git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - libavutil/integer.c

   1 /*
   2  * arbitrary precision integers
   3  * Copyright (c) 2004 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 integer.c
  25  * arbitrary precision integers.
  26  * @author Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
  27  */
  28
  29 #include "common.h"
  30 #include "integer.h"
  31
  32 AVInteger av_add_i(AVInteger a, AVInteger b){
  33     int i, carry=0;
  34
  35     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
  36         carry= (carry>>16) + a.v[i] + b.v[i];
  37         a.v[i]= carry;
  38     }
  39     return a;
  40 }
  41
  42 AVInteger av_sub_i(AVInteger a, AVInteger b){
  43     int i, carry=0;
  44
  45     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
  46         carry= (carry>>16) + a.v[i] - b.v[i];
  47         a.v[i]= carry;
  48     }
  49     return a;
  50 }
  51
  52 /**
  53  * returns the rounded down value of the logarithm of base 2 of the given AVInteger.
  54  * this is simply the index of the most significant bit which is 1. Or 0 of all bits are 0
  55  */
  56 int av_log2_i(AVInteger a){
  57     int i;
  58
  59     for(i=AV_INTEGER_SIZE-1; i>=0; i--){
  60         if(a.v[i])
  61             return av_log2_16bit(a.v[i]) + 16*i;
  62     }
  63     return -1;
  64 }
  65
  66 AVInteger av_mul_i(AVInteger a, AVInteger b){
  67     AVInteger out;
  68     int i, j;
  69     int na= (av_log2_i(a)+16) >> 4;
  70     int nb= (av_log2_i(b)+16) >> 4;
  71
  72     memset(&out, 0, sizeof(out));
  73
  74     for(i=0; i<na; i++){
  75         unsigned int carry=0;
  76
  77         if(a.v[i])
  78             for(j=i; j<AV_INTEGER_SIZE && j-i<=nb; j++){
  79                 carry= (carry>>16) + out.v[j] + a.v[i]*b.v[j-i];
  80                 out.v[j]= carry;
  81             }
  82     }
  83
  84     return out;
  85 }
  86
  87 /**
  88  * returns 0 if a==b, 1 if a>b and -1 if a<b.
  89  */
  90 int av_cmp_i(AVInteger a, AVInteger b){
  91     int i;
  92     int v= (int16_t)a.v[AV_INTEGER_SIZE-1] - (int16_t)b.v[AV_INTEGER_SIZE-1];
  93     if(v) return (v>>16)|1;
  94
  95     for(i=AV_INTEGER_SIZE-2; i>=0; i--){
  96         int v= a.v[i] - b.v[i];
  97         if(v) return (v>>16)|1;
  98     }
  99     return 0;
 100 }
 101
 102 /**
 103  * bitwise shift.
 104  * @param s the number of bits by which the value should be shifted right, may be negative for shifting left
 105  */
 106 AVInteger av_shr_i(AVInteger a, int s){
 107     AVInteger out;
 108     int i;
 109
 110     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
 111         int index= i + (s>>4);
 112         unsigned int v=0;
 113         if(index+1<AV_INTEGER_SIZE && index+1>=0) v = a.v[index+1]<<16;
 114         if(index  <AV_INTEGER_SIZE && index  >=0) v+= a.v[index  ];
 115         out.v[i]= v >> (s&15);
 116     }
 117     return out;
 118 }
 119
 120 /**
 121  * returns a % b.
 122  * @param quot a/b will be stored here
 123  */
 124 AVInteger av_mod_i(AVInteger *quot, AVInteger a, AVInteger b){
 125     int i= av_log2_i(a) - av_log2_i(b);
 126     AVInteger quot_temp;
 127     if(!quot) quot = &quot_temp;
 128
 129     assert((int16_t)a[AV_INTEGER_SIZE-1] >= 0 && (int16_t)b[AV_INTEGER_SIZE-1] >= 0);
 130     assert(av_log2(b)>=0);
 131
 132     if(i > 0)
 133         b= av_shr_i(b, -i);
 134
 135     memset(quot, 0, sizeof(AVInteger));
 136
 137     while(i-- >= 0){
 138         *quot= av_shr_i(*quot, -1);
 139         if(av_cmp_i(a, b) >= 0){
 140             a= av_sub_i(a, b);
 141             quot->v[0] += 1;
 142         }
 143         b= av_shr_i(b, 1);
 144     }
 145     return a;
 146 }
 147
 148 /**
 149  * returns a/b.
 150  */
 151 AVInteger av_div_i(AVInteger a, AVInteger b){
 152     AVInteger quot;
 153     av_mod_i(&quot, a, b);
 154     return quot;
 155 }
 156
 157 /**
 158  * converts the given int64_t to an AVInteger.
 159  */
 160 AVInteger av_int2i(int64_t a){
 161     AVInteger out;
 162     int i;
 163
 164     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
 165         out.v[i]= a;
 166         a>>=16;
 167     }
 168     return out;
 169 }
 170
 171 /**
 172  * converts the given AVInteger to an int64_t.
 173  * if the AVInteger is too large to fit into an int64_t,
 174  * then only the least significant 64bit will be used
 175  */
 176 int64_t av_i2int(AVInteger a){
 177     int i;
 178     int64_t out=(int8_t)a.v[AV_INTEGER_SIZE-1];
 179
 180     for(i= AV_INTEGER_SIZE-2; i>=0; i--){
 181         out = (out<<16) + a.v[i];
 182     }
 183     return out;
 184 }
 185
 186 #if 0
 187 #undef NDEBUG
 188 #include <assert.h>
 189
 190 const uint8_t ff_log2_tab[256]={
 191         0,0,1,1,2,2,2,2,3,3,3,3,3,3,3,3,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,4,
 192         5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,5,
 193         6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
 194         6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,6,
 195         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
 196         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
 197         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,
 198         7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7,7
 199 };
 200
 201 main(){
 202     int64_t a,b;
 203
 204     for(a=7; a<256*256*256; a+=13215){
 205         for(b=3; b<256*256*256; b+=27118){
 206             AVInteger ai= av_int2i(a);
 207             AVInteger bi= av_int2i(b);
 208
 209             assert(av_i2int(ai) == a);
 210             assert(av_i2int(bi) == b);
 211             assert(av_i2int(av_add_i(ai,bi)) == a+b);
 212             assert(av_i2int(av_sub_i(ai,bi)) == a-b);
 213             assert(av_i2int(av_mul_i(ai,bi)) == a*b);
 214             assert(av_i2int(av_shr_i(ai, 9)) == a>>9);
 215             assert(av_i2int(av_shr_i(ai,-9)) == a<<9);
 216             assert(av_i2int(av_shr_i(ai, 17)) == a>>17);
 217             assert(av_i2int(av_shr_i(ai,-17)) == a<<17);
 218             assert(av_log2_i(ai) == av_log2(a));
 219             assert(av_i2int(av_div_i(ai,bi)) == a/b);
 220         }
 221     }
 222 }
 223 #endif