dxva: add support for new dxva2 and d3d11 hwaccel APIs
[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  * @file
24  * rational numbers
25  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
26  */
27
28 #include "avassert.h"
29 #include <limits.h>
30
31 #include "common.h"
32 #include "mathematics.h"
33 #include "rational.h"
34
35 int av_reduce(int *dst_num, int *dst_den,
36               int64_t num, int64_t den, int64_t max)
37 {
38     AVRational a0 = { 0, 1 }, a1 = { 1, 0 };
39     int sign = (num < 0) ^ (den < 0);
40     int64_t gcd = av_gcd(FFABS(num), FFABS(den));
41
42     if (gcd) {
43         num = FFABS(num) / gcd;
44         den = FFABS(den) / gcd;
45     }
46     if (num <= max && den <= max) {
47         a1 = (AVRational) { num, den };
48         den = 0;
49     }
50
51     while (den) {
52         uint64_t x        = num / den;
53         int64_t next_den  = num - den * x;
54         int64_t a2n       = x * a1.num + a0.num;
55         int64_t a2d       = x * a1.den + a0.den;
56
57         if (a2n > max || a2d > max) {
58             if (a1.num) x =          (max - a0.num) / a1.num;
59             if (a1.den) x = FFMIN(x, (max - a0.den) / a1.den);
60
61             if (den * (2 * x * a1.den + a0.den) > num * a1.den)
62                 a1 = (AVRational) { x * a1.num + a0.num, x * a1.den + a0.den };
63             break;
64         }
65
66         a0  = a1;
67         a1  = (AVRational) { a2n, a2d };
68         num = den;
69         den = next_den;
70     }
71     av_assert2(av_gcd(a1.num, a1.den) <= 1U);
72     av_assert2(a1.num <= max && a1.den <= max);
73
74     *dst_num = sign ? -a1.num : a1.num;
75     *dst_den = a1.den;
76
77     return den == 0;
78 }
79
80 AVRational av_mul_q(AVRational b, AVRational c)
81 {
82     av_reduce(&b.num, &b.den,
83                b.num * (int64_t) c.num,
84                b.den * (int64_t) c.den, INT_MAX);
85     return b;
86 }
87
88 AVRational av_div_q(AVRational b, AVRational c)
89 {
90     return av_mul_q(b, (AVRational) { c.den, c.num });
91 }
92
93 AVRational av_add_q(AVRational b, AVRational c) {
94     av_reduce(&b.num, &b.den,
95                b.num * (int64_t) c.den +
96                c.num * (int64_t) b.den,
97                b.den * (int64_t) c.den, INT_MAX);
98     return b;
99 }
100
101 AVRational av_sub_q(AVRational b, AVRational c)
102 {
103     return av_add_q(b, (AVRational) { -c.num, c.den });
104 }
105
106 AVRational av_d2q(double d, int max)
107 {
108     AVRational a;
109     int exponent;
110     int64_t den;
111     if (isnan(d))
112         return (AVRational) { 0,0 };
113     if (fabs(d) > INT_MAX + 3LL)
114         return (AVRational) { d < 0 ? -1 : 1, 0 };
115     frexp(d, &exponent);
116     exponent = FFMAX(exponent-1, 0);
117     den = 1LL << (61 - exponent);
118     // (int64_t)rint() and llrint() do not work with gcc on ia64 and sparc64,
119     // see Ticket2713 for affected gcc/glibc versions
120     av_reduce(&a.num, &a.den, floor(d * den + 0.5), den, max);
121     if ((!a.num || !a.den) && d && max>0 && max<INT_MAX)
122         av_reduce(&a.num, &a.den, floor(d * den + 0.5), den, INT_MAX);
123
124     return a;
125 }
126
127 int av_nearer_q(AVRational q, AVRational q1, AVRational q2)
128 {
129     /* n/d is q, a/b is the median between q1 and q2 */
130     int64_t a = q1.num * (int64_t)q2.den + q2.num * (int64_t)q1.den;
131     int64_t b = 2 * (int64_t)q1.den * q2.den;
132
133     /* rnd_up(a*d/b) > n => a*d/b > n */
134     int64_t x_up = av_rescale_rnd(a, q.den, b, AV_ROUND_UP);
135
136     /* rnd_down(a*d/b) < n => a*d/b < n */
137     int64_t x_down = av_rescale_rnd(a, q.den, b, AV_ROUND_DOWN);
138
139     return ((x_up > q.num) - (x_down < q.num)) * av_cmp_q(q2, q1);
140 }
141
142 int av_find_nearest_q_idx(AVRational q, const AVRational* q_list)
143 {
144     int i, nearest_q_idx = 0;
145     for (i = 0; q_list[i].den; i++)
146         if (av_nearer_q(q, q_list[i], q_list[nearest_q_idx]) > 0)
147             nearest_q_idx = i;
148
149     return nearest_q_idx;
150 }
151
152 uint32_t av_q2intfloat(AVRational q) {
153     int64_t n;
154     int shift;
155     int sign = 0;
156
157     if (q.den < 0) {
158         q.den *= -1;
159         q.num *= -1;
160     }
161     if (q.num < 0) {
162         q.num *= -1;
163         sign = 1;
164     }
165
166     if (!q.num && !q.den) return 0xFFC00000;
167     if (!q.num) return 0;
168     if (!q.den) return 0x7F800000 | (q.num & 0x80000000);
169
170     shift = 23 + av_log2(q.den) - av_log2(q.num);
171     if (shift >= 0) n = av_rescale(q.num, 1LL<<shift, q.den);
172     else            n = av_rescale(q.num, 1, ((int64_t)q.den) << -shift);
173
174     shift -= n >= (1<<24);
175     shift += n <  (1<<23);
176
177     if (shift >= 0) n = av_rescale(q.num, 1LL<<shift, q.den);
178     else            n = av_rescale(q.num, 1, ((int64_t)q.den) << -shift);
179
180     av_assert1(n <  (1<<24));
181     av_assert1(n >= (1<<23));
182
183     return sign<<31 | (150-shift)<<23 | (n - (1<<23));
184 }