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 */


/*
 * planner.c -- find the optimal plan
 */


/* $Id: rplanner.c,v 1.1.1.1 2002-03-29 14:12:59 pj Exp $ */
#ifdef FFTW_USING_CILK
#include <cilk.h>
#include <cilk-compat.h>
#endif

#include <stdlib.h>
//#include <stdio.h>

#include <ports/fftw-int.h>
#include <ports/rfftw.h>

extern fftw_codelet_desc *rfftw_config[];       /* global from rconfig.c */
extern fftw_rgeneric_codelet fftw_hc2hc_forward_generic;
extern fftw_rgeneric_codelet fftw_hc2hc_backward_generic;

/* undocumented debugging hook */
void (*rfftw_plan_hook)(fftw_plan plan) = (void (*)(fftw_plan)) 0;

/* timing rfftw plans: */
static double rfftw_measure_runtime(fftw_plan plan,
                                    fftw_real *in, int istride,
                                    fftw_real *out, int ostride)
{
     fftw_time begin, end, start;
     double t, tmin;
     int i, iter;
     int n;
     int repeat;

     n = plan->n;

     iter = 1;

     for (;;) {
          tmin = 1.0E10;
          for (i = 0; i < n; ++i)
               in[istride * i] = 0.0;

          start = fftw_get_time();
          /* repeat the measurement FFTW_TIME_REPEAT times */
          for (repeat = 0; repeat < FFTW_TIME_REPEAT; ++repeat) {
               begin = fftw_get_time();
               for (i = 0; i < iter; ++i)
                    rfftw(plan, 1, in, istride, 0, out, ostride, 0);
               end = fftw_get_time();

               t = fftw_time_to_sec(fftw_time_diff(end, begin));
               if (t < tmin)
                    tmin = t;

               /* do not run for too long */
               t = fftw_time_to_sec(fftw_time_diff(end, start));
               if (t > FFTW_TIME_LIMIT)
                    break;
          }

          if (tmin >= FFTW_TIME_MIN)
               break;

          iter *= 2;
     }

     tmin /= (double) iter;
     return tmin;
}

/* auxiliary functions */
static void rcompute_cost(fftw_plan plan,
                          fftw_real *in, int istride,
                          fftw_real *out, int ostride)
{
     if (plan->flags & FFTW_MEASURE)
          plan->cost = rfftw_measure_runtime(plan, in, istride, out, ostride);
     else {
          double c;
          c = plan->n * fftw_estimate_node(plan->root);
          plan->cost = c;
     }
}

static void run_plan_hooks(fftw_plan p)
{
     if (rfftw_plan_hook && p) {
          fftw_complete_twiddle(p->root, p->n);
          rfftw_plan_hook(p);
     }
}

/* macrology */
#define FOR_ALL_RCODELETS(p) \
   fftw_codelet_desc **__q, *p;                         \
   for (__q = &rfftw_config[0]; (p = (*__q)); ++__q)


/******************************************
 *      Recursive planner                 *
 ******************************************/

static fftw_plan rplanner(fftw_plan *table, int n,
                          fftw_direction dir, int flags,
                          fftw_real *, int, fftw_real *, int);

/*
 * the planner consists of two parts: one that tries to
 * use accumulated wisdom, and one that does not.
 * A small driver invokes both parts in sequence
 */


/* planner with wisdom: look up the codelet suggested by the wisdom */
static fftw_plan rplanner_wisdom(fftw_plan *table, int n,
                                 fftw_direction dir, int flags,
                                 fftw_real *in, int istride,
                                 fftw_real *out, int ostride)
{
     fftw_plan best = (fftw_plan) 0;
     fftw_plan_node *node;
     int have_wisdom;
     enum fftw_node_type wisdom_type;
     int wisdom_signature;

