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godot/thirdparty/opus/silk/mips/NSQ_del_dec_mipsr1.h

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C++
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/***********************************************************************
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ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
***********************************************************************/
#ifndef __NSQ_DEL_DEC_MIPSR1_H__
#define __NSQ_DEL_DEC_MIPSR1_H__
#ifdef HAVE_CONFIG_H
#include "config.h"
#endif
#include "main.h"
#include "stack_alloc.h"
#define OVERRIDE_silk_noise_shape_quantizer_del_dec
static inline void silk_noise_shape_quantizer_del_dec(
silk_nsq_state *NSQ, /* I/O NSQ state */
NSQ_del_dec_struct psDelDec[], /* I/O Delayed decision states */
opus_int signalType, /* I Signal type */
const opus_int32 x_Q10[], /* I */
opus_int8 pulses[], /* O */
opus_int16 xq[], /* O */
opus_int32 sLTP_Q15[], /* I/O LTP filter state */
opus_int32 delayedGain_Q10[], /* I/O Gain delay buffer */
const opus_int16 a_Q12[], /* I Short term prediction coefs */
const opus_int16 b_Q14[], /* I Long term prediction coefs */
const opus_int16 AR_shp_Q13[], /* I Noise shaping coefs */
opus_int lag, /* I Pitch lag */
opus_int32 HarmShapeFIRPacked_Q14, /* I */
opus_int Tilt_Q14, /* I Spectral tilt */
opus_int32 LF_shp_Q14, /* I */
opus_int32 Gain_Q16, /* I */
opus_int Lambda_Q10, /* I */
opus_int offset_Q10, /* I */
opus_int length, /* I Input length */
opus_int subfr, /* I Subframe number */
opus_int shapingLPCOrder, /* I Shaping LPC filter order */
opus_int predictLPCOrder, /* I Prediction filter order */
opus_int warping_Q16, /* I */
opus_int nStatesDelayedDecision, /* I Number of states in decision tree */
opus_int *smpl_buf_idx, /* I Index to newest samples in buffers */
opus_int decisionDelay /* I */
)
{
opus_int i, j, k, Winner_ind, RDmin_ind, RDmax_ind, last_smple_idx;
opus_int32 Winner_rand_state;
opus_int32 LTP_pred_Q14, LPC_pred_Q14, n_AR_Q14, n_LTP_Q14;
opus_int32 n_LF_Q14, r_Q10, rr_Q10, rd1_Q10, rd2_Q10, RDmin_Q10, RDmax_Q10;
opus_int32 q1_Q0, q1_Q10, q2_Q10, exc_Q14, LPC_exc_Q14, xq_Q14, Gain_Q10;
opus_int32 tmp1, tmp2, sLF_AR_shp_Q14;
opus_int32 *pred_lag_ptr, *shp_lag_ptr, *psLPC_Q14;
NSQ_sample_struct psSampleState[ MAX_DEL_DEC_STATES ][ 2 ];
NSQ_del_dec_struct *psDD;
NSQ_sample_struct *psSS;
opus_int16 b_Q14_0, b_Q14_1, b_Q14_2, b_Q14_3, b_Q14_4;
opus_int16 a_Q12_0, a_Q12_1, a_Q12_2, a_Q12_3, a_Q12_4, a_Q12_5, a_Q12_6;
opus_int16 a_Q12_7, a_Q12_8, a_Q12_9, a_Q12_10, a_Q12_11, a_Q12_12, a_Q12_13;
opus_int16 a_Q12_14, a_Q12_15;
opus_int32 cur, prev, next;
//Intialize b_Q14 variables
b_Q14_0 = b_Q14[ 0 ];
b_Q14_1 = b_Q14[ 1 ];
b_Q14_2 = b_Q14[ 2 ];
b_Q14_3 = b_Q14[ 3 ];
b_Q14_4 = b_Q14[ 4 ];
//Intialize a_Q12 variables
a_Q12_0 = a_Q12[0];
a_Q12_1 = a_Q12[1];
a_Q12_2 = a_Q12[2];
