filters_bfin.h
上传用户:wstnjxml
上传日期:2014-04-03
资源大小:7248k
文件大小:13k
源码类别:

Windows CE

开发平台:

C/C++

  1. /* Copyright (C) 2005 Analog Devices
  2.    Author: Jean-Marc Valin 
  3.    File: filters_bfin.h
  4.    Various analysis/synthesis filters (Blackfin version)
  5.    Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  6.    modification, are permitted provided that the following conditions
  7.    are met:
  8.    
  9.    - Redistributions of source code must retain the above copyright
  10.    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11.    
  12.    - Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13.    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14.    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15.    
  16.    - Neither the name of the Xiph.org Foundation nor the names of its
  17.    contributors may be used to endorse or promote products derived from
  18.    this software without specific prior written permission.
  19.    
  20.    THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  21.    ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  22.    LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
  23.    A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR
  24.    CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL,
  25.    EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO,
  26.    PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR
  27.    PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF
  28.    LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING
  29.    NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS
  30.    SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
  31. */
  32. #include <stdio.h>
  33. #define OVERRIDE_NORMALIZE16
  34. int normalize16(const spx_sig_t *x, spx_word16_t *y, spx_sig_t max_scale, int len)
  35. {
  36.    spx_sig_t max_val=1;
  37.    int sig_shift;
  38.    __asm__ 
  39.    (
  40.    "%0 = 0;nt"
  41.    "I0 = %1;nt"
  42.    "L0 = 0;nt"
  43.    "R1 = [I0++];nt"
  44.    "LOOP norm_max%= LC0 = %2;nt"
  45.    "LOOP_BEGIN norm_max%=;nt"
  46.       "R2 = ABS R1 || R1 = [I0++];nt"
  47.       "%0 = MAX(%0, R2);nt"
  48.    "LOOP_END norm_max%=;nt"
  49.    : "=&d" (max_val)
  50.    : "a" (x), "a" (len)
  51.    : "R1", "R2"
  52.    );
  53.    sig_shift=0;
  54.    while (max_val>max_scale)
  55.    {
  56.       sig_shift++;
  57.       max_val >>= 1;
  58.    }
  59.    __asm__ __volatile__ 
  60.    (
  61.    "I0 = %0;nt"
  62.    "L0 = 0;nt"
  63.    "I1 = %1;nt"
  64.    "L1 = 0;nt"
  65.    "R0 = [I0++];nt"
  66.    "LOOP norm_shift%= LC0 = %3 >> 1;nt"
  67.    "LOOP_BEGIN norm_shift%=;nt"
  68.       "R1 = ASHIFT R0 by %2.L || R2 = [I0++];nt"
  69.       "R3 = ASHIFT R2 by %2.L || R0 = [I0++];nt"
  70.       "R3 = PACK(R3.L, R1.L);nt"
  71.       "[I1++] = R3;nt"
  72.    "LOOP_END norm_shift%=;nt"
  73.    : : "a" (x), "a" (y), "d" (-sig_shift), "a" (len)
  74.    : "I0", "L0", "I1", "L1", "R0", "R1", "R2", "R3", "memory"
  75.    );
  76.    return sig_shift;
  77. }
  78. #define OVERRIDE_FILTER_MEM2
  79. 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)
  80. {
  81.    spx_word32_t xy2[N+1];
  82.    spx_word32_t *xy = xy2+1;
  83.    spx_word32_t numden_a[2*ord+2];
  84.    spx_word16_t *numden = (spx_word16_t*) numden_a;
  85.    int i;
  86.    for (i=0;i<ord;i++)
  87.    {
  88.       numden[2*i] = num[i];
  89.       numden[2*i+1] = den[i];
  90.    }
  91.    __asm__ __volatile__
  92.    (
  93.    /* Register setup */
  94.    "R0 = %5;nt"      /*ord */
  95.    
  96.    "P0 = %3;nt"
  97.    "I0 = P0;nt"
  98.    "B0 = P0;nt"
  99.    "L0 = 0;nt"
  100.       
  101.    "P2 = %0;nt"
  102.    "I2 = P2;nt"
  103.    "L2 = 0;nt"
  104.    
  105.    "P4 = %6;nt"
  106.    "P0 = %1;nt"
  107.    "P1 = %2;nt"
  108.    
  109.    /* First sample */
  110.    "R1 = [P4++];nt"
  111.    "R1 <<= 1;nt"
  112.    "R2 = [P0++];nt"
  113.    "R1 = R1 + R2;nt"
  114.    "[P1++] = R1;nt"
  115.    "R1 <<= 2;nt"
  116.    "R2 <<= 2;nt"
  117.    "R2 = PACK(R1.H, R2.H);nt"
  118.    "[P2] = R2;nt"
  119.                
