FFT991/cipcossin.C

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 *   Copyright (c) 1999-2002 Eric Gourgoulhon
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/*
 * Transformation de Fourier inverse 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* dimc  : tableau du nombre d'elements dans chacune des trois 
 *            dimensions du tableau cf
 *        On doit avoir  dimc[0] >= deg[0] + 2  = np + 2. 
 *
 *   int* dimf  : tableau du nombre d'elements dans chacune des trois 
 *            dimensions du tableau ff
 *        On doit avoir  dimf[0] >= deg[0]  = np . 
 *
 *
 * Entree / sortie :
 * -----------------
 *   double* cf : entree: tableau des coefficients de la fonction f; 
 *            L'espace memoire correspondant a ce
 *                        pointeur doit etre dimc[0]*dimc[1]*dimc[2] et doit 
 *            avoir ete alloue avant l'appel a la routine.
 *            La convention de stokage est la suivante:
 *      cf[ dimc[2]*dimc[1]*k + dimc[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.
 *   !!!! CE TABLEAU EST DETRUIT EN SORTIE !!!!!
 *
 * Sortie:
 * -------
 *  double* ff : tableau des valeurs de la fonction aux points de
 *                        de collocation
 *
 *              phi_k = T k/np      0 <= k <= np-1
 *
 *            suivant la convention de stokage:
 *  ff[ dimf[2]*dimf[1]*k + dimf[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 a ce
 *                        pointeur doit etre dimf[0]*dimf[1]*dimf[2] et doit 
 *            avoir ete alloue avant l'appel a la routine.
 */

/*
 * $Id: cipcossin.C,v 1.5 2016/12/05 16:18:03 j_novak Exp $
 * $Log: cipcossin.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 12:48:21  j_novak
 * Corrected namespace declaration.
 *
 * Revision 1.3  2014/10/13 08:53:16  j_novak
 * Lorene classes and functions now belong to the namespace Lorene.
 *
 * Revision 1.2  2014/10/06 15:18:45  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 14:36:53  j_novak
 * Reorganization of #include instructions of standard C++, in order to
 * use experimental version 3 of gcc.
 *
 * Revision 1.2  2002/09/09 13:00:40  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 15:19:29  e_gourgoulhon
 * LORENE
 *
 * Revision 2.0  1999/02/22  15:43:58  hyc
 * *** empty log message ***
 *
 *
 * $Header: /cvsroot/Lorene/C++/Source/Non_class_members/Coef/FFT991/cipcossin.C,v 1.5 2016/12/05 16:18:03 j_novak Exp $
 *
 */


// headers du C
#include <cassert>
#include <cstdlib>

// 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 cipcossin(const int* deg, const int* dimc, const int* dimf, 
           double* cf, double* ff)
{

int i, j, k, index ;

// Dimensions des tableaux ff et cf  :
    int n1f = dimf[0] ;
    int n2f = dimf[1] ;
    int n3f = dimf[2] ;
    int n1c = dimc[0] ;
    int n2c = dimc[1] ;
    int n3c = dimc[2] ;

// Nombres de degres de liberte en phi:    
    int np = deg[0] ;

// Tests de dimension:
    if (np+2 > n1c) {
    cout << "cipcossin: np+2 > n1c : np = " << np << " ,  n1c = " 
    << n1c << endl ;
    abort () ;
    exit(-1) ;
    }
    if (np > n1f) {
    cout << "cipcossin: np > n1f : np = " << np << " ,  n1f = " 
    << n1f << endl ;
    abort () ;
    exit(-1) ;
    }
    if (n3f > n3c) {
    cout << "cipcossin: n3f > n3c : n3f = " << n3f << " ,  n3c = " 
    << n3c << endl ;
    abort () ;
    exit(-1) ;
    }
    if (n2f > n2c) {
    cout << "cipcossin: n2f > n2c : n2f = " << n2f << " ,  n2c = " 
    << n2c << 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) ) ) ;

// Denormalisation des cosinus
    int n2n3c = n2c * n3c ;
    for (i=2; i<np; i += 2 )    {
        for (j=0; j<n2c; j++) {
        for (k=0; k<n3c; k++) {
        index = n2n3c * i + n3c * j + k ;
        cf[index] *=  .5 ;  
       }
    }
    }

// Normalisation des sinus (les termes sin(0*phi) et sin(np/2 *phi) ne sont pas
//              traites)
    for (i=3; i<np+1; i += 2 )  { 
        for (j=0; j<n2c; j++) {
        for (k=0; k<n3c; k++) {
        index = n2n3c * i + n3c * j + k ;
        cf[index] *=  -.5 ; 
       }
    }
    }

// Parametres pour la routine FFT991
    int jump = 1 ;
    int inc = n2n3c ;
    int lot = 1 ;
    int isign = 1 ;

// boucle sur r et theta

    for (j=0; j<n2c; j++) {
    for (k=0; k<n3c; k++) {
    
        index = n3c * j + k ;

// FFT inverse
        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

// On recopie le resultat dans ff si besoin est (c'est-a-dire si le
//  pointeur ff est different de cf) :
   
   if ( ff != cf ) {
    int n2n3f = n2f * n3f ;
    for (i=0; i<np; i++) {
            for (j=0; j<n2f; j++) {
            for (k=0; k<n3f; k++) {
            int indexc = n2n3c * i + n3c * j + k ;
            int indexf = n2n3f * i + n3f * j + k ;
            ff[indexf] = cf[indexc]  ;  
        }
        }
    }   
    
   }

    // Menage
    free (t1) ;
    
}
}