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 */

#ifndef _REF_FUNCTIONS_H_

#define _REF_FUNCTIONS_H_

#include "arm_math.h"

#include "arm_nnfunctions.h"

//#include "arm_nnsupportfunctions.h"

#include "fully_connected_testing_weights.h"

#ifdef __cplusplus

extern    "C"

{

#endif

/*

 *

 * Convolution reference implemenation

 *

 */

    void      arm_convolve_HWC_q7_ref(const q7_t * Im_in,   // input image

                                      const uint16_t dim_im_in, // input image dimention

                                      const uint16_t ch_im_in,  // number of input image channels

                                      const q7_t * wt,  // kernel weights 

                                      const uint16_t ch_im_out, // number of filters, i.e., output image channels

                                      const uint16_t dim_kernel,    // filter kernel size

                                      const uint16_t padding,   // padding sizes

                                      const uint16_t stride,    // stride

                                      const q7_t * bias,    // bias

                                      const uint16_t bias_shift, const uint16_t out_shift, q7_t * Im_out,   // output image

                                      const uint16_t dim_im_out,    // output image dimension

                                      q15_t * bufferA,  //buffer space for input

                                      q7_t * bufferB    //buffer space for output

        );

    void      arm_convolve_HWC_q7_ref_nonsquare(const q7_t * Im_in, // input image

                                                const uint16_t dim_im_in_x, // input image dimention x

                                                const uint16_t dim_im_in_y, // input image dimention y

                                                const uint16_t ch_im_in,    // number of input image channels

                                                const q7_t * wt,    // kernel weights 

                                                const uint16_t ch_im_out,   // number of filters, i.e., output image channels

                                                const uint16_t dim_kernel_x,    // filter kernel size x

                                                const uint16_t dim_kernel_y,    // filter kernel size y

                                                const uint16_t padding_x,   // padding sizes x

                                                const uint16_t padding_y,   // padding sizes y

                                                const uint16_t stride_x,    // stride x

                                                const uint16_t stride_y,    // stride y

                                                const q7_t * bias,  // bias

                                                const uint16_t bias_shift, const uint16_t out_shift, q7_t * Im_out, // output image

                                                const uint16_t dim_im_out_x,    // output image dimension x

                                                const uint16_t dim_im_out_y,    // output image dimension y

                                                q15_t * bufferA,    //buffer space for input

                                                q7_t * bufferB  //buffer space for output

        );

    void      arm_convolve_HWC_q15_ref(const q15_t * Im_in, // input image

                                       const uint16_t dim_im_in,    // input image dimention

                                       const uint16_t ch_im_in, // number of input image channels

                                       const q15_t * wt,    // kernel weights 

                                       const uint16_t ch_im_out,    // number of filters, i.e., output image channels

                                       const uint16_t dim_kernel,   // filter kernel size

                                       const uint16_t padding,  // padding sizes

                                       const uint16_t stride,   // stride

                                       const q15_t * bias,  // bias

                                       const uint16_t bias_shift, const uint16_t out_shift, q15_t * Im_out, // output image

                                       const uint16_t dim_im_out,   // output image dimension

                                       q15_t * bufferA, //buffer space for input

                                       q7_t * bufferB   //buffer space for output

        );

    void      arm_convolve_HWC_q15_nonsquare_ref(const q15_t * Im_in,

                                                      const uint16_t dim_im_in_x,

                                                      const uint16_t dim_im_in_y,

                                                      const uint16_t ch_im_in,

                                                      const q15_t * wt,

                                                      const uint16_t ch_im_out,

                                                      const uint16_t dim_kernel_x,

                                                      const uint16_t dim_kernel_y,

                                                      const uint16_t padding_x,

                                                      const uint16_t padding_y,

                                                      const uint16_t stride_x,

                                                      const uint16_t stride_y,

                                                      const q15_t * bias,

                                                      const uint16_t bias_shift,

                                                      const uint16_t out_shift,

                                                      q15_t * Im_out,

                                                      const uint16_t dim_im_out_x,

                                                      const uint16_t dim_im_out_y,

                                                      q15_t * bufferA,

                                                      q7_t * bufferB);

    void      arm_depthwise_separable_conv_HWC_q7_ref(const q7_t * Im_in,   // input image

                                                      const uint16_t dim_im_in, // input image dimention

                                                      const uint16_t ch_im_in,  // number of input image channels

                                                      const q7_t * wt,  // kernel weights 

                                                      const uint16_t ch_im_out, // number of filters, i.e., output image channels

                                                      const uint16_t dim_kernel,    // filter kernel size

                                                      const uint16_t padding,   // padding sizes

                                                      const uint16_t stride,    // stride

                                                      const q7_t * bias,    // bias

                                                      const uint16_t bias_shift,    // amount of left-shift for bias

                                                      const uint16_t out_shift, // amount of right-shift for output

                                                      q7_t * Im_out,    // output image

                                                      const uint16_t dim_im_out,    // output image dimension

                                                      q15_t * bufferA,  //buffer space for input

                                                      q7_t * bufferB    //buffer space for output

        );

    void      arm_depthwise_separable_conv_HWC_q7_ref_nonsquare(const q7_t * Im_in, // input image

