encoder pre-emphasis now in 16-bits
[opus.git] / libcelt / _kiss_fft_guts.h
1 /*
2 Copyright (c) 2003-2004, Mark Borgerding
3
4 All rights reserved.
5
6 Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification, are permitted provided that the following conditions are met:
7
8     * Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer.
9     * 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.
10     * Neither the author nor the names of any contributors may be used to endorse or promote products derived from this software without specific prior written permission.
11
12 THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER 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.
13 */
14
15 #ifndef KISS_FFT_GUTS_H
16 #define KISS_FFT_GUTS_H
17
18 #define MIN(a,b) ((a)<(b) ? (a):(b))
19 #define MAX(a,b) ((a)>(b) ? (a):(b))
20
21 /* kiss_fft.h
22    defines kiss_fft_scalar as either short or a float type
23    and defines
24    typedef struct { kiss_fft_scalar r; kiss_fft_scalar i; }kiss_fft_cpx; */
25 #include "kiss_fft.h"
26
27 #define MAXFACTORS 32
28 /* e.g. an fft of length 128 has 4 factors 
29  as far as kissfft is concerned
30  4*4*4*2
31  */
32
33 struct kiss_fft_state{
34     int nfft;
35 #ifndef FIXED_POINT
36     kiss_fft_scalar scale;
37 #endif
38     int factors[2*MAXFACTORS];
39     int *bitrev;
40     kiss_twiddle_cpx twiddles[1];
41 };
42
43 /*
44   Explanation of macros dealing with complex math:
45
46    C_MUL(m,a,b)         : m = a*b
47    C_FIXDIV( c , div )  : if a fixed point impl., c /= div. noop otherwise
48    C_SUB( res, a,b)     : res = a - b
49    C_SUBFROM( res , a)  : res -= a
50    C_ADDTO( res , a)    : res += a
51  * */
52 #ifdef FIXED_POINT
53 #include "arch.h"
54
55 #ifdef DOUBLE_PRECISION
56
57 # define FRACBITS 31
58 # define SAMPPROD celt_int64_t 
59 #define SAMP_MAX 2147483647
60 #ifdef MIXED_PRECISION
61 #define TWID_MAX 32767
62 #define TRIG_UPSCALE 1
63 #else
64 #define TRIG_UPSCALE 65536
65 #define TWID_MAX 2147483647
66 #endif
67 #define EXT32(a) (a)
68
69 #else /* DOUBLE_PRECISION */
70
71 # define FRACBITS 15
72 # define SAMPPROD celt_int32_t 
73 #define SAMP_MAX 32767
74 #define TRIG_UPSCALE 1
75 #define EXT32(a) EXTEND32(a)
76
77 #endif /* !DOUBLE_PRECISION */
78
79 #define SAMP_MIN -SAMP_MAX
80
81 #if defined(CHECK_OVERFLOW)
82 #  define CHECK_OVERFLOW_OP(a,op,b)  \
83         if ( (SAMPPROD)(a) op (SAMPPROD)(b) > SAMP_MAX || (SAMPPROD)(a) op (SAMPPROD)(b) < SAMP_MIN ) { \
84                 fprintf(stderr,"WARNING:overflow @ " __FILE__ "(%d): (%d " #op" %d) = %ld\n",__LINE__,(a),(b),(SAMPPROD)(a) op (SAMPPROD)(b) );  }
85 #endif
86
87 #   define smul(a,b) ( (SAMPPROD)(a)*(b) )
88 #   define sround( x )  (kiss_fft_scalar)( ( (x) + ((SAMPPROD)1<<(FRACBITS-1)) ) >> FRACBITS )
89
90 #ifdef MIXED_PRECISION
91
92 #   define S_MUL(a,b) MULT16_32_Q15(b, a)
93
94 #   define C_MUL(m,a,b) \
95       do{ (m).r = S_MUL((a).r,(b).r) - S_MUL((a).i,(b).i); \
96           (m).i = S_MUL((a).r,(b).i) + S_MUL((a).i,(b).r); }while(0)
97
98 #   define C_MULC(m,a,b) \
99       do{ (m).r = S_MUL((a).r,(b).r) + S_MUL((a).i,(b).i); \
100           (m).i = S_MUL((a).i,(b).r) - S_MUL((a).r,(b).i); }while(0)
101
102 #   define C_MUL4(m,a,b) \
103       do{ (m).r = SHR(S_MUL((a).r,(b).r) - S_MUL((a).i,(b).i),2); \
104           (m).i = SHR(S_MUL((a).r,(b).i) + S_MUL((a).i,(b).r),2); }while(0)
105
106 #   define C_MULBYSCALAR( c, s ) \
107       do{ (c).r =  S_MUL( (c).r , s ) ;\
108           (c).i =  S_MUL( (c).i , s ) ; }while(0)
109
110 #   define DIVSCALAR(x,k) \
111         (x) = S_MUL(  x, (TWID_MAX-((k)>>1))/(k)+1 )
112
113 #   define C_FIXDIV(c,div) \
114         do {    DIVSCALAR( (c).r , div);  \
115                 DIVSCALAR( (c).i  , div); }while (0)
116
117 #else /* MIXED_PRECISION */
118 #   define sround4( x )  (kiss_fft_scalar)( ( (x) + ((SAMPPROD)1<<(FRACBITS-1)) ) >> (FRACBITS+2) )
