libspeex/kiss_fftr.c

   1 /*
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   7
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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 }