
+        case 2: kf_bfly2(Fout,fstride,st,m); break;
+        case 3: kf_bfly3(Fout,fstride,st,m); break; 
+        case 4: kf_bfly4(Fout,fstride,st,m); break;
+        case 5: kf_bfly5(Fout,fstride,st,m); break; 
+        default: kf_bfly_generic(Fout,fstride,st,m,p); break;
+    }
+#else
+    /*printf ("fft %d %d %d %d %d %d %d\n", p*m, m, p, s2, fstride*in_stride, N, m2);*/
+    if (m==1) 
+    {
+       /*for (i=0;i<N;i++)
+       {
+          int j;
+          Fout = Fout_beg+i*m2;
+          const kiss_fft_cpx * f2 = f+i*s2;
+          for (j=0;j<p;j++)
+          {
+             *Fout++ = *f2;
+             f2 += fstride*in_stride;
+          }
+       }*/
+    }else{
+       kf_work( Fout , f, fstride*p, in_stride, factors,st, N*p, fstride*in_stride, m);
+    }
+
+    
+       
+       
+       switch (p) {
+          case 2: kf_bfly2(Fout,fstride,st,m, N, m2); break;
+          case 3: for (i=0;i<N;i++){Fout=Fout_beg+i*m2; kf_bfly3(Fout,fstride,st,m);} break; 
+          case 4: kf_bfly4(Fout,fstride,st,m, N, m2); break;
+          case 5: for (i=0;i<N;i++){Fout=Fout_beg+i*m2; kf_bfly5(Fout,fstride,st,m);} break; 
+          default: for (i=0;i<N;i++){Fout=Fout_beg+i*m2; kf_bfly_generic(Fout,fstride,st,m,p);} break;
+    }    
+#endif
+}
+
+/*  facbuf is populated by p1,m1,p2,m2, ...
+    where 
+    p[i] * m[i] = m[i-1]
+    m0 = n                  */
+static 
+void kf_factor(int n,int * facbuf)
+{
+    int p=4;
+
+    /*factor out powers of 4, powers of 2, then any remaining primes */
+    do {
+        while (n % p) {
+            switch (p) {
+                case 4: p = 2; break;
+                case 2: p = 3; break;
+                default: p += 2; break;
+            }
+            if (p>32000 || (celt_int32_t)p*(celt_int32_t)p > n)
+                p = n;          /* no more factors, skip to end */
+        }
+        n /= p;
+        *facbuf++ = p;
+        *facbuf++ = n;
+    } while (n > 1);
+}
+/*
+ *
+ * User-callable function to allocate all necessary storage space for the fft.
+ *
+ * The return value is a contiguous block of memory, allocated with malloc.  As such,
+ * It can be freed with free(), rather than a kiss_fft-specific function.
+ * */
+kiss_fft_cfg kiss_fft_alloc(int nfft,int inverse_fft,void * mem,size_t * lenmem )
+{
+    kiss_fft_cfg st=NULL;
+    size_t memneeded = sizeof(struct kiss_fft_state)
+        + sizeof(kiss_fft_cpx)*(nfft-1); /* twiddle factors*/
+
+    if ( lenmem==NULL ) {
+        st = ( kiss_fft_cfg)KISS_FFT_MALLOC( memneeded );
+    }else{
+        if (mem != NULL && *lenmem >= memneeded)
+            st = (kiss_fft_cfg)mem;
+        *lenmem = memneeded;
+    }
+    if (st) {
+        int i;
+        st->nfft=nfft;
+        st->inverse = inverse_fft;
+#ifdef FIXED_POINT
+        for (i=0;i<nfft;++i) {
+            celt_word32_t phase = i;
+            if (!st->inverse)
+                phase = -phase;
+            kf_cexp2(st->twiddles+i, DIV32(SHL32(phase,17),nfft));
+        }
+#else
+        for (i=0;i<nfft;++i) {
+           const double pi=3.14159265358979323846264338327;
+           double phase = ( -2*pi /nfft ) * i;
+           if (st->inverse)
+              phase *= -1;
+           kf_cexp(st->twiddles+i, phase );
+        }
+#endif
+        kf_factor(nfft,st->factors);
+    }
+    return st;
+}
+
+
+
+    
+void kiss_fft_stride(kiss_fft_cfg st,const kiss_fft_cpx *fin,kiss_fft_cpx *fout,int in_stride)
+{
+    if (fin == fout) 
+    {
+       celt_fatal("In-place FFT not supported");
+       /*CHECKBUF(tmpbuf,ntmpbuf,st->nfft);
+       kf_work(tmpbuf,fin,1,in_stride, st->factors,st);
+       SPEEX_MOVE(fout,tmpbuf,st->nfft);*/
+    } else {
+       kf_shuffle( fout, fin, 1,in_stride, st->factors,st);
+       kf_work( fout, fin, 1,in_stride, st->factors,st, 1, in_stride, 1);
+    }
+}
+
+void kiss_fft(kiss_fft_cfg cfg,const kiss_fft_cpx *fin,kiss_fft_cpx *fout)
+{
+    kiss_fft_stride(cfg,fin,fout,1);
+}
+
diff --git a/libcelt/kiss_fft.h b/libcelt/kiss_fft.h
new file mode 100644 (file)
index 0000000..b5d6453
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,108 @@
+#ifndef KISS_FFT_H
+#define KISS_FFT_H
+
+#include <stdlib.h>
+#include <math.h>
+#include "arch.h"
+
+#ifdef __cplusplus
+extern "C" {
+#endif
+
+/*
+ ATTENTION!
