avutil/softfloat: Add test for av_cmp_sf()
[ffmpeg.git] / libavutil / mathematics.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2005-2012 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
3  *
4  * This file is part of FFmpeg.
5  *
6  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
7  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8  * License as published by the Free Software Foundation; either
9  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10  *
11  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
12  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14  * Lesser General Public License for more details.
15  *
16  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
19  */
20
21 /**
22  * @file
23  * miscellaneous math routines and tables
24  */
25
26 #include <stdint.h>
27 #include <limits.h>
28
29 #include "mathematics.h"
30 #include "libavutil/intmath.h"
31 #include "libavutil/common.h"
32 #include "avassert.h"
33 #include "version.h"
34
35 /* Stein's binary GCD algorithm:
36  * https://en.wikipedia.org/wiki/Binary_GCD_algorithm */
37 int64_t av_gcd(int64_t a, int64_t b) {
38     int za, zb, k;
39     int64_t u, v;
40     if (a == 0)
41         return b;
42     if (b == 0)
43         return a;
44     za = ff_ctzll(a);
45     zb = ff_ctzll(b);
46     k  = FFMIN(za, zb);
47     u = llabs(a >> za);
48     v = llabs(b >> zb);
49     while (u != v) {
50         if (u > v)
51             FFSWAP(int64_t, v, u);
52         v -= u;
53         v >>= ff_ctzll(v);
54     }
55     return (uint64_t)u << k;
56 }
57
58 int64_t av_rescale_rnd(int64_t a, int64_t b, int64_t c, enum AVRounding rnd)
59 {
60     int64_t r = 0;
61     av_assert2(c > 0);
62     av_assert2(b >=0);
63     av_assert2((unsigned)(rnd&~AV_ROUND_PASS_MINMAX)<=5 && (rnd&~AV_ROUND_PASS_MINMAX)!=4);
64
65     if (c <= 0 || b < 0 || !((unsigned)(rnd&~AV_ROUND_PASS_MINMAX)<=5 && (rnd&~AV_ROUND_PASS_MINMAX)!=4))
66         return INT64_MIN;
67
68     if (rnd & AV_ROUND_PASS_MINMAX) {
69         if (a == INT64_MIN || a == INT64_MAX)
70             return a;
71         rnd -= AV_ROUND_PASS_MINMAX;
72     }
73
74     if (a < 0 && a != INT64_MIN)
75         return -av_rescale_rnd(-a, b, c, rnd ^ ((rnd >> 1) & 1));
76
77     if (rnd == AV_ROUND_NEAR_INF)
78         r = c / 2;
79     else if (rnd & 1)
80         r = c - 1;
81
82     if (b <= INT_MAX && c <= INT_MAX) {
83         if (a <= INT_MAX)
84             return (a * b + r) / c;
85         else
86             return a / c * b + (a % c * b + r) / c;
87     } else {
88 #if 1
89         uint64_t a0  = a & 0xFFFFFFFF;
90         uint64_t a1  = a >> 32;
91         uint64_t b0  = b & 0xFFFFFFFF;
92         uint64_t b1  = b >> 32;
93         uint64_t t1  = a0 * b1 + a1 * b0;
94         uint64_t t1a = t1 << 32;
95         int i;
96
97         a0  = a0 * b0 + t1a;
98         a1  = a1 * b1 + (t1 >> 32) + (a0 < t1a);
99         a0 += r;
100         a1 += a0 < r;
101
102         for (i = 63; i >= 0; i--) {
103             a1 += a1 + ((a0 >> i) & 1);
104             t1 += t1;
105             if (c <= a1) {
106                 a1 -= c;
107                 t1++;
108             }
109         }
110         return t1;
111     }
112 #else
113         AVInteger ai;
114         ai = av_mul_i(av_int2i(a), av_int2i(b));
115         ai = av_add_i(ai, av_int2i(r));
116
117         return av_i2int(av_div_i(ai, av_int2i(c)));
118     }
119 #endif
120 }
121
122 int64_t av_rescale(int64_t a, int64_t b, int64_t c)
123 {
124     return av_rescale_rnd(a, b, c, AV_ROUND_NEAR_INF);
125 }
126
127 int64_t av_rescale_q_rnd(int64_t a, AVRational bq, AVRational cq,
128                          enum AVRounding rnd)
129 {
130     int64_t b = bq.num * (int64_t)cq.den;
131     int64_t c = cq.num * (int64_t)bq.den;
132     return av_rescale_rnd(a, b, c, rnd);
133 }
134
135 int64_t av_rescale_q(int64_t a, AVRational bq, AVRational cq)
136 {
137     return av_rescale_q_rnd(a, bq, cq, AV_ROUND_NEAR_INF);
138 }
139
140 int av_compare_ts(int64_t ts_a, AVRational tb_a, int64_t ts_b, AVRational tb_b)
141 {
142     int64_t a = tb_a.num * (int64_t)tb_b.den;
143     int64_t b = tb_b.num * (int64_t)tb_a.den;
144     if ((FFABS(ts_a)|a|FFABS(ts_b)|b) <= INT_MAX)
145         return (ts_a*a > ts_b*b) - (ts_a*a < ts_b*b);
146     if (av_rescale_rnd(ts_a, a, b, AV_ROUND_DOWN) < ts_b)
147         return -1;
148     if (av_rescale_rnd(ts_b, b, a, AV_ROUND_DOWN) < ts_a)
149         return 1;
150     return 0;
151 }
152
153 int64_t av_compare_mod(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t mod)
154 {
155     int64_t c = (a - b) & (mod - 1);
156     if (c > (mod >> 1))
157         c -= mod;
158     return c;
159 }
160
161 int64_t av_rescale_delta(AVRational in_tb, int64_t in_ts,  AVRational fs_tb, int duration, int64_t *last, AVRational out_tb){
162     int64_t a, b, this;
163
164     av_assert0(in_ts != AV_NOPTS_VALUE);
165     av_assert0(duration >= 0);
166
167     if (*last == AV_NOPTS_VALUE || !duration || in_tb.num*(int64_t)out_tb.den <= out_tb.num*(int64_t)in_tb.den) {
168 simple_round:
169         *last = av_rescale_q(in_ts, in_tb, fs_tb) + duration;
170         return av_rescale_q(in_ts, in_tb, out_tb);
171     }
172
173     a =  av_rescale_q_rnd(2*in_ts-1, in_tb, fs_tb, AV_ROUND_DOWN)   >>1;
174     b = (av_rescale_q_rnd(2*in_ts+1, in_tb, fs_tb, AV_ROUND_UP  )+1)>>1;
175     if (*last < 2*a - b || *last > 2*b - a)
176         goto simple_round;
177
178     this = av_clip64(*last, a, b);
179     *last = this + duration;
180
181     return av_rescale_q(this, fs_tb, out_tb);
182 }
183
184 int64_t av_add_stable(AVRational ts_tb, int64_t ts, AVRational inc_tb, int64_t inc)
185 {
186     int64_t m, d;
187
188     if (inc != 1)
189         inc_tb = av_mul_q(inc_tb, (AVRational) {inc, 1});
190
191     m = inc_tb.num * (int64_t)ts_tb.den;
192     d = inc_tb.den * (int64_t)ts_tb.num;
193
194     if (m % d == 0)
195         return ts + m / d;
196     if (m < d)
197         return ts;
198
199     {
200         int64_t old = av_rescale_q(ts, ts_tb, inc_tb);
201         int64_t old_ts = av_rescale_q(old, inc_tb, ts_tb);
202         return av_rescale_q(old + 1, inc_tb, ts_tb) + (ts - old_ts);
203     }
204 }