a_Q12_3 = a_Q12[3];
a_Q12_4 = a_Q12[4];
a_Q12_5 = a_Q12[5];
a_Q12_6 = a_Q12[6];
a_Q12_7 = a_Q12[7];
a_Q12_8 = a_Q12[8];
a_Q12_9 = a_Q12[9];
a_Q12_10 = a_Q12[10];
a_Q12_11 = a_Q12[11];
a_Q12_12 = a_Q12[12];
a_Q12_13 = a_Q12[13];
a_Q12_14 = a_Q12[14];
a_Q12_15 = a_Q12[15];
long long temp64;
silk_assert( nStatesDelayedDecision > 0 );
shp_lag_ptr = &NSQ->sLTP_shp_Q14[ NSQ->sLTP_shp_buf_idx - lag + HARM_SHAPE_FIR_TAPS / 2 ];
pred_lag_ptr = &sLTP_Q15[ NSQ->sLTP_buf_idx - lag + LTP_ORDER / 2 ];
Gain_Q10 = silk_RSHIFT( Gain_Q16, 6 );
for( i = 0; i < length; i++ ) {
/* Perform common calculations used in all states */
/* Long-term prediction */
if( signalType == TYPE_VOICED ) {
/* Unrolled loop */
/* Avoids introducing a bias because silk_SMLAWB() always rounds to -inf */
temp64 = __builtin_mips_mult(pred_lag_ptr[ 0 ], b_Q14_0 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, pred_lag_ptr[ -1 ], b_Q14_1 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, pred_lag_ptr[ -2 ], b_Q14_2 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, pred_lag_ptr[ -3 ], b_Q14_3 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, pred_lag_ptr[ -4 ], b_Q14_4 );
temp64 += 32768;
LTP_pred_Q14 = __builtin_mips_extr_w(temp64, 16);
LTP_pred_Q14 = silk_LSHIFT( LTP_pred_Q14, 1 ); /* Q13 -> Q14 */
pred_lag_ptr++;
} else {
LTP_pred_Q14 = 0;
}
/* Long-term shaping */
if( lag > 0 ) {
/* Symmetric, packed FIR coefficients */
n_LTP_Q14 = silk_SMULWB( silk_ADD32( shp_lag_ptr[ 0 ], shp_lag_ptr[ -2 ] ), HarmShapeFIRPacked_Q14 );
n_LTP_Q14 = silk_SMLAWT( n_LTP_Q14, shp_lag_ptr[ -1 ], HarmShapeFIRPacked_Q14 );
n_LTP_Q14 = silk_SUB_LSHIFT32( LTP_pred_Q14, n_LTP_Q14, 2 ); /* Q12 -> Q14 */
shp_lag_ptr++;
} else {
n_LTP_Q14 = 0;
}
for( k = 0; k < nStatesDelayedDecision; k++ ) {
/* Delayed decision state */
psDD = &psDelDec[ k ];
/* Sample state */
psSS = psSampleState[ k ];
/* Generate dither */
psDD->Seed = silk_RAND( psDD->Seed );
/* Pointer used in short term prediction and shaping */
psLPC_Q14 = &psDD->sLPC_Q14[ NSQ_LPC_BUF_LENGTH - 1 + i ];
/* Short-term prediction */
silk_assert( predictLPCOrder == 10 || predictLPCOrder == 16 );
temp64 = __builtin_mips_mult(psLPC_Q14[ 0 ], a_Q12_0 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -1 ], a_Q12_1 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -2 ], a_Q12_2 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -3 ], a_Q12_3 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -4 ], a_Q12_4 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -5 ], a_Q12_5 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -6 ], a_Q12_6 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -7 ], a_Q12_7 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -8 ], a_Q12_8 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -9 ], a_Q12_9 );
if( predictLPCOrder == 16 ) {