+ If you would like a :
+ -- a utility that will handle the caching of fft objects
+ -- real-only (no imaginary time component ) FFT
+ -- a multi-dimensional FFT
+ -- a command-line utility to perform ffts
+ -- a command-line utility to perform fast-convolution filtering
+
+ Then see kfc.h kiss_fftr.h kiss_fftnd.h fftutil.c kiss_fastfir.c
+  in the tools/ directory.
+*/
+
+#ifdef USE_SIMD
+# include <xmmintrin.h>
+# define kiss_fft_scalar __m128
+#define KISS_FFT_MALLOC(nbytes) memalign(16,nbytes)
+#else  
+#define KISS_FFT_MALLOC celt_alloc
+#endif 
+
+
+#ifdef FIXED_POINT
+#include "arch.h"      
+#  define kiss_fft_scalar spx_int16_t
+#else
+# ifndef kiss_fft_scalar
+/*  default is float */
+#   define kiss_fft_scalar float
+# endif
+#endif
+
+typedef struct {
+    kiss_fft_scalar r;
+    kiss_fft_scalar i;
+}kiss_fft_cpx;
+
+typedef struct kiss_fft_state* kiss_fft_cfg;
+
+/* 
+ *  kiss_fft_alloc
+ *  
+ *  Initialize a FFT (or IFFT) algorithm's cfg/state buffer.
+ *
+ *  typical usage:      kiss_fft_cfg mycfg=kiss_fft_alloc(1024,0,NULL,NULL);
+ *
+ *  The return value from fft_alloc is a cfg buffer used internally
+ *  by the fft routine or NULL.
+ *
+ *  If lenmem is NULL, then kiss_fft_alloc will allocate a cfg buffer using malloc.
+ *  The returned value should be free()d when done to avoid memory leaks.
+ *  
+ *  The state can be placed in a user supplied buffer 'mem':
+ *  If lenmem is not NULL and mem is not NULL and *lenmem is large enough,
+ *      then the function places the cfg in mem and the size used in *lenmem
+ *      and returns mem.
+ *  
+ *  If lenmem is not NULL and ( mem is NULL or *lenmem is not large enough),
+ *      then the function returns NULL and places the minimum cfg 
+ *      buffer size in *lenmem.
+ * */
+
+kiss_fft_cfg kiss_fft_alloc(int nfft,int inverse_fft,void * mem,size_t * lenmem); 
+
+/*
+ * kiss_fft(cfg,in_out_buf)
+ *
+ * Perform an FFT on a complex input buffer.
+ * for a forward FFT,
+ * fin should be  f[0] , f[1] , ... ,f[nfft-1]
+ * fout will be   F[0] , F[1] , ... ,F[nfft-1]
+ * Note that each element is complex and can be accessed like
+    f[k].r and f[k].i
+ * */
+void kiss_fft(kiss_fft_cfg cfg,const kiss_fft_cpx *fin,kiss_fft_cpx *fout);
+
+/*
+ A more generic version of the above function. It reads its input from every Nth sample.
+ * */
+void kiss_fft_stride(kiss_fft_cfg cfg,const kiss_fft_cpx *fin,kiss_fft_cpx *fout,int fin_stride);
+
+/* If kiss_fft_alloc allocated a buffer, it is one contiguous 
+   buffer and can be simply free()d when no longer needed*/
+#define kiss_fft_free celt_free
+
+/*
+ Cleans up some memory that gets managed internally. Not necessary to call, but it might clean up 
+ your compiler output to call this before you exit.
+*/
+void kiss_fft_cleanup(void);
+       
+
+#ifdef __cplusplus
+} 
+#endif
+
+#endif
index 12e9a0f..40ed07c 100644 (file)
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+   PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
+   LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
+   NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
+   SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+*/
+
+/* This is a simple MDCT implementation that uses a N/4 complex FFT
+   to do most of the work. It should be relatively straightforward to
+   plug in pretty much and FFT here.
+   
+   This replaces the Vorbis FFT (and uses the exact same API), which 
+   was a bit too messy and that was ending up duplicating code 
+   (might as well use the same FFT everywhere).
+   
+   The algorithm is similar to (and inspired from) Fabrice Bellard's
+   MDCT implementation in FFMPEG, but has differences in signs, ordering
+   and scaling in many places. 
