0e018c41b6359c1d53d1411b25d99bd86770e9e1
[ffmpeg.git] / libavutil / rational.c
1 /*
2  * Rational numbers
3  * Copyright (c) 2003 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 /**
24  * @file rational.c
25  * Rational numbers
26  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
27  */
28
29 //#include <math.h>
30 #include <limits.h>
31
32 #include "common.h"
33 #include "mathematics.h"
34 #include "rational.h"
35
36 int av_reduce(int *dst_nom, int *dst_den, int64_t nom, int64_t den, int64_t max){
37     AVRational a0={0,1}, a1={1,0};
38     int sign= (nom<0) ^ (den<0);
39     int64_t gcd= ff_gcd(FFABS(nom), FFABS(den));
40
41     nom = FFABS(nom)/gcd;
42     den = FFABS(den)/gcd;
43     if(nom<=max && den<=max){
44         a1= (AVRational){nom, den};
45         den=0;
46     }
47
48     while(den){
49         uint64_t x      = nom / den;
50         int64_t next_den= nom - den*x;
51         int64_t a2n= x*a1.num + a0.num;
52         int64_t a2d= x*a1.den + a0.den;
53
54         if(a2n > max || a2d > max){
55             if(a1.num) x= (max - a0.num) / a1.num;
56             if(a1.den) x= FFMIN(x, (max - a0.den) / a1.den);
57
58             if (den*(2*x*a1.den + a0.den) > nom*a1.den)
59                 a1 = (AVRational){x*a1.num + a0.num, x*a1.den + a0.den};
60             break;
61         }
62
63         a0= a1;
64         a1= (AVRational){a2n, a2d};
65         nom= den;
66         den= next_den;
67     }
68     assert(ff_gcd(a1.num, a1.den) == 1);
69
70     *dst_nom = sign ? -a1.num : a1.num;
71     *dst_den = a1.den;
72
73     return den==0;
74 }
75
76 /**
77  * returns b*c.
78  */
79 AVRational av_mul_q(AVRational b, AVRational c){
80     av_reduce(&b.num, &b.den, b.num * (int64_t)c.num, b.den * (int64_t)c.den, INT_MAX);
81     return b;
82 }
83
84 /**
85  * returns b/c.
86  */
87 AVRational av_div_q(AVRational b, AVRational c){
88     return av_mul_q(b, (AVRational){c.den, c.num});
89 }
90
91 /**
92  * returns b+c.
93  */
94 AVRational av_add_q(AVRational b, AVRational c){
95     av_reduce(&b.num, &b.den, b.num * (int64_t)c.den + c.num * (int64_t)b.den, b.den * (int64_t)c.den, INT_MAX);
96     return b;
97 }
98
99 /**
100  * returns b-c.
101  */
102 AVRational av_sub_q(AVRational b, AVRational c){
103     return av_add_q(b, (AVRational){-c.num, c.den});
104 }
105
106 /**
107  * Converts a double precission floating point number to a AVRational.
108  * @param max the maximum allowed numerator and denominator
109  */
110 AVRational av_d2q(double d, int max){
111     AVRational a;
112 #define LOG2  0.69314718055994530941723212145817656807550013436025
113     int exponent= FFMAX( (int)(log(fabs(d) + 1e-20)/LOG2), 0);
114     int64_t den= 1LL << (61 - exponent);
115     av_reduce(&a.num, &a.den, (int64_t)(d * den + 0.5), den, max);
116
117     return a;
118 }