Changed the pulse spreading rotations so that the number of iterations is
[opus.git] / libcelt / kiss_fftr.c
1 /*
2 Original version:
3 Copyright (c) 2003-2004, Mark Borgerding
4 Followed by heavy modifications:
5 Copyright (c) 2007-2008, Jean-Marc Valin
6
7
8 All rights reserved.
9
10 Redistribution and use in source and binary forms, with or without modification, are permitted provided that the following conditions are met:
11
12     * Redistributions of source code must retain the above copyright notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13     * 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.
14     * 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.
15
16 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.
17 */
18
19 #ifndef SKIP_CONFIG_H
20 #  ifdef HAVE_CONFIG_H
21 #    include "config.h"
22 #  endif
23 #endif
24
25 #include "os_support.h"
26 #include "kiss_fftr.h"
27 #include "_kiss_fft_guts.h"
28
29
30 kiss_fftr_cfg kiss_fftr_alloc(int nfft,void * mem,size_t * lenmem)
31 {
32     int i;
33     int twiddle_size;
34     kiss_fftr_cfg st = NULL;
35     size_t subsize, memneeded;
36
37     if (nfft & 1) {
38         celt_warning("Real FFT optimization must be even.\n");
39         return NULL;
40     }
41     nfft >>= 1;
42     twiddle_size = nfft/2+1;
43     kiss_fft_alloc (nfft, NULL, &subsize);
44     memneeded = sizeof(struct kiss_fftr_state) + subsize + sizeof(kiss_twiddle_cpx)*twiddle_size;
45
46     if (lenmem == NULL) {
47         st = (kiss_fftr_cfg) KISS_FFT_MALLOC (memneeded);
48     } else {
49         if (*lenmem >= memneeded)
50             st = (kiss_fftr_cfg) mem;
51         *lenmem = memneeded;
52     }
53     if (!st)
54         return NULL;
55
56     st->substate = (kiss_fft_cfg) (st + 1); /*just beyond kiss_fftr_state struct */
57     st->super_twiddles = (kiss_twiddle_cpx*) (((char *) st->substate) + subsize);
58     kiss_fft_alloc(nfft, st->substate, &subsize);
59 #ifndef FIXED_POINT
60     st->substate->scale *= .5;
61 #endif
62
63 #if defined (FIXED_POINT) && !defined(DOUBLE_PRECISION)
64     for (i=0;i<twiddle_size;++i) {
65        celt_word32_t phase = i+(nfft>>1);
66        kf_cexp2(st->super_twiddles+i, DIV32(SHL32(phase,16),nfft));
67     }
68 #else
69     for (i=0;i<twiddle_size;++i) {
70        const double pi=3.14159265358979323846264338327;
71        double phase = pi*(((double)i) /nfft + .5);
72        kf_cexp(st->super_twiddles+i, phase );
73     }
74 #endif
75     return st;
76 }
77
78 void kiss_fftr_twiddles(kiss_fftr_cfg st,kiss_fft_scalar *freqdata)
79 {
80    /* input buffer timedata is stored row-wise */
81    int k,ncfft;
82    kiss_fft_cpx f2k,f1k,tdc,tw;
83
84    ncfft = st->substate->nfft;
85
86     /* The real part of the DC element of the frequency spectrum in st->tmpbuf
87    * contains the sum of the even-numbered elements of the input time sequence
88    * The imag part is the sum of the odd-numbered elements
89    *
90    * The sum of tdc.r and tdc.i is the sum of the input time sequence. 
91    *      yielding DC of input time sequence
92    * The difference of tdc.r - tdc.i is the sum of the input (dot product) [1,-1,1,-1... 
93    *      yielding Nyquist bin of input time sequence
94     */
95  
96    tdc.r = freqdata[0];
97    tdc.i = freqdata[1];
98    C_FIXDIV(tdc,2);
99    CHECK_OVERFLOW_OP(tdc.r ,+, tdc.i);
100    CHECK_OVERFLOW_OP(tdc.r ,-, tdc.i);
101    freqdata[0] = tdc.r + tdc.i;
102    freqdata[1] = tdc.r - tdc.i;
103
104    for ( k=1;k <= ncfft/2 ; ++k )
105    {
106       f2k.r = SHR32(SUB32(EXT32(freqdata[2*k]), EXT32(freqdata[2*(ncfft-k)])),1);
107       f2k.i = PSHR32(ADD32(EXT32(freqdata[2*k+1]), EXT32(freqdata[2*(ncfft-k)+1])),1);
108       
109       f1k.r = SHR32(ADD32(EXT32(freqdata[2*k]), EXT32(freqdata[2*(ncfft-k)])),1);
110       f1k.i = SHR32(SUB32(EXT32(freqdata[2*k+1]), EXT32(freqdata[2*(ncfft-k)+1])),1);
111       
112       C_MULC( tw , f2k , st->super_twiddles[k]);
113       
114       freqdata[2*k] = HALF_OF(f1k.r + tw.r);
115       freqdata[2*k+1] = HALF_OF(f1k.i + tw.i);
116       freqdata[2*(ncfft-k)] = HALF_OF(f1k.r - tw.r);
117       freqdata[2*(ncfft-k)+1] = HALF_OF(tw.i - f1k.i);
118
119    }
120 }
121
122 void kiss_fftr(kiss_fftr_cfg st,const kiss_fft_scalar *timedata,kiss_fft_scalar *freqdata)
123 {
124    /*perform the parallel fft of two real signals packed in real,imag*/
125    kiss_fft( st->substate , (const kiss_fft_cpx*)timedata, (kiss_fft_cpx *)freqdata );
126
127    kiss_fftr_twiddles(st,freqdata);
128 }
129
130 void kiss_fftri(kiss_fftr_cfg st,const kiss_fft_scalar *freqdata,kiss_fft_scalar *timedata)
131 {
132    /* input buffer timedata is stored row-wise */
133    int k, ncfft;
134
135    ncfft = st->substate->nfft;
136
137    timedata[2*st->substate->bitrev[0]] = freqdata[0] + freqdata[1];
138    timedata[2*st->substate->bitrev[0]+1] = freqdata[0] - freqdata[1];
139    for (k = 1; k <= ncfft / 2; ++k) {
140       kiss_fft_cpx fk, fnkc, fek, fok, tmp;
141       int k1, k2;
142       k1 = st->substate->bitrev[k];
143       k2 = st->substate->bitrev[ncfft-k];
144       fk.r = freqdata[2*k];
145       fk.i = freqdata[2*k+1];
146       fnkc.r = freqdata[2*(ncfft-k)];
147       fnkc.i = -freqdata[2*(ncfft-k)+1];
148
149       C_ADD (fek, fk, fnkc);
150       C_SUB (tmp, fk, fnkc);
151       C_MUL (fok, tmp, st->super_twiddles[k]);
152       timedata[2*k1] = fek.r + fok.r;
153       timedata[2*k1+1] = fek.i + fok.i;
154       timedata[2*k2] = fek.r - fok.r;
155       timedata[2*k2+1] = fok.i - fek.i;
156    }
157    ki_work((kiss_fft_cpx*)timedata, NULL, 1,1, st->substate->factors,st->substate, 1, 1, 1);
158 }