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -10 ], a_Q12_10 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -11 ], a_Q12_11 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -12 ], a_Q12_12 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -13 ], a_Q12_13 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -14 ], a_Q12_14 );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, psLPC_Q14[ -15 ], a_Q12_15 );
}
temp64 += 32768;
LPC_pred_Q14 = __builtin_mips_extr_w(temp64, 16);
LPC_pred_Q14 = silk_LSHIFT( LPC_pred_Q14, 4 ); /* Q10 -> Q14 */
/* Noise shape feedback */
silk_assert( ( shapingLPCOrder & 1 ) == 0 ); /* check that order is even */
/* Output of lowpass section */
tmp2 = silk_SMLAWB( psLPC_Q14[ 0 ], psDD->sAR2_Q14[ 0 ], warping_Q16 );
/* Output of allpass section */
tmp1 = silk_SMLAWB( psDD->sAR2_Q14[ 0 ], psDD->sAR2_Q14[ 1 ] - tmp2, warping_Q16 );
psDD->sAR2_Q14[ 0 ] = tmp2;
temp64 = __builtin_mips_mult(tmp2, AR_shp_Q13[ 0 ] );
prev = psDD->sAR2_Q14[ 1 ];
/* Loop over allpass sections */
for( j = 2; j < shapingLPCOrder; j += 2 ) {
cur = psDD->sAR2_Q14[ j ];
next = psDD->sAR2_Q14[ j+1 ];
/* Output of allpass section */
tmp2 = silk_SMLAWB( prev, cur - tmp1, warping_Q16 );
psDD->sAR2_Q14[ j - 1 ] = tmp1;
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, tmp1, AR_shp_Q13[ j - 1 ] );
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, tmp2, AR_shp_Q13[ j ] );
/* Output of allpass section */
tmp1 = silk_SMLAWB( cur, next - tmp2, warping_Q16 );
psDD->sAR2_Q14[ j + 0 ] = tmp2;
prev = next;
}
psDD->sAR2_Q14[ shapingLPCOrder - 1 ] = tmp1;
temp64 = __builtin_mips_madd( temp64, tmp1, AR_shp_Q13[ shapingLPCOrder - 1 ] );
temp64 += 32768;
n_AR_Q14 = __builtin_mips_extr_w(temp64, 16);
n_AR_Q14 = silk_LSHIFT( n_AR_Q14, 1 ); /* Q11 -> Q12 */
n_AR_Q14 = silk_SMLAWB( n_AR_Q14, psDD->LF_AR_Q14, Tilt_Q14 ); /* Q12 */
n_AR_Q14 = silk_LSHIFT( n_AR_Q14, 2 ); /* Q12 -> Q14 */
n_LF_Q14 = silk_SMULWB( psDD->Shape_Q14[ *smpl_buf_idx ], LF_shp_Q14 ); /* Q12 */
n_LF_Q14 = silk_SMLAWT( n_LF_Q14, psDD->LF_AR_Q14, LF_shp_Q14 ); /* Q12 */
n_LF_Q14 = silk_LSHIFT( n_LF_Q14, 2 ); /* Q12 -> Q14 */
/* Input minus prediction plus noise feedback */
/* r = x[ i ] - LTP_pred - LPC_pred + n_AR + n_Tilt + n_LF + n_LTP */
tmp1 = silk_ADD32( n_AR_Q14, n_LF_Q14 ); /* Q14 */
tmp2 = silk_ADD32( n_LTP_Q14, LPC_pred_Q14 ); /* Q13 */
tmp1 = silk_SUB32( tmp2, tmp1 ); /* Q13 */
tmp1 = silk_RSHIFT_ROUND( tmp1, 4 ); /* Q10 */
r_Q10 = silk_SUB32( x_Q10[ i ], tmp1 ); /* residual error Q10 */
/* Flip sign depending on dither */
if ( psDD->Seed < 0 ) {
r_Q10 = -r_Q10;
}
r_Q10 = silk_LIMIT_32( r_Q10, -(31 << 10), 30 << 10 );
/* Find two quantization level candidates and measure their rate-distortion */
q1_Q10 = silk_SUB32( r_Q10, offset_Q10 );
q1_Q0 = silk_RSHIFT( q1_Q10, 10 );
if( q1_Q0 > 0 ) {
q1_Q10 = silk_SUB32( silk_LSHIFT( q1_Q0, 10 ), QUANT_LEVEL_ADJUST_Q10 );
q1_Q10 = silk_ADD32( q1_Q10, offset_Q10 );
q2_Q10 = silk_ADD32( q1_Q10, 1024 );