+*/
 
- function: normalized modified discrete cosine transform
-           power of two length transform only [64 <= n ]
- last mod: $Id: mdct.c 7187 2004-07-20 07:24:27Z xiphmont $
-
- Original algorithm adapted long ago from _The use of multirate filter
- banks for coding of high quality digital audio_, by T. Sporer,
- K. Brandenburg and B. Edler, collection of the European Signal
- Processing Conference (EUSIPCO), Amsterdam, June 1992, Vol.1, pp
- 211-214
-
- The below code implements an algorithm that no longer looks much like
- that presented in the paper, but the basic structure remains if you
- dig deep enough to see it.
-
- This module DOES NOT INCLUDE code to generate/apply the window
- function.  Everybody has their own weird favorite including me... I
- happen to like the properties of y=sin(.5PI*sin^2(x)), but others may
- vehemently disagree.
-
- ********************************************************************/
-
-/* this can also be run as an integer transform by uncommenting a
-   define in mdct.h; the integerization is a first pass and although
-   it's likely stable for Vorbis, the dynamic range is constrained and
-   roundoff isn't done (so it's noisy).  Consider it functional, but
-   only a starting point.  There's no point on a machine with an FPU */
-
-#include <stdio.h>
-#include <stdlib.h>
-#include <string.h>
-#include <math.h>
-/*#include "vorbis/codec.h"*/
 #include "mdct.h"
+#include "kiss_fft.h"
+#include <math.h>
 #include "os_support.h"
-/*#include "misc.h"*/
-
-#define STIN static inline
-
-/* build lookups for trig functions; also pre-figure scaling and
-   some window function algebra. */
-
-void mdct_init(mdct_lookup *lookup,int n){
-  int   *bitrev=celt_alloc(sizeof(*bitrev)*(n/4));
-  DATA_TYPE *T=celt_alloc(sizeof(*T)*(n+n/4));
-  
-  int i;
-  int n2=n>>1;
-  int log2n=lookup->log2n=rint(log((float)n)/log(2.f));
-  lookup->n=n;
-  lookup->trig=T;
-  lookup->bitrev=bitrev;
-
-/* trig lookups... */
-
-  for(i=0;i<n/4;i++){
-    T[i*2]=FLOAT_CONV(cos((M_PI/n)*(4*i)));
-    T[i*2+1]=FLOAT_CONV(-sin((M_PI/n)*(4*i)));
-    T[n2+i*2]=FLOAT_CONV(cos((M_PI/(2*n))*(2*i+1)));
-    T[n2+i*2+1]=FLOAT_CONV(sin((M_PI/(2*n))*(2*i+1)));
-  }
-  for(i=0;i<n/8;i++){
-    T[n+i*2]=FLOAT_CONV(cos((M_PI/n)*(4*i+2))*.5);
-    T[n+i*2+1]=FLOAT_CONV(-sin((M_PI/n)*(4*i+2))*.5);
-  }
-
-  /* bitreverse lookup... */
-
-  {
-    int mask=(1<<(log2n-1))-1,i,j;
-    int msb=1<<(log2n-2);
-    for(i=0;i<n/8;i++){
-      int acc=0;
-      for(j=0;msb>>j;j++)
-       if((msb>>j)&i)acc|=1<<j;
-      bitrev[i*2]=((~acc)&mask)-1;
-      bitrev[i*2+1]=acc;
-
-    }
-  }
-  lookup->scale=FLOAT_CONV(4.f/n);
-}
-
-/* 8 point butterfly (in place, 4 register) */
-STIN void mdct_butterfly_8(DATA_TYPE *x){
-  REG_TYPE r0   = x[6] + x[2];
-  REG_TYPE r1   = x[6] - x[2];
-  REG_TYPE r2   = x[4] + x[0];
-  REG_TYPE r3   = x[4] - x[0];
-
-          x[6] = r0   + r2;
-          x[4] = r0   - r2;
-          
-          r0   = x[5] - x[1];
-          r2   = x[7] - x[3];
-          x[0] = r1   + r0;
-          x[2] = r1   - r0;
-          
-          r0   = x[5] + x[1];
-          r1   = x[7] + x[3];
-          x[3] = r2   + r3;
-          x[1] = r2   - r3;
-          x[7] = r1   + r0;
-          x[5] = r1   - r0;
-          
-}
-
-/* 16 point butterfly (in place, 4 register) */
-STIN void mdct_butterfly_16(DATA_TYPE *x){
-  REG_TYPE r0     = x[1]  - x[9];
-  REG_TYPE r1     = x[0]  - x[8];
-
-           x[8]  += x[0];
-           x[9]  += x[1];
-           x[0]   = MULT_NORM((r0   + r1) * cPI2_8);
-           x[1]   = MULT_NORM((r0   - r1) * cPI2_8);
-
-           r0     = x[3]  - x[11];
-           r1     = x[10] - x[2];
-           x[10] += x[2];
-           x[11] += x[3];
-           x[2]   = r0;
-           x[3]   = r1;
-
