55dde412d4bec453a09a3c8391f5885319a820fa
[ffmpeg.git] / libavutil / integer.c
1 /*
2  * arbitrary precision integers
3  * Copyright (c) 2004 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg 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 GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 /**
23  * @file integer.c
24  * arbitrary precision integers.
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #include "common.h"
29 #include "integer.h"
30
31 AVInteger av_add_i(AVInteger a, AVInteger b){
32     int i, carry=0;
33
34     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
35         carry= (carry>>16) + a.v[i] + b.v[i];
36         a.v[i]= carry;
37     }
38     return a;
39 }
40
41 AVInteger av_sub_i(AVInteger a, AVInteger b){
42     int i, carry=0;
43
44     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
45         carry= (carry>>16) + a.v[i] - b.v[i];
46         a.v[i]= carry;
47     }
48     return a;
49 }
50
51 int av_log2_i(AVInteger a){
52     int i;
53
54     for(i=AV_INTEGER_SIZE-1; i>=0; i--){
55         if(a.v[i])
56             return av_log2_16bit(a.v[i]) + 16*i;
57     }
58     return -1;
59 }
60
61 AVInteger av_mul_i(AVInteger a, AVInteger b){
62     AVInteger out;
63     int i, j;
64     int na= (av_log2_i(a)+16) >> 4;
65     int nb= (av_log2_i(b)+16) >> 4;
66
67     memset(&out, 0, sizeof(out));
68
69     for(i=0; i<na; i++){
70         unsigned int carry=0;
71
72         if(a.v[i])
73             for(j=i; j<AV_INTEGER_SIZE && j-i<=nb; j++){
74                 carry= (carry>>16) + out.v[j] + a.v[i]*b.v[j-i];
75                 out.v[j]= carry;
76             }
77     }
78
79     return out;
80 }
81
82 int av_cmp_i(AVInteger a, AVInteger b){
83     int i;
84     int v= (int16_t)a.v[AV_INTEGER_SIZE-1] - (int16_t)b.v[AV_INTEGER_SIZE-1];
85     if(v) return (v>>16)|1;
86
87     for(i=AV_INTEGER_SIZE-2; i>=0; i--){
88         int v= a.v[i] - b.v[i];
89         if(v) return (v>>16)|1;
90     }
91     return 0;
92 }
93
94 AVInteger av_shr_i(AVInteger a, int s){
95     AVInteger out;
96     int i;
97
98     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
99         int index= i + (s>>4);
100         unsigned int v=0;
101         if(index+1<AV_INTEGER_SIZE && index+1>=0) v = a.v[index+1]<<16;
102         if(index  <AV_INTEGER_SIZE && index  >=0) v+= a.v[index  ];
103         out.v[i]= v >> (s&15);
104     }
105     return out;
106 }
107
108 AVInteger av_mod_i(AVInteger *quot, AVInteger a, AVInteger b){
109     int i= av_log2_i(a) - av_log2_i(b);
110     AVInteger quot_temp;
111     if(!quot) quot = &quot_temp;
112
113     assert((int16_t)a[AV_INTEGER_SIZE-1] >= 0 && (int16_t)b[AV_INTEGER_SIZE-1] >= 0);
114     assert(av_log2(b)>=0);
115
116     if(i > 0)
117         b= av_shr_i(b, -i);
118
119     memset(quot, 0, sizeof(AVInteger));
120
121     while(i-- >= 0){
122         *quot= av_shr_i(*quot, -1);
123         if(av_cmp_i(a, b) >= 0){
124             a= av_sub_i(a, b);
125             quot->v[0] += 1;
126         }
127         b= av_shr_i(b, 1);
128     }
129     return a;
130 }
131
132 AVInteger av_div_i(AVInteger a, AVInteger b){
133     AVInteger quot;
134     av_mod_i(&quot, a, b);
135     return quot;
136 }
137
138 AVInteger av_int2i(int64_t a){
139     AVInteger out;
140     int i;
141
142     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
143         out.v[i]= a;
144         a>>=16;
145     }
146     return out;
147 }
148
149 int64_t av_i2int(AVInteger a){
150     int i;
151     int64_t out=(int8_t)a.v[AV_INTEGER_SIZE-1];
152
153     for(i= AV_INTEGER_SIZE-2; i>=0; i--){
154         out = (out<<16) + a.v[i];
155     }
156     return out;
157 }
158
159 #ifdef TEST
160 #undef NDEBUG
161 #include <assert.h>
162
163 const uint8_t ff_log2_tab[256]={
164         0,0,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,3,3,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,
165         5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,
166         6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
167         6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
168         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
169         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
170         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
171         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7
172 };
173
174 main(void){
175     int64_t a,b;
176
177     for(a=7; a<256*256*256; a+=13215){
178         for(b=3; b<256*256*256; b+=27118){
179             AVInteger ai= av_int2i(a);
180             AVInteger bi= av_int2i(b);
181
182             assert(av_i2int(ai) == a);
183             assert(av_i2int(bi) == b);
184             assert(av_i2int(av_add_i(ai,bi)) == a+b);
185             assert(av_i2int(av_sub_i(ai,bi)) == a-b);
186             assert(av_i2int(av_mul_i(ai,bi)) == a*b);
187             assert(av_i2int(av_shr_i(ai, 9)) == a>>9);
188             assert(av_i2int(av_shr_i(ai,-9)) == a<<9);
189             assert(av_i2int(av_shr_i(ai, 17)) == a>>17);
190             assert(av_i2int(av_shr_i(ai,-17)) == a<<17);
191             assert(av_log2_i(ai) == av_log2(a));
192             assert(av_i2int(av_div_i(ai,bi)) == a/b);
193         }
194     }
195 }
196 #endif