some multi-channel conversion (lots more to do)
[speexdsp.git] / libspeex / filters_arm4.h
1 /* Copyright (C) 2004 Jean-Marc Valin */
2 /**
3    @file filters_arm4.h
4    @brief Various analysis/synthesis filters (ARM4 version)
5 */
6 /*
7    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8    modification, are permitted provided that the following conditions
9    are met:
10    
11    - Redistributions of source code must retain the above copyright
12    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13    
14    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
15    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
16    documentation and/or other materials provided with the distribution.
17    
18    - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
19    contributors may be used to endorse or promote products derived from
20    this software without specific prior written permission.
21    
22    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
23    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
24    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
25    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
26    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
27    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
28    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
29    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
30    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
31    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
32    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
33 */
34
35 #define OVERRIDE_NORMALIZE16
36 int normalize16(const spx_sig_t *x, spx_word16_t *y, int max_scale, int len)
37 {
38    int i;
39    spx_sig_t max_val=1;
40    int sig_shift;
41    int dead1, dead2, dead3, dead4, dead5, dead6;
42
43    __asm__ __volatile__ (
44          "\tmov %1, #1 \n"
45          "\tmov %3, #0 \n"
46
47          ".normalize16loop1%=: \n"
48
49          "\tldr %4, [%0], #4 \n"
50          "\tcmps %4, %1 \n"
51          "\tmovgt %1, %4 \n"
52          "\tcmps %4, %3 \n"
53          "\tmovlt %3, %4 \n"
54
55          "\tsubs %2, %2, #1 \n"
56          "\tbne .normalize16loop1%=\n"
57
58          "\trsb %3, %3, #0 \n"
59          "\tcmp %1, %3 \n"
60          "\tmovlt %1, %3 \n"
61    : "=r" (dead1), "=r" (max_val), "=r" (dead3), "=r" (dead4),
62    "=r" (dead5), "=r" (dead6)
63    : "0" (x), "2" (len)
64    : "cc");
65
66    sig_shift=0;
67    while (max_val>max_scale)
68    {
69       sig_shift++;
70       max_val >>= 1;
71    }
72    
73    __asm__ __volatile__ (
74          ".normalize16loop%=: \n"
75
76          "\tldr %4, [%0], #4 \n"
77          "\tldr %5, [%0], #4 \n"
78          "\tmov %4, %4, asr %3 \n"
79          "\tstrh %4, [%1], #2 \n"
80          "\tldr %4, [%0], #4 \n"
81          "\tmov %5, %5, asr %3 \n"
82          "\tstrh %5, [%1], #2 \n"
83          "\tldr %5, [%0], #4 \n"
84          "\tmov %4, %4, asr %3 \n"
85          "\tstrh %4, [%1], #2 \n"
86          "\tsubs %2, %2, #1 \n"
87          "\tmov %5, %5, asr %3 \n"
88          "\tstrh %5, [%1], #2 \n"
89
90          "\tbge .normalize16loop%=\n"
91    : "=r" (dead1), "=r" (dead2), "=r" (dead3), "=r" (dead4),
92    "=r" (dead5), "=r" (dead6)
93    : "0" (x), "1" (y), "2" (len>>2), "3" (sig_shift)
94    : "cc", "memory");
95    return sig_shift;
96 }
97
98 #define OVERRIDE_FILTER_MEM2
99 void filter_mem2(const spx_sig_t *x, const spx_coef_t *num, const spx_coef_t *den, spx_sig_t *y, int N, int ord, spx_mem_t *mem)
100 {
101    int i,j;
102    spx_sig_t xi,yi,nyi;
103
104    for (i=0;i<ord;i++)
105       mem[i] = SHR32(mem[i],1);   
106    for (i=0;i<N;i++)
107    {
108       int deadm, deadn, deadd, deadidx, x1, y1, dead1, dead2, dead3, dead4, dead5, dead6;
109       xi=SATURATE(x[i],805306368);
110       yi = SATURATE(ADD32(xi, SHL(mem[0],2)),805306368);
111       nyi = -yi;
112       y[i] = yi;
113       __asm__ __volatile__ (
114             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
115             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
116 #ifdef SHORTCUTS
117             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
118             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
119             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
120             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
121             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
122             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
123             "\tadd %10, %10, %8\n"
124             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
125             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
126             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
127             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
128
129             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
130             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
131             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
132             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
133             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
134             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
135             "\tadd %10, %10, %8\n"
136             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
137             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
138             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
139             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
140
141             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
142             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
143             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
144             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
145             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
146             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
147             "\tadd %10, %10, %8\n"
148             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
149             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
150             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
151             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
152
153             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
154             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
155             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
156             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
157             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
158             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
159             "\tadd %10, %10, %8\n"
160             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
161             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
162             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
163             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
164
165             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
166             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
167             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
168             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
169             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
170             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
171             "\tadd %10, %10, %8\n"
172             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
173             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
174             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
175             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
176
177             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
178             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
179             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
180             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
181             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
182             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
183             "\tadd %10, %10, %8\n"
184             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
185             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
186             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
187             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
188
189             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
190             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
191             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