-           r0     = x[12] - x[4];
-           r1     = x[13] - x[5];
-           x[12] += x[4];
-           x[13] += x[5];
-           x[4]   = MULT_NORM((r0   - r1) * cPI2_8);
-           x[5]   = MULT_NORM((r0   + r1) * cPI2_8);
-
-           r0     = x[14] - x[6];
-           r1     = x[15] - x[7];
-           x[14] += x[6];
-           x[15] += x[7];
-           x[6]  = r0;
-           x[7]  = r1;
-
-          mdct_butterfly_8(x);
-          mdct_butterfly_8(x+8);
-}
-
-/* 32 point butterfly (in place, 4 register) */
-STIN void mdct_butterfly_32(DATA_TYPE *x){
-  REG_TYPE r0     = x[30] - x[14];
-  REG_TYPE r1     = x[31] - x[15];
-
-           x[30] +=         x[14];           
-          x[31] +=         x[15];
-           x[14]  =         r0;              
-          x[15]  =         r1;
-
-           r0     = x[28] - x[12];   
-          r1     = x[29] - x[13];
-           x[28] +=         x[12];           
-          x[29] +=         x[13];
-           x[12]  = MULT_NORM( r0 * cPI1_8  -  r1 * cPI3_8 );
-          x[13]  = MULT_NORM( r0 * cPI3_8  +  r1 * cPI1_8 );
-
-           r0     = x[26] - x[10];
-          r1     = x[27] - x[11];
-          x[26] +=         x[10];
-          x[27] +=         x[11];
-          x[10]  = MULT_NORM(( r0  - r1 ) * cPI2_8);
-          x[11]  = MULT_NORM(( r0  + r1 ) * cPI2_8);
-
-          r0     = x[24] - x[8];
-          r1     = x[25] - x[9];
-          x[24] += x[8];
-          x[25] += x[9];
-          x[8]   = MULT_NORM( r0 * cPI3_8  -  r1 * cPI1_8 );
-          x[9]   = MULT_NORM( r1 * cPI3_8  +  r0 * cPI1_8 );
-
-          r0     = x[22] - x[6];
-          r1     = x[7]  - x[23];
-          x[22] += x[6];
-          x[23] += x[7];
-          x[6]   = r1;
-          x[7]   = r0;
-
-          r0     = x[4]  - x[20];
-          r1     = x[5]  - x[21];
-          x[20] += x[4];
-          x[21] += x[5];
-          x[4]   = MULT_NORM( r1 * cPI1_8  +  r0 * cPI3_8 );
-          x[5]   = MULT_NORM( r1 * cPI3_8  -  r0 * cPI1_8 );
-
-          r0     = x[2]  - x[18];
-          r1     = x[3]  - x[19];
-          x[18] += x[2];
-          x[19] += x[3];
-          x[2]   = MULT_NORM(( r1  + r0 ) * cPI2_8);
-          x[3]   = MULT_NORM(( r1  - r0 ) * cPI2_8);
-
-          r0     = x[0]  - x[16];
-          r1     = x[1]  - x[17];
-          x[16] += x[0];
-          x[17] += x[1];
-          x[0]   = MULT_NORM( r1 * cPI3_8  +  r0 * cPI1_8 );
-          x[1]   = MULT_NORM( r1 * cPI1_8  -  r0 * cPI3_8 );
-
-          mdct_butterfly_16(x);
-          mdct_butterfly_16(x+16);
 
+void mdct_init(mdct_lookup *l,int N)
+{
+   int i;
+   int N2, N4;
+   l->n = N;
+   N2 = N/2;
+   N4 = N/4;
+   l->kfft = kiss_fft_alloc(N4, 0, NULL, NULL);
+   l->ikfft = kiss_fft_alloc(N4, 1, NULL, NULL);
+   l->trig = celt_alloc(N2*sizeof(float));
+   /* We have enough points that sine isn't necessary */
+   for (i=0;i<N2;i++)
+      l->trig[i] = cos(2*M_PI*(i+1./8.)/N);
+   l->scale = 1./N4;
 }
 
-/* N point first stage butterfly (in place, 2 register) */
-STIN void mdct_butterfly_first(DATA_TYPE *T,
-                                       DATA_TYPE *x,
-                                       int points){
-  
-  DATA_TYPE *x1        = x          + points      - 8;
-  DATA_TYPE *x2        = x          + (points>>1) - 8;
-  REG_TYPE   r0;
-  REG_TYPE   r1;
-
-  do{
-    
-               r0      = x1[6]      -  x2[6];
-              r1      = x1[7]      -  x2[7];
-              x1[6]  += x2[6];
-              x1[7]  += x2[7];
-              x2[6]   = MULT_NORM(r1 * T[1]  +  r0 * T[0]);
-              x2[7]   = MULT_NORM(r1 * T[0]  -  r0 * T[1]);
-              
-              r0      = x1[4]      -  x2[4];
-              r1      = x1[5]      -  x2[5];
-              x1[4]  += x2[4];
-              x1[5]  += x2[5];
