Cisco optimization for x86 & fixed point
[opus.git] / silk / fixed / corrMatrix_FIX.c
1 /***********************************************************************
2 Copyright (c) 2006-2011, Skype Limited. All rights reserved.
3 Redistribution and use in source and binary forms, with or without
4 modification, are permitted provided that the following conditions
5 are met:
6 - Redistributions of source code must retain the above copyright notice,
7 this list of conditions and the following disclaimer.
8 - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
9 notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
10 documentation and/or other materials provided with the distribution.
11 - Neither the name of Internet Society, IETF or IETF Trust, nor the
12 names of specific contributors, may be used to endorse or promote
13 products derived from this software without specific prior written
14 permission.
15 THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS "AS IS"
16 AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17 IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18 ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR CONTRIBUTORS BE
19 LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
20 CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
21 SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
22 INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
23 CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
24 ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
25 POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
26 ***********************************************************************/
27
28 #ifdef HAVE_CONFIG_H
29 #include "config.h"
30 #endif
31
32 /**********************************************************************
33  * Correlation Matrix Computations for LS estimate.
34  **********************************************************************/
35
36 #include "main_FIX.h"
37
38 /* Calculates correlation vector X'*t */
39 void silk_corrVector_FIX(
40     const opus_int16                *x,                                     /* I    x vector [L + order - 1] used to form data matrix X                         */
41     const opus_int16                *t,                                     /* I    Target vector [L]                                                           */
42     const opus_int                  L,                                      /* I    Length of vectors                                                           */
43     const opus_int                  order,                                  /* I    Max lag for correlation                                                     */
44     opus_int32                      *Xt,                                    /* O    Pointer to X'*t correlation vector [order]                                  */
45     const opus_int                  rshifts,                                /* I    Right shifts of correlations                                                */
46     int                             arch                                    /* I    Run-time architecture                                                       */
47 )
48 {
49     opus_int         lag, i;
50     const opus_int16 *ptr1, *ptr2;
51     opus_int32       inner_prod;
52
53     ptr1 = &x[ order - 1 ]; /* Points to first sample of column 0 of X: X[:,0] */
54     ptr2 = t;
55     /* Calculate X'*t */
56     if( rshifts > 0 ) {
57         /* Right shifting used */
58         for( lag = 0; lag < order; lag++ ) {
59             inner_prod = 0;
60             for( i = 0; i < L; i++ ) {
61                 inner_prod += silk_RSHIFT32( silk_SMULBB( ptr1[ i ], ptr2[i] ), rshifts );
62             }
63             Xt[ lag ] = inner_prod; /* X[:,lag]'*t */
64             ptr1--; /* Go to next column of X */
65         }
66     } else {
67         silk_assert( rshifts == 0 );
68         for( lag = 0; lag < order; lag++ ) {
69             Xt[ lag ] = silk_inner_prod_aligned( ptr1, ptr2, L, arch ); /* X[:,lag]'*t */
70             ptr1--; /* Go to next column of X */
71         }
72     }
73 }
74
75 /* Calculates correlation matrix X'*X */
76 void silk_corrMatrix_FIX(
77     const opus_int16                *x,                                     /* I    x vector [L + order - 1] used to form data matrix X                         */
78     const opus_int                  L,                                      /* I    Length of vectors                                                           */
