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 int av_cmp_i(AVInteger a, AVInteger b){
  88     int i;
  89     int v= (int16_t)a.v[AV_INTEGER_SIZE-1] - (int16_t)b.v[AV_INTEGER_SIZE-1];
  90     if(v) return (v>>16)|1;
  91
  92     for(i=AV_INTEGER_SIZE-2; i>=0; i--){
  93         int v= a.v[i] - b.v[i];
  94         if(v) return (v>>16)|1;
  95     }
  96     return 0;
  97 }
  98
  99 AVInteger av_shr_i(AVInteger a, int s){
 100     AVInteger out;
 101     int i;
 102
 103     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
 104         int index= i + (s>>4);
 105         unsigned int v=0;
 106         if(index+1<AV_INTEGER_SIZE && index+1>=0) v = a.v[index+1]<<16;
 107         if(index  <AV_INTEGER_SIZE && index  >=0) v+= a.v[index  ];
 108         out.v[i]= v >> (s&15);
 109     }
 110     return out;
 111 }
 112
 113 AVInteger av_mod_i(AVInteger *quot, AVInteger a, AVInteger b){
 114     int i= av_log2_i(a) - av_log2_i(b);
 115     AVInteger quot_temp;
 116     if(!quot) quot = &quot_temp;
 117
 118     assert((int16_t)a[AV_INTEGER_SIZE-1] >= 0 && (int16_t)b[AV_INTEGER_SIZE-1] >= 0);
 119     assert(av_log2(b)>=0);
 120
 121     if(i > 0)
 122         b= av_shr_i(b, -i);
 123
 124     memset(quot, 0, sizeof(AVInteger));
 125
 126     while(i-- >= 0){
 127         *quot= av_shr_i(*quot, -1);
 128         if(av_cmp_i(a, b) >= 0){
 129             a= av_sub_i(a, b);
 130             quot->v[0] += 1;
 131         }
 132         b= av_shr_i(b, 1);
 133     }
 134     return a;
 135 }
 136
 137 AVInteger av_div_i(AVInteger a, AVInteger b){
 138     AVInteger quot;
 139     av_mod_i(&quot, a, b);
 140     return quot;
 141 }
 142
 143 AVInteger av_int2i(int64_t a){
 144     AVInteger out;
 145     int i;
 146
 147     for(i=0; i<AV_INTEGER_SIZE; i++){
 148         out.v[i]= a;
 149         a>>=16;
 150     }
 151     return out;
 152 }
 153
 154 /**
 155  * converts the given AVInteger to an int64_t.
 156  * if the AVInteger is too large to fit into an int64_t,
 157  * then only the least significant 64bit will be used
 158  */
 159 int64_t av_i2int(AVInteger a){
 160     int i;
 161     int64_t out=(int8_t)a.v[AV_INTEGER_SIZE-1];
 162
 163     for(i= AV_INTEGER_SIZE-2; i>=0; i--){
 164         out = (out<<16) + a.v[i];
 165     }
 166     return out;
 167 }
 168
 169 #if 0
 170 #undef NDEBUG
 171 #include <assert.h>
 172
 173 const uint8_t ff_log2_tab[256]={
 174         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,
 175         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,
 176         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,
 177         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,
 178         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,
 179         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,
 180         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,
 181         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
 182 };
 183
 184 main(){
 185     int64_t a,b;
 186
 187     for(a=7; a<256*256*256; a+=13215){
 188         for(b=3; b<256*256*256; b+=27118){
 189             AVInteger ai= av_int2i(a);
 190             AVInteger bi= av_int2i(b);
 191
 192             assert(av_i2int(ai) == a);
 193             assert(av_i2int(bi) == b);
 194             assert(av_i2int(av_add_i(ai,bi)) == a+b);
 195             assert(av_i2int(av_sub_i(ai,bi)) == a-b);
 196             assert(av_i2int(av_mul_i(ai,bi)) == a*b);
 197             assert(av_i2int(av_shr_i(ai, 9)) == a>>9);
 198             assert(av_i2int(av_shr_i(ai,-9)) == a<<9);
 199             assert(av_i2int(av_shr_i(ai, 17)) == a>>17);
 200             assert(av_i2int(av_shr_i(ai,-17)) == a<<17);
 201             assert(av_log2_i(ai) == av_log2(a));
 202             assert(av_i2int(av_div_i(ai,bi)) == a/b);
 203         }
 204     }
 205 }
 206 #endif