-              x2[4]   = MULT_NORM(r1 * T[5]  +  r0 * T[4]);
-              x2[5]   = MULT_NORM(r1 * T[4]  -  r0 * T[5]);
-              
-              r0      = x1[2]      -  x2[2];
-              r1      = x1[3]      -  x2[3];
-              x1[2]  += x2[2];
-              x1[3]  += x2[3];
-              x2[2]   = MULT_NORM(r1 * T[9]  +  r0 * T[8]);
-              x2[3]   = MULT_NORM(r1 * T[8]  -  r0 * T[9]);
-              
-              r0      = x1[0]      -  x2[0];
-              r1      = x1[1]      -  x2[1];
-              x1[0]  += x2[0];
-              x1[1]  += x2[1];
-              x2[0]   = MULT_NORM(r1 * T[13] +  r0 * T[12]);
-              x2[1]   = MULT_NORM(r1 * T[12] -  r0 * T[13]);
-              
-    x1-=8;
-    x2-=8;
-    T+=16;
-
-  }while(x2>=x);
+void mdct_clear(mdct_lookup *l)
+{
+   kiss_fft_free(l->kfft);
+   kiss_fft_free(l->ikfft);
+   celt_free(l->trig);
 }
 
-/* N/stage point generic N stage butterfly (in place, 2 register) */
-STIN void mdct_butterfly_generic(DATA_TYPE *T,
-                                         DATA_TYPE *x,
-                                         int points,
-                                         int trigint){
-  
-  DATA_TYPE *x1        = x          + points      - 8;
-  DATA_TYPE *x2        = x          + (points>>1) - 8;
-  REG_TYPE   r0;
-  REG_TYPE   r1;
-
-  do{
-    
-               r0      = x1[6]      -  x2[6];
-              r1      = x1[7]      -  x2[7];
-              x1[6]  += x2[6];
-              x1[7]  += x2[7];
-              x2[6]   = MULT_NORM(r1 * T[1]  +  r0 * T[0]);
-              x2[7]   = MULT_NORM(r1 * T[0]  -  r0 * T[1]);
-              
-              T+=trigint;
-              
-              r0      = x1[4]      -  x2[4];
-              r1      = x1[5]      -  x2[5];
-              x1[4]  += x2[4];
-              x1[5]  += x2[5];
-              x2[4]   = MULT_NORM(r1 * T[1]  +  r0 * T[0]);
-              x2[5]   = MULT_NORM(r1 * T[0]  -  r0 * T[1]);
-              
-              T+=trigint;
-              
-              r0      = x1[2]      -  x2[2];
-              r1      = x1[3]      -  x2[3];
-              x1[2]  += x2[2];
-              x1[3]  += x2[3];
-              x2[2]   = MULT_NORM(r1 * T[1]  +  r0 * T[0]);
-              x2[3]   = MULT_NORM(r1 * T[0]  -  r0 * T[1]);
-              
-              T+=trigint;
-              
-              r0      = x1[0]      -  x2[0];
-              r1      = x1[1]      -  x2[1];
-              x1[0]  += x2[0];
-              x1[1]  += x2[1];
-              x2[0]   = MULT_NORM(r1 * T[1]  +  r0 * T[0]);
-              x2[1]   = MULT_NORM(r1 * T[0]  -  r0 * T[1]);
-
-              T+=trigint;
-    x1-=8;
-    x2-=8;
-
-  }while(x2>=x);
+void mdct_forward(mdct_lookup *l, float *in, float *out)
+{
+   int i;
+   int N, N2, N4, N8;
+   N = l->n;
+   N2 = N/2;
+   N4 = N/4;
+   N8 = N/8;
+   float f[N2];
+   
+   /* Consider the input to be compused of four blocks: [a, b, c, d] */
+   /* Shuffle, fold, pre-rotate (part 1) */
+   for(i=0;i<N8;i++)
+   {
+      float re, im;
+      /* Real part arranged as -d-cR, Imag part arranged as -b+aR*/
+      re = -in[N2+N4+2*i] - in[N2+N4-2*i-1];
+      im = -in[N4+2*i]    + in[N4-2*i-1];
+      out[2*i]   = re*l->trig[i]  -  im*l->trig[i+N4];
+      out[2*i+1] = im*l->trig[i]  +  re*l->trig[i+N4];
+   }
+   for(;i<N4;i++)
+   {
+      float re, im;
+      /* Real part arranged as a-bR, Imag part arranged as -c-dR */
+      re =   in[2*i-N4] - in[N2+N4-2*i-1];
+      im = -(in[N4+2*i] + in[N+N4-2*i-1]);
+      out[2*i]   = re*l->trig[i]  -  im*l->trig[i+N4];
+      out[2*i+1] = im*l->trig[i]  +  re*l->trig[i+N4];
+   }
+
+   /* N/4 complex FFT, which should normally down-scale by 4/N (but doesn't now) */
+   kiss_fft(l->kfft, (const kiss_fft_cpx *)out, (kiss_fft_cpx *)f);
+