  120.    /* Samples 1 to ord-1 (using memory) */
  121.    "R0 += -1;nt"
  122.    "R3 = 0;nt"
  123.    "LC0 = R0;nt"
  124.    "LOOP filter_start%= LC0;nt"
  125.    "LOOP_BEGIN filter_start%=;nt"
  126.       "R3 += 1;nt"
  127.       "LC1 = R3;nt"
  128.       
  129.       "R1 = [P4++];nt"
  130.       "A1 = R1;nt"
  131.       "A0 = 0;nt"
  132.       "I0 = B0;nt"
  133.       "I2 = P2;nt"
  134.       "P2 += 4;nt"
  135.       "R4 = [I0++] || R5 = [I2--];nt"
  136.       "LOOP filter_start_inner%= LC1;nt"
  137.       "LOOP_BEGIN filter_start_inner%=;nt"
  138.          "A0 += R4.L*R5.L (IS), A1 -= R4.H*R5.H (IS) || R4 = [I0++] || R5 = [I2--];nt"
  139.       "LOOP_END filter_start_inner%=;nt"
  140.       "A0 += A1;nt"
  141.       "R4 = A0;nt"
  142.       "R4 <<= 1;nt"
  143.       "R2 = [P0++];nt"
  144.       "R4 = R4 + R2;nt"
  145.       "[P1++] = R4;nt"
  146.       "R4 <<= 2;nt"
  147.       "R2 <<= 2;nt"
  148.       "R2 = PACK(R4.H, R2.H);nt"
  149.       "[P2] = R2;nt"
  150.    "LOOP_END filter_start%=;nt"
  151.    /* Samples ord to N*/   
  152.    "R0 = %5;nt"
  153.    "R0 <<= 1;nt"
  154.    "I0 = B0;nt"
  155.    "R0 <<= 1;nt"   
  156.    "L0 = R0;nt"
  157.    
  158.    "R0 = %5;nt"
  159.    "R2 = %4;nt"
  160.    "R2 = R2 - R0;nt"
  161.    "R4 = [I0++];nt"
  162.    "LC0 = R2;nt"
  163.    "P3 = R0;nt"
  164.    "R0 <<= 2;nt"
  165.    "R0 += 8;nt"
  166.    "I2 = P2;nt"
  167.    "M0 = R0;nt"
  168.    "A0 = A1 = 0;nt"
  169.    "R5 = [I2--];nt"
  170.    "LOOP filter_mid%= LC0;nt"
  171.    "LOOP_BEGIN filter_mid%=;nt"
  172.       "LOOP filter_mid_inner%= LC1=P3;nt"
  173.       "LOOP_BEGIN filter_mid_inner%=;nt"
  174.          "A0 += R4.L*R5.L (IS), A1 -= R4.H*R5.H (IS) || R4 = [I0++] || R5 = [I2--];nt"
  175.       "LOOP_END filter_mid_inner%=;nt"
  176.       "R0 = (A0 += A1) || I2 += M0;nt"
  177.       "R0 = R0 << 1 || R5 = [P0++];nt"
  178.       "R0 = R0 + R5;nt"
  179.       "R0 = R0 << 2 || [P1++] = R0;nt"
  180.       "R5 = R5 << 2;nt"
  181.       "R5 = PACK(R0.H, R5.H);nt"
  182.       "A0 = A1 = 0 || [I2--] = R5nt"
  183.       "LOOP_END filter_mid%=;nt"
  184.    "I2 += 4;nt"
  185.    "P2 = I2;nt"
  186.    /* Update memory */
  187.    "P4 = %6;nt"
  188.    "R0 = %5;nt"
  189.    "LC0 = R0;nt"
  190.    "P0 = B0;nt"
  191.    "A0 = A1 = 0;nt"
  192.    "LOOP mem_update%= LC0;nt"
  193.    "LOOP_BEGIN mem_update%=;nt"
  194.       "I2 = P2;nt"
  195.       "I0 = P0;nt"
  196.       "P0 += 4;nt"
  197.       "R0 = LC0;nt"
  198.       "LC1 = R0;nt"
  199.       "R5 = [I2--] || R4 = [I0++];nt"
  200.       "LOOP mem_accum%= LC1;nt"
  201.       "LOOP_BEGIN mem_accum%=;nt"
  202.          "A0 += R4.L*R5.L (IS), A1 -= R4.H*R5.H (IS) || R4 = [I0++] || R5 = [I2--];nt"
  203.       "LOOP_END mem_accum%=;nt"
  204.       "R0 = (A0 += A1);nt"
  205.       "A0 = A1 = 0 || [P4++] = R0;nt"
  206.    "LOOP_END mem_update%=;nt"
  207.    "L0 = 0;nt"
  208.    : : "m" (xy), "m" (_x), "m" (_y), "m" (numden), "m" (N), "m" (ord), "m" (mem)
  209.    : "A0", "A1", "R0", "R1", "R2", "R3", "R4", "R5", "P0", "P1", "P2", "P3", "P4", "B0", "I0", "I2", "L0", "L2", "M0", "memory"
  210.    );
  211. }
  212. #define OVERRIDE_IIR_MEM2
  213. 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)
  214. {
  215.    spx_word16_t y[N+2];
  216.    spx_word16_t *yy;
  217.    yy = y+2;
  218.    __asm__ __volatile__
  219.    (
  220.    /* Register setup */
  221.    "R0 = %5;nt"      /*ord */
  222.    