                                                                const uint16_t dim_im_in_x, // input image dimention x

                                                                const uint16_t dim_im_in_y, // input image dimention y

                                                                const uint16_t ch_im_in,    // number of input image channels

                                                                const q7_t * wt,    // kernel weights 

                                                                const uint16_t ch_im_out,   // number of filters, i.e., output image channels

                                                                const uint16_t dim_kernel_x,    // filter kernel size x

                                                                const uint16_t dim_kernel_y,    // filter kernel size y

                                                                const uint16_t padding_x,   // padding sizes x

                                                                const uint16_t padding_y,   // padding sizes y

                                                                const uint16_t stride_x,    // stride x

                                                                const uint16_t stride_y,    // stride y

                                                                const q7_t * bias,  // bias

                                                                const uint16_t bias_shift,  // amount of left-shift for bias

                                                                const uint16_t out_shift,   // amount of right-shift for output

                                                                q7_t * Im_out,  // output image

                                                                const uint16_t dim_im_out_x,    // output image dimension x

                                                                const uint16_t dim_im_out_y,    // output image dimension y

                                                                q15_t * bufferA,    //buffer space for input

                                                                q7_t * bufferB  //buffer space for output

        );

/*

 *

 * Fully-connected reference implemenation

 *

 */

    void      arm_fully_connected_q7_ref(const q7_t * pV,   // pointer to vector

                                         const q7_t * pM,   // pointer to matrix

                                         const uint16_t dim_vec,    // length of the vector

                                         const uint16_t num_of_rows,    // numCol of A

                                         const uint16_t bias_shift, // amount of left-shift for bias

                                         const uint16_t out_shift,  // amount of right-shift for output

                                         const q7_t * bias, q7_t * pOut,    // output operand

                                         q15_t * vec_buffer);

    void      arm_fully_connected_q15_ref(const q15_t * pV, // pointer to vector

                                          const q15_t * pM, // pointer to matrix

                                          const uint16_t dim_vec,   // length of the vector

                                          const uint16_t num_of_rows,   // numCol of A

                                          const uint16_t bias_shift,    // amount of left-shift for bias

                                          const uint16_t out_shift, // amount of right-shift for output

                                          const q15_t * bias, q15_t * pOut, // output operand

                                          q15_t * vec_buffer);

    void      arm_fully_connected_mat_q7_vec_q15_ref(const q15_t * pV,  // pointer to vector

                                                     const q7_t * pM,   // pointer to matrix

                                                     const uint16_t dim_vec,    // length of the vector

                                                     const uint16_t num_of_rows,    // numCol of A

                                                     const uint16_t bias_shift, // amount of left-shift for bias

                                                     const uint16_t out_shift,  // amount of right-shift for output

                                                     const q7_t * bias, q15_t * pOut,   // output operand

                                                     q15_t * vec_buffer);

    void      arm_fully_connected_q7_opt_ref(const q7_t * pV,   // pointer to vector

                                             const q7_t * pM,   // pointer to matrix

                                             const uint16_t dim_vec,    // length of the vector

                                             const uint16_t num_of_rows,    // numCol of A

                                             const uint16_t bias_shift, // amount of left-shift for bias

                                             const uint16_t out_shift,  // amount of right-shift for output

                                             const q7_t * bias, q7_t * pOut,    // output operand

                                             q15_t * vec_buffer);

    void      arm_fully_connected_q15_opt_ref(const q15_t * pV, // pointer to vector

                                              const q15_t * pM, // pointer to matrix

                                              const uint16_t dim_vec,   // length of the vector

                                              const uint16_t num_of_rows,   // numCol of A

                                              const uint16_t bias_shift,    // amount of left-shift for bias

                                              const uint16_t out_shift, // amount of right-shift for output

                                              const q15_t * bias, q15_t * pOut, // output operand

                                              q15_t * vec_buffer);

    void      arm_fully_connected_mat_q7_vec_q15_opt_ref(const q15_t * pV,  // pointer to vector

                                                         const q7_t * pM,   // pointer to matrix

                                                         const uint16_t dim_vec,    // length of the vector

                                                         const uint16_t num_of_rows,    // numCol of A

                                                         const uint16_t bias_shift, // amount of left-shift for bias

                                                         const uint16_t out_shift,  // amount of right-shift for output

                                                         const q7_t * bias, q15_t * pOut,   // output operand

                                                         q15_t * vec_buffer);

/*

 *

 * Pooling reference implemenation

 *

 */

    void      arm_avepool_q7_HWC_ref(const q7_t * Im_in,    // input image

                                     const uint16_t dim_im_in,  // input image dimension

                                     const uint16_t ch_im_in,   // number of input image channels

                                     const uint16_t dim_kernel, // window kernel size

                                     const uint16_t padding,    // padding sizes

                                     const uint16_t stride, // stride

                                     const uint16_t dim_im_out, // output image dimension

                                     q7_t * bufferA,    // a buffer for local storage

                                     q7_t * Im_out);

    void      arm_maxpool_q7_HWC_ref(const q7_t * Im_in,    // input image

                                     const uint16_t dim_im_in,  // input image dimension

                                     const uint16_t ch_im_in,   // number of input image channels

                                     const uint16_t dim_kernel, // window kernel size

                                     const uint16_t padding,    // padding sizes

                                     const uint16_t stride, // stride

                                     const uint16_t dim_im_out, // output image dimension

                                     q7_t * bufferA,    // a buffer for local storage

                                     q7_t * Im_out);

/*

 *

 * Other reference implemenation

 *

 */

    void      arm_relu_q7_ref(q7_t * data, uint16_t size);

    void      arm_relu_q15_ref(q15_t * data, uint16_t size);

    void      arm_nn_mult_q7_ref(q7_t * pSrcA, q7_t * pSrcB, q7_t * pDst, const uint16_t out_shift, uint32_t blockSize);

    void      arm_nn_mult_q15_ref(q15_t * pSrcA, q15_t * pSrcB, q15_t * pDst, const uint16_t out_shift, uint32_t blockSize);

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif