decoder excitation now in 16-bit precision (was 32), which saves quite a bit
[speexdsp.git] / libspeex / _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 #define MIN(a,b) ((a)<(b) ? (a):(b))
16 #define MAX(a,b) ((a)>(b) ? (a):(b))
17
18 /* kiss_fft.h
19    defines kiss_fft_scalar as either short or a float type
20    and defines
21    typedef struct { kiss_fft_scalar r; kiss_fft_scalar i; }kiss_fft_cpx; */
22 #include "kiss_fft.h"
23 #include <limits.h>
24
25 #define MAXFACTORS 32
26 /* e.g. an fft of length 128 has 4 factors 
27  as far as kissfft is concerned
28  4*4*4*2
29  */
30
31 struct kiss_fft_state{
32     int nfft;
33     int inverse;
34     int factors[2*MAXFACTORS];
35     kiss_fft_cpx twiddles[1];
36 };
37
38 /*
39   Explanation of macros dealing with complex math:
40
41    C_MUL(m,a,b)         : m = a*b
42    C_FIXDIV( c , div )  : if a fixed point impl., c /= div. noop otherwise
43    C_SUB( res, a,b)     : res = a - b
44    C_SUBFROM( res , a)  : res -= a
45    C_ADDTO( res , a)    : res += a
46  * */
47 #ifdef FIXED_POINT
48 #include "misc.h"
49 # define FRACBITS 15
50 # define SAMPPROD spx_int32_t 
51 #define SAMP_MAX 32767
52
53 #define SAMP_MIN -SAMP_MAX
54
55 #if defined(CHECK_OVERFLOW)
56 #  define CHECK_OVERFLOW_OP(a,op,b)  \
57         if ( (SAMPPROD)(a) op (SAMPPROD)(b) > SAMP_MAX || (SAMPPROD)(a) op (SAMPPROD)(b) < SAMP_MIN ) { \
58                 fprintf(stderr,"WARNING:overflow @ " __FILE__ "(%d): (%d " #op" %d) = %ld\n",__LINE__,(a),(b),(SAMPPROD)(a) op (SAMPPROD)(b) );  }
59 #endif
60
61
62 #   define smul(a,b) ( (SAMPPROD)(a)*(b) )
63 #   define sround( x )  (kiss_fft_scalar)( ( (x) + (1<<(FRACBITS-1)) ) >> FRACBITS )
64
65 #   define S_MUL(a,b) sround( smul(a,b) )
66
67 #   define C_MUL(m,a,b) \
68       do{ (m).r = sround( smul((a).r,(b).r) - smul((a).i,(b).i) ); \
69           (m).i = sround( smul((a).r,(b).i) + smul((a).i,(b).r) ); }while(0)
70
71 #   define DIVSCALAR(x,k) \
72         (x) = sround( smul(  x, SAMP_MAX/k ) )
73
74 #   define C_FIXDIV(c,div) \
75         do {    DIVSCALAR( (c).r , div);  \
76                 DIVSCALAR( (c).i  , div); }while (0)
77
78 #   define C_MULBYSCALAR( c, s ) \
79     do{ (c).r =  sround( smul( (c).r , s ) ) ;\
80         (c).i =  sround( smul( (c).i , s ) ) ; }while(0)
81
82 #else  /* not FIXED_POINT*/
83
84 #   define S_MUL(a,b) ( (a)*(b) )
85 #define C_MUL(m,a,b) \
86     do{ (m).r = (a).r*(b).r - (a).i*(b).i;\
87         (m).i = (a).r*(b).i + (a).i*(b).r; }while(0)
88 #   define C_FIXDIV(c,div) /* NOOP */
89 #   define C_MULBYSCALAR( c, s ) \
90     do{ (c).r *= (s);\
91         (c).i *= (s); }while(0)
92 #endif
93
94 #ifndef CHECK_OVERFLOW_OP
95 #  define CHECK_OVERFLOW_OP(a,op,b) /* noop */
96 #endif
97
98 #define  C_ADD( res, a,b)\
99     do { \
100             CHECK_OVERFLOW_OP((a).r,+,(b).r)\
101             CHECK_OVERFLOW_OP((a).i,+,(b).i)\
102             (res).r=(a).r+(b).r;  (res).i=(a).i+(b).i; \
103     }while(0)
104 #define  C_SUB( res, a,b)\
105     do { \
106             CHECK_OVERFLOW_OP((a).r,-,(b).r)\
107             CHECK_OVERFLOW_OP((a).i,-,(b).i)\
108             (res).r=(a).r-(b).r;  (res).i=(a).i-(b).i; \
109     }while(0)
110 #define C_ADDTO( res , a)\
111     do { \
112             CHECK_OVERFLOW_OP((res).r,+,(a).r)\
113             CHECK_OVERFLOW_OP((res).i,+,(a).i)\
114             (res).r += (a).r;  (res).i += (a).i;\
115     }while(0)
116
117 #define C_SUBFROM( res , a)\
118     do {\
119             CHECK_OVERFLOW_OP((res).r,-,(a).r)\
120             CHECK_OVERFLOW_OP((res).i,-,(a).i)\
121             (res).r -= (a).r;  (res).i -= (a).i; \
122     }while(0)
123
124
125 #ifdef FIXED_POINT
126 #  define KISS_FFT_COS(phase)  floor(MIN(32767,MAX(-32767,.5+32768 * cos (phase))))
127 #  define KISS_FFT_SIN(phase)  floor(MIN(32767,MAX(-32767,.5+32768 * sin (phase))))
128 #  define HALF_OF(x) ((x)>>1)
129 #elif defined(USE_SIMD)
130 #  define KISS_FFT_COS(phase) _mm_set1_ps( cos(phase) )
131 #  define KISS_FFT_SIN(phase) _mm_set1_ps( sin(phase) )
132 #  define HALF_OF(x) ((x)*_mm_set1_ps(.5))
133 #else
134 #  define KISS_FFT_COS(phase) (kiss_fft_scalar) cos(phase)
135 #  define KISS_FFT_SIN(phase) (kiss_fft_scalar) sin(phase)
136 #  define HALF_OF(x) ((x)*.5)
137 #endif
138
139 #define  kf_cexp(x,phase) \
140         do{ \
141                 (x)->r = KISS_FFT_COS(phase);\
142                 (x)->i = KISS_FFT_SIN(phase);\
143         }while(0)
144
145
146 /* a debugging function */
147 #define pcpx(c)\
148     fprintf(stderr,"%g + %gi\n",(double)((c)->r),(double)((c)->i) )