79     const opus_int                  order,                                  /* I    Max lag for correlation                                                     */
80     const opus_int                  head_room,                              /* I    Desired headroom                                                            */
81     opus_int32                      *XX,                                    /* O    Pointer to X'*X correlation matrix [ order x order ]                        */
82     opus_int                        *rshifts,                               /* I/O  Right shifts of correlations                                                */
83     int                             arch                                    /* I    Run-time architecture                                                       */
84 )
85 {
86     opus_int         i, j, lag, rshifts_local, head_room_rshifts;
87     opus_int32       energy;
88     const opus_int16 *ptr1, *ptr2;
89
90     /* Calculate energy to find shift used to fit in 32 bits */
91     silk_sum_sqr_shift( &energy, &rshifts_local, x, L + order - 1 );
92     /* Add shifts to get the desired head room */
93     head_room_rshifts = silk_max( head_room - silk_CLZ32( energy ), 0 );
94
95     energy = silk_RSHIFT32( energy, head_room_rshifts );
96     rshifts_local += head_room_rshifts;
97
98     /* Calculate energy of first column (0) of X: X[:,0]'*X[:,0] */
99     /* Remove contribution of first order - 1 samples */
100     for( i = 0; i < order - 1; i++ ) {
101         energy -= silk_RSHIFT32( silk_SMULBB( x[ i ], x[ i ] ), rshifts_local );
102     }
103     if( rshifts_local < *rshifts ) {
104         /* Adjust energy */
105         energy = silk_RSHIFT32( energy, *rshifts - rshifts_local );
106         rshifts_local = *rshifts;
107     }
108
109     /* Calculate energy of remaining columns of X: X[:,j]'*X[:,j] */
110     /* Fill out the diagonal of the correlation matrix */
111     matrix_ptr( XX, 0, 0, order ) = energy;
112     ptr1 = &x[ order - 1 ]; /* First sample of column 0 of X */
113     for( j = 1; j < order; j++ ) {
114         energy = silk_SUB32( energy, silk_RSHIFT32( silk_SMULBB( ptr1[ L - j ], ptr1[ L - j ] ), rshifts_local ) );
115         energy = silk_ADD32( energy, silk_RSHIFT32( silk_SMULBB( ptr1[ -j ], ptr1[ -j ] ), rshifts_local ) );
116         matrix_ptr( XX, j, j, order ) = energy;
117     }
118
119     ptr2 = &x[ order - 2 ]; /* First sample of column 1 of X */
120     /* Calculate the remaining elements of the correlation matrix */
121     if( rshifts_local > 0 ) {
122         /* Right shifting used */
123         for( lag = 1; lag < order; lag++ ) {
124             /* Inner product of column 0 and column lag: X[:,0]'*X[:,lag] */
125             energy = 0;
126             for( i = 0; i < L; i++ ) {
127                 energy += silk_RSHIFT32( silk_SMULBB( ptr1[ i ], ptr2[i] ), rshifts_local );
128             }
129             /* Calculate remaining off diagonal: X[:,j]'*X[:,j + lag] */
130             matrix_ptr( XX, lag, 0, order ) = energy;
131             matrix_ptr( XX, 0, lag, order ) = energy;
132             for( j = 1; j < ( order - lag ); j++ ) {
133                 energy = silk_SUB32( energy, silk_RSHIFT32( silk_SMULBB( ptr1[ L - j ], ptr2[ L - j ] ), rshifts_local ) );
134                 energy = silk_ADD32( energy, silk_RSHIFT32( silk_SMULBB( ptr1[ -j ], ptr2[ -j ] ), rshifts_local ) );
135                 matrix_ptr( XX, lag + j, j, order ) = energy;
136                 matrix_ptr( XX, j, lag + j, order ) = energy;
137             }
138             ptr2--; /* Update pointer to first sample of next column (lag) in X */
139         }
140     } else {
141         for( lag = 1; lag < order; lag++ ) {
142             /* Inner product of column 0 and column lag: X[:,0]'*X[:,lag] */
143             energy = silk_inner_prod_aligned( ptr1, ptr2, L, arch );
144             matrix_ptr( XX, lag, 0, order ) = energy;
145             matrix_ptr( XX, 0, lag, order ) = energy;
146             /* Calculate remaining off diagonal: X[:,j]'*X[:,j + lag] */
147             for( j = 1; j < ( order - lag ); j++ ) {
148                 energy = silk_SUB32( energy, silk_SMULBB( ptr1[ L - j ], ptr2[ L - j ] ) );
149                 energy = silk_SMLABB( energy, ptr1[ -j ], ptr2[ -j ] );
150                 matrix_ptr( XX, lag + j, j, order ) = energy;
151                 matrix_ptr( XX, j, lag + j, order ) = energy;
152             }
153             ptr2--;/* Update pointer to first sample of next column (lag) in X */
154         }
155     }
156     *rshifts = rshifts_local;
157 }
158