avutil/threadmessage: split the pthread condition in two
[ffmpeg.git] / libavutil / softfloat.h
1 /*
2  * Copyright (c) 2006 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 #ifndef AVUTIL_SOFTFLOAT_H
22 #define AVUTIL_SOFTFLOAT_H
23
24 #include <stdint.h>
25 #include "common.h"
26
27 #include "avassert.h"
28 #include "softfloat_tables.h"
29
30 #define MIN_EXP -126
31 #define MAX_EXP  126
32 #define ONE_BITS 29
33
34 typedef struct SoftFloat{
35     int32_t mant;
36     int32_t  exp;
37 }SoftFloat;
38
39 static const SoftFloat FLOAT_0          = {          0,   MIN_EXP};
40 static const SoftFloat FLOAT_05         = { 0x20000000,   0};
41 static const SoftFloat FLOAT_1          = { 0x20000000,   1};
42 static const SoftFloat FLOAT_EPSILON    = { 0x29F16B12, -16};
43 static const SoftFloat FLOAT_1584893192 = { 0x32B771ED,   1};
44 static const SoftFloat FLOAT_100000     = { 0x30D40000,  17};
45 static const SoftFloat FLOAT_0999999    = { 0x3FFFFBCE,   0};
46
47 static inline av_const double av_sf2double(SoftFloat v) {
48     v.exp -= ONE_BITS +1;
49     if(v.exp > 0) return (double)v.mant * (double)(1 << v.exp);
50     else          return (double)v.mant / (double)(1 << (-v.exp));
51 }
52
53 static av_const SoftFloat av_normalize_sf(SoftFloat a){
54     if(a.mant){
55 #if 1
56         while((a.mant + 0x1FFFFFFFU)<0x3FFFFFFFU){
57             a.mant += a.mant;
58             a.exp  -= 1;
59         }
60 #else
61         int s=ONE_BITS - av_log2(FFABS(a.mant));
62         a.exp   -= s;
63         a.mant <<= s;
64 #endif
65         if(a.exp < MIN_EXP){
66             a.exp = MIN_EXP;
67             a.mant= 0;
68         }
69     }else{
70         a.exp= MIN_EXP;
71     }
72     return a;
73 }
74
75 static inline av_const SoftFloat av_normalize1_sf(SoftFloat a){
76 #if 1
77     if((int32_t)(a.mant + 0x40000000U) <= 0){
78         a.exp++;
79         a.mant>>=1;
80     }
81     av_assert2(a.mant < 0x40000000 && a.mant > -0x40000000);
82     return a;
83 #elif 1
84     int t= a.mant + 0x40000000 < 0;
85     return (SoftFloat){ a.mant>>t, a.exp+t};
86 #else
87     int t= (a.mant + 0x3FFFFFFFU)>>31;
88     return (SoftFloat){a.mant>>t, a.exp+t};
89 #endif
90 }
91
92 /**
93  * @return Will not be more denormalized than a*b. So if either input is
94  *         normalized, then the output will not be worse then the other input.
95  *         If both are normalized, then the output will be normalized.
96  */
97 static inline av_const SoftFloat av_mul_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
98     a.exp += b.exp;
99     av_assert2((int32_t)((a.mant * (int64_t)b.mant) >> ONE_BITS) == (a.mant * (int64_t)b.mant) >> ONE_BITS);
100     a.mant = (a.mant * (int64_t)b.mant) >> ONE_BITS;
101     a = av_normalize1_sf((SoftFloat){a.mant, a.exp - 1});
102     if (!a.mant || a.exp < MIN_EXP)
103         return FLOAT_0;
104     return a;
105 }
106
107 /**
108  * b has to be normalized and not zero.
109  * @return Will not be more denormalized than a.
110  */
111 static inline av_const SoftFloat av_div_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
112     a.exp -= b.exp;
113     a.mant = ((int64_t)a.mant<<(ONE_BITS+1)) / b.mant;
114     a = av_normalize1_sf(a);
115     if (!a.mant || a.exp < MIN_EXP)
116         return FLOAT_0;
117     return a;
118 }
119
120 static inline av_const int av_cmp_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
121     int t= a.exp - b.exp;
122     if      (t <-31) return                  -  b.mant      ;
123     else if (t <  0) return (a.mant >> (-t)) -  b.mant      ;
124     else if (t < 32) return  a.mant          - (b.mant >> t);
125     else             return  a.mant                         ;
126 }
127
128 static inline av_const int av_gt_sf(SoftFloat a, SoftFloat b)
129 {
130     int t= a.exp - b.exp;
131     if      (t <-31) return 0                >  b.mant      ;
132     else if (t <  0) return (a.mant >> (-t)) >  b.mant      ;
133     else if (t < 32) return  a.mant          > (b.mant >> t);
134     else             return  a.mant          >  0           ;
135 }
136
137 static inline av_const SoftFloat av_add_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
138     int t= a.exp - b.exp;
139     if      (t <-31) return b;
140     else if (t <  0) return av_normalize_sf(av_normalize1_sf((SoftFloat){ b.mant + (a.mant >> (-t)), b.exp}));
141     else if (t < 32) return av_normalize_sf(av_normalize1_sf((SoftFloat){ a.mant + (b.mant >>   t ), a.exp}));
142     else             return a;
143 }
144
145 static inline av_const SoftFloat av_sub_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
146     return av_add_sf(a, (SoftFloat){ -b.mant, b.exp});
147 }
148
149 //FIXME log, exp, pow
150
151 /**
152  * Converts a mantisse and exponent to a SoftFloat
153  * @returns a SoftFloat with value v * 2^frac_bits
154  */
155 static inline av_const SoftFloat av_int2sf(int v, int frac_bits){
156     int exp_offset = 0;
157     if(v == INT_MIN){
158         exp_offset = 1;
159         v>>=1;
160     }
161     return av_normalize_sf(av_normalize1_sf((SoftFloat){v, ONE_BITS + 1 - frac_bits + exp_offset}));
162 }
163
164 /**
165  * Rounding is to -inf.