     /* see if we remember any wisdom for this case */
     have_wisdom = fftw_wisdom_lookup(n, flags, dir, RFFTW_WISDOM,
                                      istride, ostride,
                                      &wisdom_type, &wisdom_signature, 0);

     if (!have_wisdom)
          return best;

     if (wisdom_type == FFTW_REAL2HC || wisdom_type == FFTW_HC2REAL) {
          FOR_ALL_RCODELETS(p) {
               if (p->dir == dir && p->type == wisdom_type) {
                    /* see if wisdom applies */
                    if (wisdom_signature == p->signature &&
                        p->size == n) {
                         if (wisdom_type == FFTW_REAL2HC)
                              node = fftw_make_node_real2hc(n, p);
                         else
                              node = fftw_make_node_hc2real(n, p);
                         best = fftw_make_plan(n, dir, node, flags,
                                               p->type, p->signature);
                         fftw_use_plan(best);
                         run_plan_hooks(best);
                         return best;
                    }
               }
          }
     }
     if (wisdom_type == FFTW_HC2HC) {
          FOR_ALL_RCODELETS(p) {
               if (p->dir == dir && p->type == wisdom_type) {

                    /* see if wisdom applies */
                    if (wisdom_signature == p->signature &&
                        p->size > 1 &&
                        (n % p->size) == 0) {
                         fftw_plan r = rplanner(table, n / p->size, dir,
                                                flags, in, istride, out,
                                                ostride);
                         if (!r)
                              continue;
                         node = fftw_make_node_hc2hc(n, dir, p,
                                                     r->root, flags);
                         best = fftw_make_plan(n, dir, node, flags,
                                               p->type, p->signature);
                         fftw_use_plan(best);
                         run_plan_hooks(best);
                         fftw_destroy_plan_internal(r);
                         return best;
                    }
               }
          }
     }
     /*
      * BUG (or: TODO)  Can we have generic wisdom? This is probably
      * an academic question
      */


     return best;
}

/*
 * planner with no wisdom: try all combinations and pick
 * the best
 */


static fftw_plan rplanner_normal(fftw_plan *table, int n, fftw_direction dir,
                                 int flags, fftw_real *in, int istride,
                                 fftw_real *out, int ostride)
{
     fftw_plan best = (fftw_plan) 0;
     fftw_plan newplan;
     fftw_plan_node *node;

     /* see if we have any codelet that solves the problem */
     {
          FOR_ALL_RCODELETS(p) {
               if (p->dir == dir &&
                   (p->type == FFTW_REAL2HC || p->type == FFTW_HC2REAL)) {
                    if (p->size == n) {
                         if (p->type == FFTW_REAL2HC)
                              node = fftw_make_node_real2hc(n, p);
                         else
                              node = fftw_make_node_hc2real(n, p);
                         newplan = fftw_make_plan(n, dir, node, flags,
                                                  p->type, p->signature);
                         fftw_use_plan(newplan);
                         run_plan_hooks(newplan);
                         rcompute_cost(newplan, in, istride, out, ostride);
                         best = fftw_pick_better(newplan, best);
                    }
               }
          }
     }

     /* Then, try all available twiddle codelets */
     {
          FOR_ALL_RCODELETS(p) {
               if (p->dir == dir && p->type == FFTW_HC2HC) {
                    if ((n % p->size) == 0 &&
                        p->size > 1 &&
                        (!best || n != p->size)) {
                         fftw_plan r = rplanner(table, n / p->size, dir, flags,
                                              in, istride, out, ostride);
                         if (!r)
                              continue;
                         node = fftw_make_node_hc2hc(n, dir, p,
                                                     r->root, flags);
                         newplan = fftw_make_plan(n, dir, node, flags,
                                                  p->type, p->signature);
                         fftw_use_plan(newplan);
                         run_plan_hooks(newplan);
                         fftw_destroy_plan_internal(r);
                         rcompute_cost(newplan, in, istride, out, ostride);
                         best = fftw_pick_better(newplan, best);
                    }
               }
          }
     }

     /*
      * Resort to generic codelets for unknown factors, but only if
      * n is odd--the rgeneric codelets can't handle even n's.
      */

     if (n % 2 != 0) {
          fftw_rgeneric_codelet *codelet = (dir == FFTW_FORWARD ?
                                            fftw_hc2hc_forward_generic :
                                            fftw_hc2hc_backward_generic);
          int size, prev_size = 0, remaining_factors = n;
          fftw_plan r;

          while (remaining_factors > 1) {
               size = fftw_factor(remaining_factors);
               remaining_factors /= size;

