FFT991/cfpcossin.C

/*
 *   Copyright (c) 1999-2002 Eric Gourgoulhon
 *
 *   This file is part of LORENE.
 *
 *   LORENE is free software; you can redistribute it and/or modify
 *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 *   the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
 *   (at your option) any later version.
 *
 *   LORENE is distributed in the hope that it will be useful,
 *   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
 *   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
 *   GNU General Public License for more details.
 *
 *   You should have received a copy of the GNU General Public License
 *   along with LORENE; if not, write to the Free Software
 *   Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
 *
 */


 

/*
 * Transformation de Fourier sur le premier indice d'un tableau 3-D
 *  par le biais de la routine FFT Fortran FFT991
 *
 * Entree:
 * -------
 *   int* deg   : tableau du nombre effectif de degres de liberte dans chacune 
 *        des 3 dimensions: le nombre de points de collocation
 *        en phi est  np = deg[0] et doit etre de la forme
 *          np = 2^p 3^q 5^r 
 *   int* dim   : tableau du nombre d'elements de ff dans chacune des trois
 *            dimensions.
 *        On doit avoir  dim[0] >= deg[0] + 2  = np + 2. 
 *
 * Entree/Sortie : 
 * ---------------
 *   double* cf : entree: tableau des valeurs de la fonction f aux np points de
 *                        de collocation 
 *              phi_k = T k/np      0 <= k <= np-1
 *            T etant la periode de f. La convention de stokage
 *            utilisee est la suivante
 *  cf[ dim[2]*dim[1]*k + dim[2]*j + i ] = f(phi_k)    0 <= k <= np-1,
 *           les indices j et i correspondant respectivement
 *            a theta et a r. 
 *            L'espace memoire correspondant au
 *                        pointeur cf doit etre dim[0]*dim[1]*dim[2] et doit 
 *            etre alloue avant l'appel a la routine.   
 * 
 *        sortie: tableau des coefficients de la fonction suivant    
 *            la convention de stokage
 *      cf[ dim[2]*dim[1]*k + dim[2]*j + i ] = c_k      0<= k <= np,
 *            ou les indices j et i correspondent respectivement
 *            a theta et a r et ou les c_k sont les coefficients 
 *            du developpement de f en series de Fourier:
 *
 *          f(phi) = som_{l=0}^{np/2} c_{2l} cos( 2 pi/T l phi )
 *               + c_{2l+1} sin( 2 pi/T l phi ),
 *
 *                ou T est la periode de f.
 *            En particulier cf[1] = 0.
 *            De plus, cf[np+1] n'est pas egal a c_{np+1}
 *            mais a zero.
 *
 */

/*
 * $Id: cfpcossin.C,v 1.5 2016/12/05 16:18:03 j_novak Exp $
 * $Log: cfpcossin.C,v $
 * Revision 1.5  2016/12/05 16:18:03  j_novak
 * Suppression of some global variables (file names, loch, ...) to prevent redefinitions
 *
 * Revision 1.4  2014/10/15 12:48:19  j_novak
 * Corrected namespace declaration.
 *
 * Revision 1.3  2014/10/13 08:53:15  j_novak
 * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
 *
 * Revision 1.2  2014/10/06 15:18:44  j_novak
 * Modified #include directives to use c++ syntax.
 *
 * Revision 1.1  2004/12/21 17:06:01  j_novak
 * Added all files for using fftw3.
 *
 * Revision 1.4  2003/01/31 10:31:23  e_gourgoulhon
 * Suppressed the directive #include <malloc.h> for malloc is defined
 * in <stdlib.h>
 *
 * Revision 1.3  2002/10/16 14:36:43  j_novak
 * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
 * use experimental version 3 of gcc.
 *
 * Revision 1.2  2002/09/09 13:00:39  e_gourgoulhon
 * Modification of declaration of Fortran 77 prototypes for
 * a better portability (in particular on IBM AIX systems):
 * All Fortran subroutine names are now written F77_* and are
 * defined in the new file C++/Include/proto_f77.h.
 *
 * Revision 1.1.1.1  2001/11/20 15:19:28  e_gourgoulhon
 * LORENE
 *
 * Revision 2.0  1999/02/22  15:48:58  hyc
 * *** empty log message ***
 *
 *
 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFT991/cfpcossin.C,v 1.5 2016/12/05 16:18:03 j_novak Exp $
 *
 */
// headers du C
#include <cstdlib>
#include <cassert>

// Prototypes of F77 subroutines
#include "headcpp.h"
#include "proto_f77.h"

// Prototypage des sous-routines utilisees:
namespace Lorene {
int*    facto_ini(int ) ;
double* trigo_ini(int ) ;
//*****************************************************************************

void cfpcossin(const int* deg, const int* dim, double* cf)

{

int i, j, k, index ;

// Dimensions du tableau cf :
    int n1 = dim[0] ;
    int n2 = dim[1] ;
    int n3 = dim[2] ;

// Nombres de degres de liberte en phi :    
    int np = deg[0] ;
    
// Tests de dimension:
    if (np+2 > n1) {
    cout << "cfpcossin: np+2 > n1 : np+2 = " << np+2 << " ,  n1 = " 
    << n1 << endl ;
    abort () ;
    exit(-1) ;
    }

// Recherche des tables

    int* facto = facto_ini(np) ;
    double* trigo = trigo_ini(np) ;
    
// Tableau de travail
    double* t1 = (double*)( malloc( (np+2)*sizeof(double) ) ) ;

// Parametres pour la routine FFT991
    int jump = 1 ;
    int inc = n2 * n3 ;
    int lot = 1 ;
    int isign = - 1 ;

// boucle sur theta et r  
    for (j=0; j<n2; j++) {
    for (k=0; k<n3; k++) {
        index = n3 * j + k ;
// FFT
        double* debut = cf + index ;

            F77_fft991( debut, t1, trigo, facto, &inc, &jump, &np,
             &lot, &isign) ;
    }   // fin de la boucle sur r 
   }    // fin de la boucle sur theta

// Normalisation des cosinus
    int n2n3 = n2 * n3 ;
    for (i=2; i<np; i += 2 )    {
        for (j=0; j<n2; j++) {
        for (k=0; k<n3; k++) {
        index = n2n3 * i + n3 * j + k ;
        cf[index] *=  2. ;  
       }
    }
    }

// Normalisation des sinus
    for (i=1; i<np+1; i += 2 )  {
        for (j=0; j<n2; j++) {
        for (k=0; k<n3; k++) {
        index = n2n3 * i + n3 * j + k ;
        cf[index] *=  -2. ; 
       }
    }
    }

    // Menage
    free(t1) ;

}
}