166  */
167 static inline av_const int av_sf2int(SoftFloat v, int frac_bits){
168     v.exp += frac_bits - (ONE_BITS + 1);
169     if(v.exp >= 0) return v.mant <<  v.exp ;
170     else           return v.mant >>(-v.exp);
171 }
172
173 /**
174  * Rounding-to-nearest used.
175  */
176 static av_always_inline SoftFloat av_sqrt_sf(SoftFloat val)
177 {
178     int tabIndex, rem;
179
180     if (val.mant == 0)
181         val.exp = MIN_EXP;
182     else if (val.mant < 0)
183         abort();
184     else
185     {
186         tabIndex = (val.mant - 0x20000000) >> 20;
187
188         rem = val.mant & 0xFFFFF;
189         val.mant  = (int)(((int64_t)av_sqrttbl_sf[tabIndex] * (0x100000 - rem) +
190                            (int64_t)av_sqrttbl_sf[tabIndex + 1] * rem +
191                            0x80000) >> 20);
192         val.mant = (int)(((int64_t)av_sqr_exp_multbl_sf[val.exp & 1] * val.mant +
193                           0x10000000) >> 29);
194
195         if (val.mant < 0x40000000)
196             val.exp -= 2;
197         else
198             val.mant >>= 1;
199
200         val.exp = (val.exp >> 1) + 1;
201     }
202
203     return val;
204 }
205
206 /**
207  * Rounding-to-nearest used.
208  */
209 static av_unused void av_sincos_sf(int a, int *s, int *c)
210 {
211     int idx, sign;
212     int sv, cv;
213     int st, ct;
214
215     idx = a >> 26;
216     sign = (idx << 27) >> 31;
217     cv = av_costbl_1_sf[idx & 0xf];
218     cv = (cv ^ sign) - sign;
219
220     idx -= 8;
221     sign = (idx << 27) >> 31;
222     sv = av_costbl_1_sf[idx & 0xf];
223     sv = (sv ^ sign) - sign;
224
225     idx = a >> 21;
226     ct = av_costbl_2_sf[idx & 0x1f];
227     st = av_sintbl_2_sf[idx & 0x1f];
228
229     idx = (int)(((int64_t)cv * ct - (int64_t)sv * st + 0x20000000) >> 30);
230
231     sv = (int)(((int64_t)cv * st + (int64_t)sv * ct + 0x20000000) >> 30);
232
233     cv = idx;
234
235     idx = a >> 16;
236     ct = av_costbl_3_sf[idx & 0x1f];
237     st = av_sintbl_3_sf[idx & 0x1f];
238
239     idx = (int)(((int64_t)cv * ct - (int64_t)sv * st + 0x20000000) >> 30);
240
241     sv = (int)(((int64_t)cv * st + (int64_t)sv * ct + 0x20000000) >> 30);
242     cv = idx;
243
244     idx = a >> 11;
245
246     ct = (int)(((int64_t)av_costbl_4_sf[idx & 0x1f] * (0x800 - (a & 0x7ff)) +
247                 (int64_t)av_costbl_4_sf[(idx & 0x1f)+1]*(a & 0x7ff) +
248                 0x400) >> 11);
249     st = (int)(((int64_t)av_sintbl_4_sf[idx & 0x1f] * (0x800 - (a & 0x7ff)) +
250                 (int64_t)av_sintbl_4_sf[(idx & 0x1f) + 1] * (a & 0x7ff) +
251                 0x400) >> 11);
252
253     *c = (int)(((int64_t)cv * ct + (int64_t)sv * st + 0x20000000) >> 30);
254
255     *s = (int)(((int64_t)cv * st + (int64_t)sv * ct + 0x20000000) >> 30);
256 }
257
258 #endif /* AVUTIL_SOFTFLOAT_H */