decoder excitation now in 16-bit precision (was 32), which saves quite a bit
[speexdsp.git] / libspeex / kiss_fftr.c
1 /*
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13 */
14
15 #ifdef HAVE_CONFIG_H
16 #include "config.h"
17 #endif
18
19 #include "kiss_fftr.h"
20 #include "_kiss_fft_guts.h"
21
22 struct kiss_fftr_state{
23     kiss_fft_cfg substate;
24     kiss_fft_cpx * tmpbuf;
25     kiss_fft_cpx * super_twiddles;
26 #ifdef USE_SIMD    
27     long pad;
28 #endif    
29 };
30
31 kiss_fftr_cfg kiss_fftr_alloc(int nfft,int inverse_fft,void * mem,size_t * lenmem)
32 {
33     int i;
34     kiss_fftr_cfg st = NULL;
35     size_t subsize, memneeded;
36
37     if (nfft & 1) {
38         fprintf(stderr,"Real FFT optimization must be even.\n");
39         return NULL;
40     }
41     nfft >>= 1;
42
43     kiss_fft_alloc (nfft, inverse_fft, NULL, &subsize);
44     memneeded = sizeof(struct kiss_fftr_state) + subsize + sizeof(kiss_fft_cpx) * ( nfft * 2);
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->tmpbuf = (kiss_fft_cpx *) (((char *) st->substate) + subsize);
58     st->super_twiddles = st->tmpbuf + nfft;
59     kiss_fft_alloc(nfft, inverse_fft, st->substate, &subsize);
60
61     for (i = 0; i < nfft; ++i) {
62         double phase =
63             -3.14159265358979323846264338327 * ((double) i / nfft + .5);
64         if (inverse_fft)
65             phase *= -1;
66         kf_cexp (st->super_twiddles+i,phase);
67     }
68     return st;
69 }
70
71 void kiss_fftr(kiss_fftr_cfg st,const kiss_fft_scalar *timedata,kiss_fft_cpx *freqdata)
72 {
73     /* input buffer timedata is stored row-wise */
74     int k,ncfft;
75     kiss_fft_cpx fpnk,fpk,f1k,f2k,tw,tdc;
76
77     if ( st->substate->inverse) {
78         fprintf(stderr,"kiss fft usage error: improper alloc\n");
79         exit(1);
80     }
81
82     ncfft = st->substate->nfft;
83
84     /*perform the parallel fft of two real signals packed in real,imag*/
85     kiss_fft( st->substate , (const kiss_fft_cpx*)timedata, st->tmpbuf );
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 = st->tmpbuf[0].r;
97     tdc.i = st->tmpbuf[0].i;
98     C_FIXDIV(tdc,2);
99     CHECK_OVERFLOW_OP(tdc.r ,+, tdc.i);
100     CHECK_OVERFLOW_OP(tdc.r ,-, tdc.i);
101     freqdata[0].r = tdc.r + tdc.i;
102     freqdata[ncfft].r = tdc.r - tdc.i;
103 #ifdef USE_SIMD    
104     freqdata[ncfft].i = freqdata[0].i = _mm_set1_ps(0);
105 #else
106     freqdata[ncfft].i = freqdata[0].i = 0;
107 #endif
108
109     for ( k=1;k <= ncfft/2 ; ++k ) {
110         fpk    = st->tmpbuf[k]; 
111         fpnk.r =   st->tmpbuf[ncfft-k].r;
112         fpnk.i = - st->tmpbuf[ncfft-k].i;
113         C_FIXDIV(fpk,2);
114         C_FIXDIV(fpnk,2);
115
116         C_ADD( f1k, fpk , fpnk );
117         C_SUB( f2k, fpk , fpnk );
118         C_MUL( tw , f2k , st->super_twiddles[k]);
119
120         freqdata[k].r = HALF_OF(f1k.r + tw.r);
121         freqdata[k].i = HALF_OF(f1k.i + tw.i);
122         freqdata[ncfft-k].r = HALF_OF(f1k.r - tw.r);
123         freqdata[ncfft-k].i = HALF_OF(tw.i - f1k.i);
124     }
125 }
126
127 void kiss_fftri(kiss_fftr_cfg st,const kiss_fft_cpx *freqdata,kiss_fft_scalar *timedata)
128 {
129     /* input buffer timedata is stored row-wise */
130     int k, ncfft;
131
132     if (st->substate->inverse == 0) {
133         fprintf (stderr, "kiss fft usage error: improper alloc\n");
134         exit (1);
135     }
136
137     ncfft = st->substate->nfft;
138
139     st->tmpbuf[0].r = freqdata[0].r + freqdata[ncfft].r;
140     st->tmpbuf[0].i = freqdata[0].r - freqdata[ncfft].r;
141     /*C_FIXDIV(st->tmpbuf[0],2);*/
142
143     for (k = 1; k <= ncfft / 2; ++k) {
144         kiss_fft_cpx fk, fnkc, fek, fok, tmp;
145         fk = freqdata[k];
146         fnkc.r = freqdata[ncfft - k].r;
147         fnkc.i = -freqdata[ncfft - k].i;
148         /*C_FIXDIV( fk , 2 );
149         C_FIXDIV( fnkc , 2 );*/
150
151         C_ADD (fek, fk, fnkc);
152         C_SUB (tmp, fk, fnkc);
153         C_MUL (fok, tmp, st->super_twiddles[k]);
154         C_ADD (st->tmpbuf[k],     fek, fok);
155         C_SUB (st->tmpbuf[ncfft - k], fek, fok);
156 #ifdef USE_SIMD        
157         st->tmpbuf[ncfft - k].i *= _mm_set1_ps(-1.0);
158 #else
159         st->tmpbuf[ncfft - k].i *= -1;
160 #endif
161     }
162     kiss_fft (st->substate, st->tmpbuf, (kiss_fft_cpx *) timedata);
163 }