  223.    "P1 = %3;nt"
  224.    "I1 = P1;nt"
  225.    "B1 = P1;nt"
  226.    "L1 = 0;nt"
  227.    
  228.    "P3 = %0;nt"
  229.    "I3 = P3;nt"
  230.    "L3 = 0;nt"
  231.    
  232.    "P4 = %6;nt"
  233.    "P0 = %1;nt"
  234.    "P1 = %2;nt"
  235.    
  236.    /* First sample */
  237.    "R1 = [P4++];nt"
  238.    "R1 <<= 1;nt"
  239.    "R2 = [P0++];nt"
  240.    "R1 = R1 + R2;nt"
  241.    "[P1++] = R1;nt"
  242.    "R1 <<= 2;nt"
  243.    "W[P3] = R1.H;nt"
  244.    "R2 <<= 2;nt"
  245.    /* Samples 1 to ord-1 (using memory) */
  246.    "R0 += -1;nt"
  247.    "R3 = 0;nt"
  248.    "LC0 = R0;nt"
  249.    "LOOP filter_start%= LC0;nt"
  250.    "LOOP_BEGIN filter_start%=;nt"
  251.       "R3 += 1;nt"
  252.       "LC1 = R3;nt"
  253.       
  254.       "R1 = [P4++];nt"
  255.       "A1 = R1;nt"
  256.       "I1 = B1;nt"
  257.       "I3 = P3;nt"
  258.       "P3 += 2;nt"
  259.       "LOOP filter_start_inner%= LC1;nt"
  260.       "LOOP_BEGIN filter_start_inner%=;nt"
  261.          "R4.L = W[I1++];nt"
  262.          "R5.L = W[I3--];nt"
  263.          "A1 -= R4.L*R5.L (IS);nt"
  264.       "LOOP_END filter_start_inner%=;nt"
  265.    
  266.       "R1 = A1;nt"
  267.       "R1 <<= 1;nt"
  268.       "R2 = [P0++];nt"
  269.       "R1 = R1 + R2;nt"
  270.       "[P1++] = R1;nt"
  271.       "R1 <<= 2;nt"
  272.       "W[P3] = R1.H;nt"
  273.       "R2 <<= 2;nt"
  274.    "LOOP_END filter_start%=;nt"
  275.    /* Samples ord to N*/   
  276.    "R0 = %5;nt"
  277.    "R0 <<= 1;nt"
  278.    "I1 = B1;nt"
  279.    "L1 = R0;nt"
  280.    
  281.    "R0 = %5;nt"
  282.    "R2 = %4;nt"
  283.    "R2 = R2 - R0;nt"
  284.    "R4.L = W[I1++];nt"
  285.    "LC0 = R2;nt"
  286.    "LOOP filter_mid%= LC0;nt"
  287.    "LOOP_BEGIN filter_mid%=;nt"
  288.       "LC1 = R0;nt"
  289.       "A1 = 0;nt"
  290.       "I3 = P3;nt"
  291.       "P3 += 2;nt"
  292.       "R5.L = W[I3--];nt"
  293.       "LOOP filter_mid_inner%= LC1;nt"
  294.       "LOOP_BEGIN filter_mid_inner%=;nt"
  295.          "A1 -= R4.L*R5.L (IS) || R4.L = W[I1++] || R5.L = W[I3--];nt"
  296.       "LOOP_END filter_mid_inner%=;nt"
  297.       "R1 = A1;nt"
  298.       "R1 = R1 << 1 || R2 = [P0++];nt"
  299.       "R1 = R1 + R2;nt"
  300.       "R1 = R1 << 2 || [P1++] = R1;nt"
  301.       "W[P3] = R1.H;nt"
  302.    "LOOP_END filter_mid%=;nt"
  303.      
