fix av_reduce() with things like 1/0 and 0/0
[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     if(gcd){
42         nom = FFABS(nom)/gcd;
43         den = FFABS(den)/gcd;
44     }
45     if(nom<=max && den<=max){
46         a1= (AVRational){nom, den};
47         den=0;
48     }
49
50     while(den){
51         uint64_t x      = nom / den;
52         int64_t next_den= nom - den*x;
53         int64_t a2n= x*a1.num + a0.num;
54         int64_t a2d= x*a1.den + a0.den;
55
56         if(a2n > max || a2d > max){
57             if(a1.num) x= (max - a0.num) / a1.num;
58             if(a1.den) x= FFMIN(x, (max - a0.den) / a1.den);
59
60             if (den*(2*x*a1.den + a0.den) > nom*a1.den)
61                 a1 = (AVRational){x*a1.num + a0.num, x*a1.den + a0.den};
62             break;
63         }
64
65         a0= a1;
66         a1= (AVRational){a2n, a2d};
67         nom= den;
68         den= next_den;
69     }
70     assert(ff_gcd(a1.num, a1.den) <= 1U);
71
72     *dst_nom = sign ? -a1.num : a1.num;
73     *dst_den = a1.den;
74
75     return den==0;
76 }
77
78 /**
79  * returns b*c.
80  */
81 AVRational av_mul_q(AVRational b, AVRational c){
82     av_reduce(&b.num, &b.den, b.num * (int64_t)c.num, b.den * (int64_t)c.den, INT_MAX);
83     return b;
84 }
85
86 /**
87  * returns b/c.
88  */
89 AVRational av_div_q(AVRational b, AVRational c){
90     return av_mul_q(b, (AVRational){c.den, c.num});
91 }
92
93 /**
94  * returns b+c.
95  */
96 AVRational av_add_q(AVRational b, AVRational c){
97     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);
98     return b;
99 }
100
101 /**
102  * returns b-c.
103  */
104 AVRational av_sub_q(AVRational b, AVRational c){
105     return av_add_q(b, (AVRational){-c.num, c.den});
106 }
107
108 /**
109  * Converts a double precission floating point number to a AVRational.
110  * @param max the maximum allowed numerator and denominator
111  */
112 AVRational av_d2q(double d, int max){
113     AVRational a;
114 #define LOG2  0.69314718055994530941723212145817656807550013436025
115     int exponent= FFMAX( (int)(log(fabs(d) + 1e-20)/LOG2), 0);
116     int64_t den= 1LL << (61 - exponent);
117     av_reduce(&a.num, &a.den, (int64_t)(d * den + 0.5), den, max);
118
119     return a;
120 }