119
120 #   define S_MUL(a,b) sround( smul(a,b) )
121
122 #   define C_MUL(m,a,b) \
123       do{ (m).r = sround( smul((a).r,(b).r) - smul((a).i,(b).i) ); \
124           (m).i = sround( smul((a).r,(b).i) + smul((a).i,(b).r) ); }while(0)
125 #   define C_MULC(m,a,b) \
126       do{ (m).r = sround( smul((a).r,(b).r) + smul((a).i,(b).i) ); \
127           (m).i = sround( smul((a).i,(b).r) - smul((a).r,(b).i) ); }while(0)
128
129 #   define C_MUL4(m,a,b) \
130                do{ (m).r = sround4( smul((a).r,(b).r) - smul((a).i,(b).i) ); \
131                (m).i = sround4( smul((a).r,(b).i) + smul((a).i,(b).r) ); }while(0)
132
133 #   define C_MULBYSCALAR( c, s ) \
134                do{ (c).r =  sround( smul( (c).r , s ) ) ;\
135                (c).i =  sround( smul( (c).i , s ) ) ; }while(0)
136
137 #   define DIVSCALAR(x,k) \
138         (x) = sround( smul(  x, SAMP_MAX/k ) )
139
140 #   define C_FIXDIV(c,div) \
141         do {    DIVSCALAR( (c).r , div);  \
142                 DIVSCALAR( (c).i  , div); }while (0)
143
144 #endif /* !MIXED_PRECISION */
145
146
147
148 #else  /* not FIXED_POINT*/
149
150 #define EXT32(a) (a)
151
152 #   define S_MUL(a,b) ( (a)*(b) )
153 #define C_MUL(m,a,b) \
154     do{ (m).r = (a).r*(b).r - (a).i*(b).i;\
155         (m).i = (a).r*(b).i + (a).i*(b).r; }while(0)
156 #define C_MULC(m,a,b) \
157     do{ (m).r = (a).r*(b).r + (a).i*(b).i;\
158         (m).i = (a).i*(b).r - (a).r*(b).i; }while(0)
159
160 #define C_MUL4(m,a,b) C_MUL(m,a,b)
161
162 #   define C_FIXDIV(c,div) /* NOOP */
163 #   define C_MULBYSCALAR( c, s ) \
164     do{ (c).r *= (s);\
165         (c).i *= (s); }while(0)
166 #endif
167
168 #ifndef CHECK_OVERFLOW_OP
169 #  define CHECK_OVERFLOW_OP(a,op,b) /* noop */
170 #endif
171
172 #define  C_ADD( res, a,b)\
173     do { \
174             CHECK_OVERFLOW_OP((a).r,+,(b).r)\
175             CHECK_OVERFLOW_OP((a).i,+,(b).i)\
176             (res).r=(a).r+(b).r;  (res).i=(a).i+(b).i; \
177     }while(0)
178 #define  C_SUB( res, a,b)\
179     do { \
180             CHECK_OVERFLOW_OP((a).r,-,(b).r)\
181             CHECK_OVERFLOW_OP((a).i,-,(b).i)\
182             (res).r=(a).r-(b).r;  (res).i=(a).i-(b).i; \
183     }while(0)
184 #define C_ADDTO( res , a)\
185     do { \
186             CHECK_OVERFLOW_OP((res).r,+,(a).r)\
187             CHECK_OVERFLOW_OP((res).i,+,(a).i)\
188             (res).r += (a).r;  (res).i += (a).i;\
189     }while(0)
190
191 #define C_SUBFROM( res , a)\
192     do {\
193             CHECK_OVERFLOW_OP((res).r,-,(a).r)\
194             CHECK_OVERFLOW_OP((res).i,-,(a).i)\
195             (res).r -= (a).r;  (res).i -= (a).i; \
196     }while(0)
197
198
199 #ifdef FIXED_POINT
200 /*#  define KISS_FFT_COS(phase)  TRIG_UPSCALE*floor(MIN(32767,MAX(-32767,.5+32768 * cos (phase))))
201 #  define KISS_FFT_SIN(phase)  TRIG_UPSCALE*floor(MIN(32767,MAX(-32767,.5+32768 * sin (phase))))*/
202 #  define KISS_FFT_COS(phase)  floor(.5+TWID_MAX*cos (phase))
203 #  define KISS_FFT_SIN(phase)  floor(.5+TWID_MAX*sin (phase))
204 #  define HALF_OF(x) ((x)>>1)
205 #elif defined(USE_SIMD)
206 #  define KISS_FFT_COS(phase) _mm_set1_ps( cos(phase) )
207 #  define KISS_FFT_SIN(phase) _mm_set1_ps( sin(phase) )
208 #  define HALF_OF(x) ((x)*_mm_set1_ps(.5))
209 #else
210 #  define KISS_FFT_COS(phase) (kiss_fft_scalar) cos(phase)
211 #  define KISS_FFT_SIN(phase) (kiss_fft_scalar) sin(phase)
212 #  define HALF_OF(x) ((x)*.5)
213 #endif
214
215 #define  kf_cexp(x,phase) \
216         do{ \
217                 (x)->r = KISS_FFT_COS(phase);\
218                 (x)->i = KISS_FFT_SIN(phase);\
219         }while(0)
220    
221 #define  kf_cexp2(x,phase) \
222    do{ \
223       (x)->r = TRIG_UPSCALE*celt_cos_norm((phase));\
224       (x)->i = TRIG_UPSCALE*celt_cos_norm((phase)-32768);\
225 }while(0)
226
227
228 #endif /* KISS_FFT_GUTS_H */