+   /* Post-rotate and apply the scaling if the FFT doesn't to it itself */
+   for(i=0;i<N4;i++)
+   {
+      out[2*i]      = l->scale * (-f[2*i+1]*l->trig[i+N4] + f[2*i]  *l->trig[i]);
+      out[N2-1-2*i] = l->scale * (-f[2*i]  *l->trig[i+N4] - f[2*i+1]*l->trig[i]);
+   }
 }
 
-STIN void mdct_butterflies(mdct_lookup *init,
-                            DATA_TYPE *x,
-                            int points){
-  
-  DATA_TYPE *T=init->trig;
-  int stages=init->log2n-5;
-  int i,j;
-  
-  if(--stages>0){
-    mdct_butterfly_first(T,x,points);
-  }
-
-  for(i=1;--stages>0;i++){
-    for(j=0;j<(1<<i);j++)
-      mdct_butterfly_generic(T,x+(points>>i)*j,points>>i,4<<i);
-  }
-
-  for(j=0;j<points;j+=32)
-    mdct_butterfly_32(x+j);
 
+void mdct_backward(mdct_lookup *l, float *in, float *out)
+{
+   int i;
+   int N, N2, N4, N8;
+   N = l->n;
+   N2 = N/2;
+   N4 = N/4;
+   N8 = N/8;
+   float f[N2];
+   
+   /* Pre-rotate */
+   for(i=0;i<N4;i++) 
+   {
+      out[2*i]   = -in[N2-2*i-1] * l->trig[i]    - in[2*i]*l->trig[i+N4];
+      out[2*i+1] =  in[N2-2*i-1] * l->trig[i+N4] - in[2*i]*l->trig[i];
+   }
+
+   /* Inverse N/4 complex FFT. This one should *not* downscale even in fixed-point */
+   kiss_fft(l->ikfft, (const kiss_fft_cpx *)out, (kiss_fft_cpx *)f);
+   
+   /* Post-rotate */
+   for(i=0;i<N4;i++)
+   {
+      float re, im;
+      re = f[2*i];
+      im = f[2*i+1];
+      f[2*i]   = re*l->trig[i] + im*l->trig[i+N4];
+      f[2*i+1] = im*l->trig[i] - re*l->trig[i+N4];
+   }
+   /* De-shuffle the components for the middle of the window only */
+   for(i = 0; i < N4; i++)
+   {
+      out[N4+2*i]   =-f[2*i];
+      out[N4+2*i+1] = f[N2-2*i-1];
+   }
+
+   /* Mirror on both sides for TDAC */
+   for(i = 0; i < N4; i++)
+   {
+      out[i]     =-out[N2-i-1];
+      out[N-i-1] = out[N2+i];
+   }
 }
 
-void mdct_clear(mdct_lookup *l){
-  if(l){
-    if(l->trig)celt_free(l->trig);
-    if(l->bitrev)celt_free(l->bitrev);
-    memset(l,0,sizeof(*l));
-  }
-}
-
-STIN void mdct_bitreverse(mdct_lookup *init, 
-                           DATA_TYPE *x){
-  int        n       = init->n;
-  int       *bit     = init->bitrev;
-  DATA_TYPE *w0      = x;
-  DATA_TYPE *w1      = x = w0+(n>>1);
-  DATA_TYPE *T       = init->trig+n;
-
-  do{
-    DATA_TYPE *x0    = x+bit[0];
-    DATA_TYPE *x1    = x+bit[1];
-
-    REG_TYPE  r0     = x0[1]  - x1[1];
-    REG_TYPE  r1     = x0[0]  + x1[0];
-    REG_TYPE  r2     = MULT_NORM(r1     * T[0]   + r0 * T[1]);
-    REG_TYPE  r3     = MULT_NORM(r1     * T[1]   - r0 * T[0]);
-
-             w1    -= 4;
-
-              r0     = HALVE(x0[1] + x1[1]);
-              r1     = HALVE(x0[0] - x1[0]);
-      
-             w0[0]  = r0     + r2;
-             w1[2]  = r0     - r2;
-             w0[1]  = r1     + r3;
-             w1[3]  = r3     - r1;
-
-              x0     = x+bit[2];
-              x1     = x+bit[3];
-
-              r0     = x0[1]  - x1[1];
-              r1     = x0[0]  + x1[0];
-              r2     = MULT_NORM(r1     * T[2]   + r0 * T[3]);
-              r3     = MULT_NORM(r1     * T[3]   - r0 * T[2]);
-
-              r0     = HALVE(x0[1] + x1[1]);
-              r1     = HALVE(x0[0] - x1[0]);
-      
-             w0[2]  = r0     + r2;
-             w1[0]  = r0     - r2;
-             w0[3]  = r1     + r3;
-             w1[1]  = r3     - r1;
-
-             T     += 4;
-             bit   += 4;
-             w0    += 4;
-
-  }while(w0<w1);
-}
-
-void mdct_backward(mdct_lookup *init, DATA_TYPE *in, DATA_TYPE *out){
-  int n=init->n;
-  int n2=n>>1;
-  int n4=n>>2;
-
-  /* rotate */
-
-  DATA_TYPE *iX = in+n2-7;
-  DATA_TYPE *oX = out+n2+n4;
-  DATA_TYPE *T  = init->trig+n4;
-
-  do{
-    oX         -= 4;
-    oX[0]       = MULT_NORM(-iX[2] * T[3] - iX[0]  * T[2]);
-    oX[1]       = MULT_NORM (iX[0] * T[3] - iX[2]  * T[2]);
