git.gag.com Git - debian/gnuradio/blob - gnuradio-core/src/lib/filter/gri_fft_filter_ccc_sse.cc

   1 /* -*- c++ -*- */
   2 /*
   3  * Copyright 2010 Free Software Foundation, Inc.
   4  *
   5  * This file is part of GNU Radio
   6  *
   7  * GNU Radio is free software; you can redistribute it and/or modify
   8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   9  * the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
  10  * any later version.
  11  *
  12  * GNU Radio is distributed in the hope that it will be useful,
  13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  15  * GNU General Public License for more details.
  16  *
  17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  18  * along with GNU Radio; see the file COPYING.  If not, write to
  19  * the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street,
  20  * Boston, MA 02110-1301, USA.
  21  */
  22
  23 #ifdef HAVE_CONFIG_H
  24 #include "config.h"
  25 #endif
  26
  27 #include <gri_fft_filter_ccc_sse.h>
  28 #include <gri_fft.h>
  29 #include <assert.h>
  30 #include <stdexcept>
  31 #include <cstdio>
  32 #include <xmmintrin.h>
  33 #include <fftw3.h>
  34
  35 gri_fft_filter_ccc_sse::gri_fft_filter_ccc_sse (int decimation,
  36                                                 const std::vector<gr_complex> &taps)
  37   : d_fftsize(-1), d_decimation(decimation), d_fwdfft(0), d_invfft(0)
  38 {
  39   d_xformed_taps = (gr_complex*)fftwf_malloc(1*sizeof(gr_complex));
  40   set_taps(taps);
  41 }
  42
  43 gri_fft_filter_ccc_sse::~gri_fft_filter_ccc_sse ()
  44 {
  45   fftwf_free(d_xformed_taps);
  46   delete d_fwdfft;
  47   delete d_invfft;
  48 }
  49
  50 #if 0
  51 static void
  52 print_vector_complex(const std::string label, const std::vector<gr_complex> &x)
  53 {
  54   std::cout << label;
  55   for (unsigned i = 0; i < x.size(); i++)
  56     std::cout << x[i] << " ";
  57   std::cout << "\n";
  58 }
  59 #endif
  60
  61
  62 /*
  63  * determines d_ntaps, d_nsamples, d_fftsize, d_xformed_taps
  64  */
  65 int
  66 gri_fft_filter_ccc_sse::set_taps (const std::vector<gr_complex> &taps)
  67 {
  68   int i = 0;
  69   compute_sizes(taps.size());
  70
  71   d_tail.resize(tailsize());
  72   for (i = 0; i < tailsize(); i++)
  73     d_tail[i] = 0;
  74
  75   gr_complex *in = d_fwdfft->get_inbuf();
  76   gr_complex *out = d_fwdfft->get_outbuf();
  77
  78   float scale = 1.0 / d_fftsize;
  79
  80   // Compute forward xform of taps.
  81   // Copy taps into first ntaps slots, then pad with zeros
  82   for (i = 0; i < d_ntaps; i++)
  83     in[i] = taps[i] * scale;
  84
  85   for (; i < d_fftsize; i++)
  86     in[i] = 0;
  87
  88   d_fwdfft->execute();          // do the xform
  89
  90   // now copy output to d_xformed_taps
  91   for (i = 0; i < d_fftsize; i++)
  92     d_xformed_taps[i] = out[i];
  93
  94   return d_nsamples;
  95 }
  96
  97 // determine and set d_ntaps, d_nsamples, d_fftsize
  98
  99 void
 100 gri_fft_filter_ccc_sse::compute_sizes(int ntaps)
 101 {
 102   int old_fftsize = d_fftsize;
 103   d_ntaps = ntaps;
 104   d_fftsize = (int) (2 * pow(2.0, ceil(log(ntaps) / log(2))));
 105   d_nsamples = d_fftsize - d_ntaps + 1;
 106
 107   if (0)
 108     fprintf(stderr, "gri_fft_filter_ccc_sse: ntaps = %d, fftsize = %d, nsamples = %d\n",
 109             d_ntaps, d_fftsize, d_nsamples);
 110
 111   assert(d_fftsize == d_ntaps + d_nsamples -1 );
 112
 113   if (d_fftsize != old_fftsize){        // compute new plans
 114     delete d_fwdfft;
 115     delete d_invfft;
 116     d_fwdfft = new gri_fft_complex(d_fftsize, true);
 117     d_invfft = new gri_fft_complex(d_fftsize, false);
 118
 119     fftwf_free(d_xformed_taps);
 120     d_xformed_taps = (gr_complex*)fftwf_malloc((d_fftsize)*sizeof(gr_complex));
 121   }
 122 }
 123
 124 int
 125 gri_fft_filter_ccc_sse::filter (int nitems, const gr_complex *input, gr_complex *output)
 126 {
 127   int dec_ctr = 0;
 128   int j = 0;
 129   int ninput_items = nitems * d_decimation;
 130
 131   for (int i = 0; i < ninput_items; i += d_nsamples){
 132
 133     memcpy(d_fwdfft->get_inbuf(), &input[i], d_nsamples * sizeof(gr_complex));
 134
 135     for (j = d_nsamples; j < d_fftsize; j++)
 136       d_fwdfft->get_inbuf()[j] = 0;
 137
 138     d_fwdfft->execute();        // compute fwd xform
 139
 140     float *a = (float*)(d_fwdfft->get_outbuf());
 141     float *b = (float*)(&d_xformed_taps[0]);
 142     float *c = (float*)(d_invfft->get_inbuf());
 143
 144     __m128 x0, x1, x2, t0, t1, m;
 145     m = _mm_set_ps(-1, 1, -1, 1);
 146     for (j = 0; j < 2*d_fftsize; j+=4) {        // filter in the freq domain
 147       x0 = _mm_load_ps(&a[j]);
 148       t0 = _mm_load_ps(&b[j]);
 149
 150       t1 = _mm_shuffle_ps(t0, t0, _MM_SHUFFLE(3, 3, 1, 1));
 151       t0 = _mm_shuffle_ps(t0, t0, _MM_SHUFFLE(2, 2, 0, 0));
 152       t1 = _mm_mul_ps(t1, m);
 153
 154       x1 = _mm_mul_ps(x0, t0);
 155       x2 = _mm_mul_ps(x0, t1);
 156
 157       x2 = _mm_shuffle_ps(x2, x2, _MM_SHUFFLE(2, 3, 0, 1));
 158       x2 = _mm_add_ps(x1, x2);
 159
 160       _mm_store_ps(&c[j], x2);
 161     }
 162
 163     d_invfft->execute();        // compute inv xform
 164
 165     // add in the overlapping tail
 166
 167     for (j = 0; j < tailsize(); j++)
 168       d_invfft->get_outbuf()[j] += d_tail[j];
 169
 170     // copy nsamples to output
 171     j = dec_ctr;
 172     while (j < d_nsamples) {
 173       *output++ = d_invfft->get_outbuf()[j];
 174       j += d_decimation;
 175     }
 176     dec_ctr = (j - d_nsamples);
 177
 178     // stash the tail
 179     memcpy(&d_tail[0], d_invfft->get_outbuf() + d_nsamples,
 180            tailsize() * sizeof(gr_complex));
 181   }
 182
 183   assert(dec_ctr == 0);
 184
 185   return nitems;
 186 }