  304.    /* Update memory */
  305.    "P4 = %6;nt"
  306.    "R0 = %5;nt"
  307.    "LC0 = R0;nt"
  308.    "P1 = B1;nt"
  309.    "LOOP mem_update%= LC0;nt"
  310.    "LOOP_BEGIN mem_update%=;nt"
  311.       "A0 = 0;nt"
  312.       "I3 = P3;nt"
  313.       "I1 = P1;nt"
  314.       "P1 += 2;nt"
  315.       "R0 = LC0;nt"
  316.       "LC1=R0;nt"
  317.       "R5.L = W[I3--] || R4.L = W[I1++];nt"
  318.       "LOOP mem_accum%= LC1;nt"
  319.       "LOOP_BEGIN mem_accum%=;nt"
  320.          "A0 -= R4.L*R5.L (IS) || R4.L = W[I1++] || R5.L = W[I3--];nt"
  321.       "LOOP_END mem_accum%=;nt"
  322.       "R0 = A0;nt"
  323.       "[P4++] = R0;nt"
  324.    "LOOP_END mem_update%=;nt"
  325.    "L1 = 0;nt"
  326.    : : "m" (yy), "m" (_x), "m" (_y), "m" (den), "m" (N), "m" (ord), "m" (mem)
  327.    : "A0", "A1", "R0", "R1", "R2", "R3", "R4", "R5", "P0", "P1", "P2", "P3", "P4", "B1", "I1", "I3", "L1", "L3", "memory"
  328.    );
  329. }
  330. #define OVERRIDE_FIR_MEM2
  331. void fir_mem2(const spx_sig_t *x, const spx_coef_t *num, spx_sig_t *y, int N, int ord, spx_mem_t *mem)
  332. {
  333.    int i;
  334.    spx_coef_t den2[12];
  335.    spx_coef_t *den;
  336.    den = (spx_coef_t*)((((int)den2)+4)&0xfffffffc);
  337.    for (i=0;i<10;i++)
  338.       den[i] = 0;
  339.    filter_mem2(x, num, den, y, N, ord, mem);
  340. }
  341. #define OVERRIDE_COMPUTE_IMPULSE_RESPONSE
  342. void compute_impulse_response(const spx_coef_t *ak, const spx_coef_t *awk1, const spx_coef_t *awk2, spx_word16_t *y, int N, int ord, char *stack)
  343. {
  344.    int i;
  345.    VARDECL(spx_word16_t *ytmp);
  346.    ALLOC(ytmp, N, spx_word16_t);
  347.    spx_word16_t *ytmp2 = ytmp;
  348.    y[0] = LPC_SCALING;
  349.    for (i=0;i<ord;i++)
  350.       y[i+1] = awk1[i];
  351.    i++;
  352.    for (;i<N;i++)
  353.       y[i] = 0;
  354.    N-=1;
  355.    __asm__ __volatile__
  356.    (
  357.          "I0 = %0;nt"
  358.          "I1 = %1;nt"
  359.          "L0 = 0;nt"
  360.          "L1 = 0;nt"
  361.          "L2 = 0;nt"
  362.          "L3 = 0;nt"
  363.          "R0 = 1;nt"
  364.          "R0 <<= 13;nt"
  365.          "W[I0] = R0.L;nt"
  366.          "R0 <<= 1;nt"
  367.          "W[I1] = R0.L;nt"
  368.          "R0 = %5;nt"
  369.          "LC0 = R0;nt"
  370.          "R2 = 0;nt"
  371.          "LOOP samples%= LC0;nt"
  372.          "LOOP_BEGIN samples%=;nt"
  373.             "R2 += 1;nt"
  374.             "R2 = MIN(R2, %4);nt"
  375.             "I0 = %0;nt"
  376.             "I1 = %1;nt"
  377.             "I2 = %2;nt"
  378.             "I3 = %3;nt"
  379.             "%0 += 2;nt"
  380.             "%1 += 2;nt"
  381.             "A0 = A1 = 0;nt"
  382.             "R0.L = W[I0--] || R1.L = W[I2++];nt"
  383.             "LC1 = R2;nt"
  384.             "LOOP filter%= LC1;nt"
  385.             "LOOP_BEGIN filter%=;nt"
  386.                "A0 -= R0.L*R1.L (IS) || R0.L = W[I1--] || R1.L = W[I3++];nt"
  387.                "A1 -= R0.L*R1.L (IS) || R0.L = W[I0--] || R1.L = W[I2++];nt"
  388.             "LOOP_END filter%=;nt"