-    oX[2]       = MULT_NORM(-iX[6] * T[1] - iX[4]  * T[0]);
-    oX[3]       = MULT_NORM (iX[4] * T[1] - iX[6]  * T[0]);
-    iX         -= 8;
-    T          += 4;
-  }while(iX>=in);
-
-  iX            = in+n2-8;
-  oX            = out+n2+n4;
-  T             = init->trig+n4;
-
-  do{
-    T          -= 4;
-    oX[0]       =  MULT_NORM (iX[4] * T[3] + iX[6] * T[2]);
-    oX[1]       =  MULT_NORM (iX[4] * T[2] - iX[6] * T[3]);
-    oX[2]       =  MULT_NORM (iX[0] * T[1] + iX[2] * T[0]);
-    oX[3]       =  MULT_NORM (iX[0] * T[0] - iX[2] * T[1]);
-    iX         -= 8;
-    oX         += 4;
-  }while(iX>=in);
-
-  mdct_butterflies(init,out+n2,n2);
-  mdct_bitreverse(init,out);
-
-  /* roatate + window */
-
-  {
-    DATA_TYPE *oX1=out+n2+n4;
-    DATA_TYPE *oX2=out+n2+n4;
-    DATA_TYPE *iX =out;
-    T             =init->trig+n2;
-    
-    do{
-      oX1-=4;
-
-      oX1[3]  =  MULT_NORM (iX[0] * T[1] - iX[1] * T[0]);
-      oX2[0]  = -MULT_NORM (iX[0] * T[0] + iX[1] * T[1]);
-
-      oX1[2]  =  MULT_NORM (iX[2] * T[3] - iX[3] * T[2]);
-      oX2[1]  = -MULT_NORM (iX[2] * T[2] + iX[3] * T[3]);
-
-      oX1[1]  =  MULT_NORM (iX[4] * T[5] - iX[5] * T[4]);
-      oX2[2]  = -MULT_NORM (iX[4] * T[4] + iX[5] * T[5]);
-
-      oX1[0]  =  MULT_NORM (iX[6] * T[7] - iX[7] * T[6]);
-      oX2[3]  = -MULT_NORM (iX[6] * T[6] + iX[7] * T[7]);
-
-      oX2+=4;
-      iX    +=   8;
-      T     +=   8;
-    }while(iX<oX1);
-
-    iX=out+n2+n4;
-    oX1=out+n4;
-    oX2=oX1;
-
-    do{
-      oX1-=4;
-      iX-=4;
-
-      oX2[0] = -(oX1[3] = iX[3]);
-      oX2[1] = -(oX1[2] = iX[2]);
-      oX2[2] = -(oX1[1] = iX[1]);
-      oX2[3] = -(oX1[0] = iX[0]);
-
-      oX2+=4;
-    }while(oX2<iX);
-
-    iX=out+n2+n4;
-    oX1=out+n2+n4;
-    oX2=out+n2;
-    do{
-      oX1-=4;
-      oX1[0]= iX[3];
-      oX1[1]= iX[2];
-      oX1[2]= iX[1];
-      oX1[3]= iX[0];
-      iX+=4;
-    }while(oX1>oX2);
-  }
-}
-
-void mdct_forward(mdct_lookup *init, DATA_TYPE *in, DATA_TYPE *out){
-  int n=init->n;
-  int n2=n>>1;
-  int n4=n>>2;
-  int n8=n>>3;
-  DATA_TYPE *w=alloca(n*sizeof(*w)); /* forward needs working space */
-  DATA_TYPE *w2=w+n2;
-
-  /* rotate */
-
-  /* window + rotate + step 1 */
-  
-  REG_TYPE r0;
-  REG_TYPE r1;
-  DATA_TYPE *x0=in+n2+n4;
-  DATA_TYPE *x1=x0+1;
-  DATA_TYPE *T=init->trig+n2;
-  
-  int i=0;
-  
-  for(i=0;i<n8;i+=2){
-    x0 -=4;
-    T-=2;
-    r0= x0[2] + x1[0];
-    r1= x0[0] + x1[2];       
-    w2[i]=   MULT_NORM(r1*T[1] + r0*T[0]);
-    w2[i+1]= MULT_NORM(r1*T[0] - r0*T[1]);
-    x1 +=4;
-  }
-
-  x1=in+1;
-  
-  for(;i<n2-n8;i+=2){
-    T-=2;
-    x0 -=4;
-    r0= x0[2] - x1[0];
-    r1= x0[0] - x1[2];       
-    w2[i]=   MULT_NORM(r1*T[1] + r0*T[0]);
-    w2[i+1]= MULT_NORM(r1*T[0] - r0*T[1]);
-    x1 +=4;
-  }
-    
-  x0=in+n;
-
-  for(;i<n2;i+=2){
-    T-=2;
-    x0 -=4;
-    r0= -x0[2] - x1[0];
-    r1= -x0[0] - x1[2];       
-    w2[i]=   MULT_NORM(r1*T[1] + r0*T[0]);
-    w2[i+1]= MULT_NORM(r1*T[0] - r0*T[1]);
-    x1 +=4;
-  }
-
-
-  mdct_butterflies(init,w+n2,n2);
-  mdct_bitreverse(init,w);
-
-  /* roatate + window */
-
-  T=init->trig+n2;
-  x0=out+n2;
-
-  for(i=0;i<n4;i++){
-    x0--;
-    out[i] =MULT_NORM((w[0]*T[0]+w[1]*T[1])*init->scale);
-    x0[0]  =MULT_NORM((w[0]*T[1]-w[1]*T[0])*init->scale);
-    w+=2;
-    T+=2;
-  }
-}
 
index b91dc43..09762d4 100644 (file)
@@ -1,83 +1,59 @@
-/********************************************************************
- *                                                                  *
- * THIS FILE IS PART OF THE OggVorbis SOFTWARE CODEC SOURCE CODE.   *
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- *                                                                  *
- ********************************************************************
