Subversion Repositories Kolibri OS

Rev

Blame | Last modification | View Log | RSS feed

  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. #define LOG2  0.69314718055994530941723212145817656807550013436025
  110.     int exponent;
  111.     int64_t den;
  112.     if (isnan(d))
  113.         return (AVRational) { 0,0 };
  114.     if (fabs(d) > INT_MAX + 3LL)
  115.         return (AVRational) { d < 0 ? -1 : 1, 0 };
  116.     exponent = FFMAX( (int)(log(fabs(d) + 1e-20)/LOG2), 0);
  117.     den = 1LL << (61 - exponent);
  118.     // (int64_t)rint() and llrint() do not work with gcc on ia64 and sparc64
  119.     av_reduce(&a.num, &a.den, floor(d * den + 0.5), den, max);
  120.     if ((!a.num || !a.den) && d && max>0 && max<INT_MAX)
  121.         av_reduce(&a.num, &a.den, floor(d * den + 0.5), den, INT_MAX);
  122.  
  123.     return a;
  124. }
  125.  
  126. int av_nearer_q(AVRational q, AVRational q1, AVRational q2)
  127. {
  128.     /* n/d is q, a/b is the median between q1 and q2 */
  129.     int64_t a = q1.num * (int64_t)q2.den + q2.num * (int64_t)q1.den;
  130.     int64_t b = 2 * (int64_t)q1.den * q2.den;
  131.  
  132.     /* rnd_up(a*d/b) > n => a*d/b > n */
  133.     int64_t x_up = av_rescale_rnd(a, q.den, b, AV_ROUND_UP);
  134.  
  135.     /* rnd_down(a*d/b) < n => a*d/b < n */
  136.     int64_t x_down = av_rescale_rnd(a, q.den, b, AV_ROUND_DOWN);
  137.  
  138.     return ((x_up > q.num) - (x_down < q.num)) * av_cmp_q(q2, q1);
  139. }
  140.  
  141. int av_find_nearest_q_idx(AVRational q, const AVRational* q_list)
  142. {
  143.     int i, nearest_q_idx = 0;
  144.     for (i = 0; q_list[i].den; i++)
  145.         if (av_nearer_q(q, q_list[i], q_list[nearest_q_idx]) > 0)
  146.             nearest_q_idx = i;
  147.  
  148.     return nearest_q_idx;
  149. }
  150.  
  151. uint32_t av_q2intfloat(AVRational q) {
  152.     int64_t n;
  153.     int shift;
  154.     int sign = 0;
  155.  
  156.     if (q.den < 0) {
  157.         q.den *= -1;
  158.         q.num *= -1;
  159.     }
  160.     if (q.num < 0) {
  161.         q.num *= -1;
  162.         sign = 1;
  163.     }
  164.  
  165.     if (!q.num && !q.den) return 0xFFC00000;
  166.     if (!q.num) return 0;
  167.     if (!q.den) return 0x7F800000 | (q.num & 0x80000000);
  168.  
  169.     shift = 23 + av_log2(q.den) - av_log2(q.num);
  170.     if (shift >= 0) n = av_rescale(q.num, 1LL<<shift, q.den);
  171.     else            n = av_rescale(q.num, 1, ((int64_t)q.den) << -shift);
  172.  
  173.     shift -= n >= (1<<24);
  174.     shift += n <  (1<<23);
  175.  
  176.     if (shift >= 0) n = av_rescale(q.num, 1LL<<shift, q.den);
  177.     else            n = av_rescale(q.num, 1, ((int64_t)q.den) << -shift);
  178.  
  179.     av_assert1(n <  (1<<24));
  180.     av_assert1(n >= (1<<23));
  181.  
  182.     return sign<<31 | (150-shift)<<23 | (n - (1<<23));
  183. }
  184.  
  185. #ifdef TEST
  186. int main(void)
  187. {
  188.     AVRational a,b,r;
  189.     for (a.num = -2; a.num <= 2; a.num++) {
  190.         for (a.den = -2; a.den <= 2; a.den++) {
  191.             for (b.num = -2; b.num <= 2; b.num++) {
  192.                 for (b.den = -2; b.den <= 2; b.den++) {
  193.                     int c = av_cmp_q(a,b);
  194.                     double d = av_q2d(a) == av_q2d(b) ?
  195.                                0 : (av_q2d(a) - av_q2d(b));
  196.                     if (d > 0)       d = 1;
  197.                     else if (d < 0)  d = -1;
  198.                     else if (d != d) d = INT_MIN;
  199.                     if (c != d)
  200.                         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d/%d %d/%d, %d %f\n", a.num,
  201.                                a.den, b.num, b.den, c,d);
  202.                     r = av_sub_q(av_add_q(b,a), b);
  203.                     if(b.den && (r.num*a.den != a.num*r.den || !r.num != !a.num || !r.den != !a.den))
  204.                         av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d/%d ", r.num, r.den);
  205.                 }
  206.             }
  207.         }
  208.     }
  209.  
  210.     for (a.num = 1; a.num <= 10; a.num++) {
  211.         for (a.den = 1; a.den <= 10; a.den++) {
  212.             if (av_gcd(a.num, a.den) > 1)
  213.                 continue;
  214.             for (b.num = 1; b.num <= 10; b.num++) {
  215.                 for (b.den = 1; b.den <= 10; b.den++) {
  216.                     int start;
  217.                     if (av_gcd(b.num, b.den) > 1)
  218.                         continue;
  219.                     if (av_cmp_q(b, a) < 0)
  220.                         continue;
  221.                     for (start = 0; start < 10 ; start++) {
  222.                         int acc= start;
  223.                         int i;
  224.  
  225.                         for (i = 0; i<100; i++) {
  226.                             int exact = start + av_rescale_q(i+1, b, a);
  227.                             acc = av_add_stable(a, acc, b, 1);
  228.                             if (FFABS(acc - exact) > 2) {
  229.                                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d/%d %d/%d, %d %d\n", a.num,
  230.                                        a.den, b.num, b.den, acc, exact);
  231.                                 return 1;
  232.                             }
  233.                         }
  234.                     }
  235.                 }
  236.             }
  237.         }
  238.     }
  239.  
  240.     for (a.den = 1; a.den < 0x100000000U/3; a.den*=3) {
  241.         for (a.num = -1; a.num < (1<<27); a.num += 1 + a.num/100) {
  242.             float f  = av_int2float(av_q2intfloat(a));
  243.             float f2 = av_q2d(a);
  244.             if (fabs(f - f2) > fabs(f)/5000000) {
  245.                 av_log(NULL, AV_LOG_ERROR, "%d/%d %f %f\n", a.num,
  246.                        a.den, f, f2);
  247.                 return 1;
  248.             }
  249.  
  250.         }
  251.     }
  252.  
  253.     return 0;
  254. }
  255. #endif
  256.