rd1_Q10 = silk_SMULBB( q1_Q10, Lambda_Q10 );
rd2_Q10 = silk_SMULBB( q2_Q10, Lambda_Q10 );
} else if( q1_Q0 == 0 ) {
q1_Q10 = offset_Q10;
q2_Q10 = silk_ADD32( q1_Q10, 1024 - QUANT_LEVEL_ADJUST_Q10 );
rd1_Q10 = silk_SMULBB( q1_Q10, Lambda_Q10 );
rd2_Q10 = silk_SMULBB( q2_Q10, Lambda_Q10 );
} else if( q1_Q0 == -1 ) {
q2_Q10 = offset_Q10;
q1_Q10 = silk_SUB32( q2_Q10, 1024 - QUANT_LEVEL_ADJUST_Q10 );
rd1_Q10 = silk_SMULBB( -q1_Q10, Lambda_Q10 );
rd2_Q10 = silk_SMULBB( q2_Q10, Lambda_Q10 );
} else { /* q1_Q0 < -1 */
q1_Q10 = silk_ADD32( silk_LSHIFT( q1_Q0, 10 ), QUANT_LEVEL_ADJUST_Q10 );
q1_Q10 = silk_ADD32( q1_Q10, offset_Q10 );
q2_Q10 = silk_ADD32( q1_Q10, 1024 );
rd1_Q10 = silk_SMULBB( -q1_Q10, Lambda_Q10 );
rd2_Q10 = silk_SMULBB( -q2_Q10, Lambda_Q10 );
}
rr_Q10 = silk_SUB32( r_Q10, q1_Q10 );
rd1_Q10 = silk_RSHIFT( silk_SMLABB( rd1_Q10, rr_Q10, rr_Q10 ), 10 );
rr_Q10 = silk_SUB32( r_Q10, q2_Q10 );
rd2_Q10 = silk_RSHIFT( silk_SMLABB( rd2_Q10, rr_Q10, rr_Q10 ), 10 );
if( rd1_Q10 < rd2_Q10 ) {
psSS[ 0 ].RD_Q10 = silk_ADD32( psDD->RD_Q10, rd1_Q10 );
psSS[ 1 ].RD_Q10 = silk_ADD32( psDD->RD_Q10, rd2_Q10 );
psSS[ 0 ].Q_Q10 = q1_Q10;
psSS[ 1 ].Q_Q10 = q2_Q10;
} else {
psSS[ 0 ].RD_Q10 = silk_ADD32( psDD->RD_Q10, rd2_Q10 );
psSS[ 1 ].RD_Q10 = silk_ADD32( psDD->RD_Q10, rd1_Q10 );
psSS[ 0 ].Q_Q10 = q2_Q10;
psSS[ 1 ].Q_Q10 = q1_Q10;
}
/* Update states for best quantization */
/* Quantized excitation */
exc_Q14 = silk_LSHIFT32( psSS[ 0 ].Q_Q10, 4 );
if ( psDD->Seed < 0 ) {
exc_Q14 = -exc_Q14;
}
/* Add predictions */
LPC_exc_Q14 = silk_ADD32( exc_Q14, LTP_pred_Q14 );
xq_Q14 = silk_ADD32( LPC_exc_Q14, LPC_pred_Q14 );
/* Update states */
sLF_AR_shp_Q14 = silk_SUB32( xq_Q14, n_AR_Q14 );
psSS[ 0 ].sLTP_shp_Q14 = silk_SUB32( sLF_AR_shp_Q14, n_LF_Q14 );
psSS[ 0 ].LF_AR_Q14 = sLF_AR_shp_Q14;
psSS[ 0 ].LPC_exc_Q14 = LPC_exc_Q14;
psSS[ 0 ].xq_Q14 = xq_Q14;
/* Update states for second best quantization */
/* Quantized excitation */
exc_Q14 = silk_LSHIFT32( psSS[ 1 ].Q_Q10, 4 );
if ( psDD->Seed < 0 ) {
exc_Q14 = -exc_Q14;
}
/* Add predictions */
LPC_exc_Q14 = silk_ADD32( exc_Q14, LTP_pred_Q14 );
xq_Q14 = silk_ADD32( LPC_exc_Q14, LPC_pred_Q14 );
/* Update states */
sLF_AR_shp_Q14 = silk_SUB32( xq_Q14, n_AR_Q14 );
psSS[ 1 ].sLTP_shp_Q14 = silk_SUB32( sLF_AR_shp_Q14, n_LF_Q14 );
psSS[ 1 ].LF_AR_Q14 = sLF_AR_shp_Q14;
psSS[ 1 ].LPC_exc_Q14 = LPC_exc_Q14;
psSS[ 1 ].xq_Q14 = xq_Q14;
}
*smpl_buf_idx = ( *smpl_buf_idx - 1 ) & DECISION_DELAY_MASK; /* Index to newest samples */
last_smple_idx = ( *smpl_buf_idx + decisionDelay ) & DECISION_DELAY_MASK; /* Index to decisionDelay old samples */
/* Find winner */
RDmin_Q10 = psSampleState[ 0 ][ 0 ].RD_Q10;
Winner_ind = 0;
for( k = 1; k < nStatesDelayedDecision; k++ ) {
if( psSampleState[ k ][ 0 ].RD_Q10 < RDmin_Q10 ) {
RDmin_Q10 = psSampleState[ k ][ 0 ].RD_Q10;
Winner_ind = k;
}
}
/* Increase RD values of expired states */