192             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
193             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
194             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
195             "\tadd %10, %10, %8\n"
196             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
197             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
198             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
199             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
200
201             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
202             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
203             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
204             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
205             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
206             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
207             "\tadd %10, %10, %8\n"
208             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
209             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
210             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
211             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
212
213             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
214             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
215             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
216             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
217             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
218             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
219             "\tadd %10, %10, %8\n"
220             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
221             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
222             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
223             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
224
225
226 #else
227             ".filterloop%=: \n"
228             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
229             "\tldr %10, [%0, #4]\n"
230             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
231             "\tsmull %7, %11, %5, %6\n"
232             "\tadd %8, %8, %9, lsl #17\n"
233             "\tldrsh %6, [%1], #2\n"
234             "\tadd %10, %10, %8\n"
235             "\tsmull %8, %9, %4, %6\n"
236             "\tadd %10, %10, %7, lsr #15\n"
237             "\tsubs %3, %3, #1\n"
238             "\tadd %10, %10, %11, lsl #17\n"
239             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
240             "\t bne .filterloop%=\n"
241 #endif
242             "\tmov %8, %8, lsr #15\n"
243             "\tadd %10, %8, %9, lsl #17\n"
244             "\tldrsh %6, [%2], #2\n"
245             "\tsmull %8, %9, %5, %6\n"
246             "\tadd %10, %10, %8, lsr #15\n"
247             "\tadd %10, %10, %9, lsl #17\n"
248             "\tstr %10, [%0], #4 \n"
249
250          : "=r" (deadm), "=r" (deadn), "=r" (deadd), "=r" (deadidx),
251       "=r" (xi), "=r" (nyi), "=r" (dead1), "=r" (dead2),
252       "=r" (dead3), "=r" (dead4), "=r" (dead5), "=r" (dead6)
253          : "0" (mem), "1" (num), "2" (den), "3" (ord-1), "4" (xi), "5" (nyi)
254          : "cc", "memory");
255    
256    }
257    for (i=0;i<ord;i++)
258       mem[i] = SHL32(mem[i],1);   
259 }
260
261 #define OVERRIDE_IIR_MEM2
262 void iir_mem2(const spx_sig_t *x, const spx_coef_t *den, spx_sig_t *y, int N, int ord, spx_mem_t *mem)
263 {
264    int i,j;
265    spx_sig_t xi,yi,nyi;
266
267    for (i=0;i<ord;i++)
268       mem[i] = SHR32(mem[i],1);   
269
270    for (i=0;i<N;i++)
271    {
272       int deadm, deadd, deadidx, dead1, dead2, dead3, dead4, dead5, dead6;
273       xi=SATURATE(x[i],805306368);
274       yi = SATURATE(ADD32(xi, SHL(mem[0],2)),805306368);
275       nyi = -yi;
276       y[i] = yi;
277       __asm__ __volatile__ (
278             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
279             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
280
281 #ifdef SHORTCUTS
282                         
283             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
284             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
285             "\tldr %7, [%0, #4]\n"
286             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
287             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
288             "\tadd %7, %7, %8\n"
289             "\tstr %7, [%0], #4 \n"
290
291                  
292             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
293             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
294             "\tldr %9, [%0, #4]\n"
295             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
296             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
297             "\tadd %9, %9, %8\n"
298             "\tstr %9, [%0], #4 \n"
299
300             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
301             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
302             "\tldr %7, [%0, #4]\n"
303             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
304             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
305             "\tadd %7, %7, %8\n"
306             "\tstr %7, [%0], #4 \n"
307
308             
309             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
310             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
311             "\tldr %9, [%0, #4]\n"
312             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
313             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
314             "\tadd %9, %9, %8\n"
315             "\tstr %9, [%0], #4 \n"
316
317             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
318             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
319             "\tldr %7, [%0, #4]\n"
320             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
321             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
322             "\tadd %7, %7, %8\n"
323             "\tstr %7, [%0], #4 \n"
324
325             
326             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
327             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
328             "\tldr %9, [%0, #4]\n"
329             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
330             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
331             "\tadd %9, %9, %8\n"
332             "\tstr %9, [%0], #4 \n"
333
334             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
335             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
336             "\tldr %7, [%0, #4]\n"
337             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
338             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
339             "\tadd %7, %7, %8\n"
340             "\tstr %7, [%0], #4 \n"
341
342             
343             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
344             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
345             "\tldr %9, [%0, #4]\n"
346             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
347             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
348             "\tadd %9, %9, %8\n"
349             "\tstr %9, [%0], #4 \n"
350
351             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
352             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
353             "\tldr %7, [%0, #4]\n"
354             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
355             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
356             "\tadd %7, %7, %8\n"
357             "\tstr %7, [%0], #4 \n"
358
359             
360             
361 #else
362             ".iirloop%=: \n"
363             "\tldr %7, [%0, #4]\n"
364
365             "\tldrsh %4, [%1], #2\n"
366             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
367             "\tadd %8, %5, %6, lsl #17\n"
368             "\tsmull %5, %6, %3, %4\n"
369             "\tadd %7, %7, %8\n"
370             "\tstr %7, [%0], #4 \n"
371             "\tsubs %2, %2, #1\n"
372             "\t bne .iirloop%=\n"
373             
374 #endif
375             "\tmov %5, %5, lsr #15\n"
376             "\tadd %7, %5, %6, lsl #17\n"
377             "\tstr %7, [%0], #4 \n"
378
379          : "=r" (deadm), "=r" (deadd), "=r" (deadidx), "=r" (nyi),
380       "=r" (dead1), "=r" (dead2), "=r" (dead3), "=r" (dead4),
381       "=r" (dead5), "=r" (dead6)
382          : "0" (mem), "1" (den), "2" (ord-1), "3" (nyi)
383          : "cc", "memory");
384    
385    }
386    for (i=0;i<ord;i++)
387       mem[i] = SHL32(mem[i],1);   
388
389 }