  389.             "R0 = A0, R1 = A1;nt"
  390.             "R3 = W[%1] (X);nt"
  391.             "R3 <<= 13;nt"
  392.             "R0 = R0 + R3;nt"
  393.             "R3 = R0 >>> 13;nt"
  394.             "W[%0] = R3.L;nt"
  395.             "R0 <<= 1;nt"
  396.             "R1 = R1 + R0;nt"
  397.             "R1 >>>= 13;nt"
  398.             "W[%1] = R1.L;nt"
  399.          "LOOP_END samples%=;nt"
  400.    : "=a" (ytmp2), "=a" (y)
  401.    : "a" (awk2), "a" (ak), "d" (ord), "m" (N), "0" (ytmp2), "1" (y)
  402.    : "A0", "A1", "R0", "R1", "R2", "R3", "I0", "I1", "I2", "I3", "L0", "L1", "L2", "L3", "A0", "A1"
  403.    );
  404. }
  405. #if 0 /* Equivalent C function for filter_mem2 and compute_impulse_response */
  406. #define min(a,b) ((a)<(b) ? (a):(b))
  407. void compute_impulse_response(const spx_coef_t *ak, const spx_coef_t *awk1, const spx_coef_t *awk2, spx_word16_t *y, int N, int ord, char *stack)
  408. {
  409.    int i,j;
  410.    VARDECL(spx_word16_t *ytmp);
  411.    ALLOC(ytmp, N, spx_word16_t);
  412.    
  413.    y[0] = LPC_SCALING;
  414.    for (i=0;i<ord;i++)
  415.       y[i+1] = awk1[i];
  416.    i++;
  417.    for (;i<N;i++)
  418.       y[i] = 0;
  419.    for (i=0;i<N;i++)
  420.    {
  421.       spx_word32_t yi = SHL32(EXTEND32(y[i]),LPC_SHIFT);
  422.       spx_word32_t yi2 = 0;
  423.       for (j=0;j<min(i,ord);j++)
  424.       {
  425.          yi = MAC16_16(yi, awk2[j], -ytmp[i-j-1]);
  426.          yi2 = MAC16_16(yi2, ak[j], -y[i-j-1]);
  427.       }
  428.       ytmp[i] = EXTRACT16(SHR32(yi,LPC_SHIFT));
  429.       yi2 = ADD32(yi2,SHL32(yi,1));
  430.       y[i] = EXTRACT16(SHR32(yi2,LPC_SHIFT));
  431.    }
  432. }
  433. 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)
  434. {
  435.    int i,j;
  436.    spx_word16_t xi,yi,nyi;
  437.    spx_word16_t x[N],y[N];
  438.    spx_word16_t *xx, *yy;
  439.    xx = x;
  440.    yy = y;
  441.    for (i=0;i<N;i++)
  442.    {
  443.       x[i] = EXTRACT16(SHR32(_x[i],SIG_SHIFT));
  444.    }
  445.    
  446.    for (i=0;i<ord;i++)
  447.    {
  448.       spx_word32_t yi = mem[i];
  449.       for (j=0;j<i;j++)
  450.       {
  451.          yi = MAC16_16(yi, num[j], x[i-j-1]);
  452.          yi = MAC16_16(yi, den[j], -y[i-j-1]);
  453.       }
  454.       _y[i] = ADD32(_x[i],SHL32(yi,1));
  455.       y[i] = EXTRACT16(SHR32(_y[i],SIG_SHIFT));
  456.    }
  457.    for (i=ord;i<N;i++)
  458.    {
  459.       spx_word32_t yi = 0;
  460.       for (j=0;j<ord;j++)
  461.       {
  462.          yi = MAC16_16(yi, num[j], x[i-j-1]);
  463.          yi = MAC16_16(yi, den[j], -y[i-j-1]);
  464.       }
  465.       _y[i] = ADD32(_x[i],SHL32(yi,1));
  466.       y[i] = EXTRACT16(SHR32(_y[i],SIG_SHIFT));
  467.    }
  468.    for (i=0;i<ord;i++)
  469.    {
  470.       spx_mem_t m = 0;
  471.       for (j=0;j<ord-i;j++)
  472.       {
  473.          m = MAC16_16(m, x[N-1-j], num[j+i]);
  474.          m = MAC16_16(m, -y[N-1-j], den[j+i]);
  475.       }
  476.       mem[i] = m;
  477.    }
  478. }
  479. #endif