Winner_rand_state = psDelDec[ Winner_ind ].RandState[ last_smple_idx ];
for( k = 0; k < nStatesDelayedDecision; k++ ) {
if( psDelDec[ k ].RandState[ last_smple_idx ] != Winner_rand_state ) {
psSampleState[ k ][ 0 ].RD_Q10 = silk_ADD32( psSampleState[ k ][ 0 ].RD_Q10, silk_int32_MAX >> 4 );
psSampleState[ k ][ 1 ].RD_Q10 = silk_ADD32( psSampleState[ k ][ 1 ].RD_Q10, silk_int32_MAX >> 4 );
silk_assert( psSampleState[ k ][ 0 ].RD_Q10 >= 0 );
}
}
/* Find worst in first set and best in second set */
RDmax_Q10 = psSampleState[ 0 ][ 0 ].RD_Q10;
RDmin_Q10 = psSampleState[ 0 ][ 1 ].RD_Q10;
RDmax_ind = 0;
RDmin_ind = 0;
for( k = 1; k < nStatesDelayedDecision; k++ ) {
/* find worst in first set */
if( psSampleState[ k ][ 0 ].RD_Q10 > RDmax_Q10 ) {
RDmax_Q10 = psSampleState[ k ][ 0 ].RD_Q10;
RDmax_ind = k;
}
/* find best in second set */
if( psSampleState[ k ][ 1 ].RD_Q10 < RDmin_Q10 ) {
RDmin_Q10 = psSampleState[ k ][ 1 ].RD_Q10;
RDmin_ind = k;
}
}
/* Replace a state if best from second set outperforms worst in first set */
if( RDmin_Q10 < RDmax_Q10 ) {
silk_memcpy( ( (opus_int32 *)&psDelDec[ RDmax_ind ] ) + i,
( (opus_int32 *)&psDelDec[ RDmin_ind ] ) + i, sizeof( NSQ_del_dec_struct ) - i * sizeof( opus_int32) );
silk_memcpy( &psSampleState[ RDmax_ind ][ 0 ], &psSampleState[ RDmin_ind ][ 1 ], sizeof( NSQ_sample_struct ) );
}
/* Write samples from winner to output and long-term filter states */
psDD = &psDelDec[ Winner_ind ];
if( subfr > 0 || i >= decisionDelay ) {
pulses[ i - decisionDelay ] = (opus_int8)silk_RSHIFT_ROUND( psDD->Q_Q10[ last_smple_idx ], 10 );
xq[ i - decisionDelay ] = (opus_int16)silk_SAT16( silk_RSHIFT_ROUND(
silk_SMULWW( psDD->Xq_Q14[ last_smple_idx ], delayedGain_Q10[ last_smple_idx ] ), 8 ) );
NSQ->sLTP_shp_Q14[ NSQ->sLTP_shp_buf_idx - decisionDelay ] = psDD->Shape_Q14[ last_smple_idx ];
sLTP_Q15[ NSQ->sLTP_buf_idx - decisionDelay ] = psDD->Pred_Q15[ last_smple_idx ];
}
NSQ->sLTP_shp_buf_idx++;
NSQ->sLTP_buf_idx++;
/* Update states */
for( k = 0; k < nStatesDelayedDecision; k++ ) {
psDD = &psDelDec[ k ];
psSS = &psSampleState[ k ][ 0 ];
psDD->LF_AR_Q14 = psSS->LF_AR_Q14;
psDD->sLPC_Q14[ NSQ_LPC_BUF_LENGTH + i ] = psSS->xq_Q14;
psDD->Xq_Q14[ *smpl_buf_idx ] = psSS->xq_Q14;
psDD->Q_Q10[ *smpl_buf_idx ] = psSS->Q_Q10;
psDD->Pred_Q15[ *smpl_buf_idx ] = silk_LSHIFT32( psSS->LPC_exc_Q14, 1 );
psDD->Shape_Q14[ *smpl_buf_idx ] = psSS->sLTP_shp_Q14;
psDD->Seed = silk_ADD32_ovflw( psDD->Seed, silk_RSHIFT_ROUND( psSS->Q_Q10, 10 ) );
psDD->RandState[ *smpl_buf_idx ] = psDD->Seed;
psDD->RD_Q10 = psSS->RD_Q10;
}
delayedGain_Q10[ *smpl_buf_idx ] = Gain_Q10;
}
/* Update LPC states */
for( k = 0; k < nStatesDelayedDecision; k++ ) {
psDD = &psDelDec[ k ];
silk_memcpy( psDD->sLPC_Q14, &psDD->sLPC_Q14[ length ], NSQ_LPC_BUF_LENGTH * sizeof( opus_int32 ) );
}
}
#endif /* __NSQ_DEL_DEC_MIPSR1_H__ */
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