               /* don't try the same factor more than once */
               if (size == prev_size)
                    continue;
               prev_size = size;

               /* Look for codelets corresponding to this factor. */
               {
                    FOR_ALL_RCODELETS(p) {
                         if (p->dir == dir && p->type == FFTW_HC2HC
                             && p->size == size) {
                              size = 0;
                              break;
                         }
                    }
               }

               /*
                * only try a generic/rader codelet if there were no
                * twiddle codelets for this factor
                */

               if (!size)
                    continue;

               r = rplanner(table, n / size, dir, flags,
                            in, istride, out, ostride);

               node = fftw_make_node_rgeneric(n, size, dir, codelet,
                                              r->root, flags);
               newplan = fftw_make_plan(n, dir, node, flags, FFTW_RGENERIC, 0);
               fftw_use_plan(newplan);
               run_plan_hooks(newplan);
               fftw_destroy_plan_internal(r);
               rcompute_cost(newplan, in, istride, out, ostride);
               best = fftw_pick_better(newplan, best);
          }
     }
     return best;
}

static fftw_plan rplanner(fftw_plan *table, int n, fftw_direction dir,
                          int flags, fftw_real *in, int istride,
                          fftw_real *out, int ostride)
{
     fftw_plan best = (fftw_plan) 0;

     /* see if plan has already been computed */
     best = fftw_lookup(table, n, flags);
     if (best) {
          fftw_use_plan(best);
          return best;
     }
     /* try a wise plan */
     best = rplanner_wisdom(table, n, dir, flags,
                            in, istride, out, ostride);

     if (!best) {
          /* No wisdom.  Plan normally. */
          best = rplanner_normal(table, n, dir, flags,
                                 in, istride, out, ostride);
     }
     if (best) {
          fftw_insert(table, best, n);

          /* remember the wisdom */
          fftw_wisdom_add(n, flags, dir, RFFTW_WISDOM,
                          istride, ostride,
                          best->wisdom_type,
                          best->wisdom_signature);
     }
     return best;
}

fftw_plan rfftw_create_plan_specific(int n, fftw_direction dir, int flags,
                                     fftw_real *in, int istride,
                                     fftw_real *out, int ostride)
{
     fftw_plan table;
     fftw_plan p1;

     /* validate parameters */
     if (n <= 0)
          return (fftw_plan) 0;

     if ((dir != FFTW_FORWARD) && (dir != FFTW_BACKWARD))
          return (fftw_plan) 0;

     fftw_make_empty_table(&table);
     p1 = rplanner(&table, n, dir, flags,
                   in, istride, out, ostride);
     fftw_destroy_table(&table);

     if (p1)
          fftw_complete_twiddle(p1->root, n);
     return p1;
}

fftw_plan rfftw_create_plan(int n, fftw_direction dir, int flags)
{
     fftw_real *tmp_in;
     fftw_real *tmp_out;
     fftw_plan p;

     if (flags & FFTW_MEASURE) {
          tmp_in = (fftw_real *) fftw_malloc(n * sizeof(fftw_real));
          tmp_out = (fftw_real *) fftw_malloc(n * sizeof(fftw_real));
          if (!tmp_in || !tmp_out)
               return 0;

          p = rfftw_create_plan_specific(n, dir, flags,
                                         tmp_in, 1, tmp_out, 1);

          fftw_free(tmp_in);
          fftw_free(tmp_out);
     } else
          p = rfftw_create_plan_specific(n, dir, flags,
                                 (fftw_real *) 0, 1, (fftw_real *) 0, 1);

     return p;
}

void rfftw_destroy_plan(fftw_plan plan)
{
     fftw_destroy_plan_internal(plan);
}
/*
void rfftw_fprint_plan(FILE *f, fftw_plan p)
{
     fftw_fprint_plan(f, p);
}

void rfftw_print_plan(fftw_plan p)
{
     rfftw_fprint_plan(stdout, p);
}
*/