-
- function: modified discrete cosine transform prototypes
- last mod: $Id: mdct.h 7187 2004-07-20 07:24:27Z xiphmont $
-
- ********************************************************************/
-
-#ifndef _OGG_mdct_H_
-#define _OGG_mdct_H_
-
-/*#include "vorbis/codec.h"*/
-
-
-
-
-
-/*#define MDCT_INTEGERIZED  <- be warned there could be some hurt left here*/
-#ifdef MDCT_INTEGERIZED
-
-#define DATA_TYPE int
-#define REG_TYPE  register int
-#define TRIGBITS 14
-#define cPI3_8 6270
-#define cPI2_8 11585
-#define cPI1_8 15137
-
-#define FLOAT_CONV(x) ((int)((x)*(1<<TRIGBITS)+.5))
-#define MULT_NORM(x) ((x)>>TRIGBITS)
-#define HALVE(x) ((x)>>1)
-
-#else
-
-#define DATA_TYPE float
-#define REG_TYPE  float
-#define cPI3_8 .38268343236508977175F
-#define cPI2_8 .70710678118654752441F
-#define cPI1_8 .92387953251128675613F
-
-#define FLOAT_CONV(x) (x)
-#define MULT_NORM(x) (x)
-#define HALVE(x) ((x)*.5f)
-
-#endif
-
+/* (C) 2008 Jean-Marc Valin, CSIRO
+*/
+/*
+   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
+   modification, are permitted provided that the following conditions
+   are met:
+   
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+   notice, this list of conditions and the following disclaimer.
+   
+   - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
+   notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
+   documentation and/or other materials provided with the distribution.
+   
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+   A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
+   CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
+   EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
+   PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
+   PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
+   LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
+   NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
+   SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
+*/
+
+/* This is a simple MDCT implementation that uses a N/4 complex FFT
+   to do most of the work. It should be relatively straightforward to
+   plug in pretty much and FFT here.
+   
+   This replaces the Vorbis FFT (and uses the exact same API), which 
+   was a bit too messy and that was ending up duplicating code 
+   (might as well use the same FFT everywhere).
+   
+   The algorithm is similar to (and inspired from) Fabrice Bellard's
+   MDCT implementation in FFMPEG, but has differences in signs, ordering
+   and scaling in many places. 
+*/
+
+#include "kiss_fft.h"
 
 typedef struct {
-  int n;
-  int log2n;
-  
-  DATA_TYPE *trig;
-  int       *bitrev;
-
-  DATA_TYPE scale;
+   int n;
+   kiss_fft_cfg kfft;
+   kiss_fft_cfg ikfft;
+   float *trig;
+   float scale;
 } mdct_lookup;
 
-extern void mdct_init(mdct_lookup *lookup,int n);
-extern void mdct_clear(mdct_lookup *l);
-extern void mdct_forward(mdct_lookup *init, DATA_TYPE *in, DATA_TYPE *out);
-extern void mdct_backward(mdct_lookup *init, DATA_TYPE *in, DATA_TYPE *out);
-
-#endif
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+void mdct_init(mdct_lookup *l,int N);
+void mdct_clear(mdct_lookup *l);
+void mdct_forward(mdct_lookup *l, float *in, float *out);
+void mdct_backward(mdct_lookup *l, float *in, float *out);
 
index d552a9b..dcdcfbd 100644 (file)
@@ -106,10 +106,15 @@ int main(int argc, char *argv[])
       //printf ("\n");
       //printf ("%d\n", len);
       /* This is to simulate packet loss */
+#if 1
       if (rand()%100==-1)
          celt_decode(dec, NULL, len, out);
       else
          celt_decode(dec, data, len, out);
+#else
+      for (i=0;i<frame_size*channels;i++)
+         out[i] = in[i];
+#endif
       //printf ("\n");
       for (i=0;i<frame_size*channels;i++)
          rmsd += (in[i]-out[i])*1.0*(in[i]-out[i]);