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

   1 /*
   2  * rational numbers
   3  * Copyright (c) 2003 Michael Niedermayer <michaelni@gmx.at>
   4  *
   5  * This file is part of Libav.
   6  *
   7  * Libav 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  * Libav 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 Libav; 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 <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_num, int *dst_den,
  37               int64_t num, int64_t den, int64_t max)
  38 {
  39     AVRational a0 = { 0, 1 }, a1 = { 1, 0 };
  40     int sign = (num < 0) ^ (den < 0);
  41     int64_t gcd = av_gcd(FFABS(num), FFABS(den));
  42
  43     if (gcd) {
  44         num = FFABS(num) / gcd;
  45         den = FFABS(den) / gcd;
  46     }
  47     if (num <= max && den <= max) {
  48         a1 = (AVRational) { num, den };
  49         den = 0;
  50     }
  51
  52     while (den) {
  53         uint64_t x        = num / den;
  54         int64_t next_den  = num - den * x;
  55         int64_t a2n       = x * a1.num + a0.num;
  56         int64_t a2d       = x * a1.den + a0.den;
  57
  58         if (a2n > max || a2d > max) {
  59             if (a1.num) x =          (max - a0.num) / a1.num;
  60             if (a1.den) x = FFMIN(x, (max - a0.den) / a1.den);
  61
  62             if (den * (2 * x * a1.den + a0.den) > num * a1.den)
  63                 a1 = (AVRational) { x * a1.num + a0.num, x * a1.den + a0.den };
  64             break;
  65         }
  66
  67         a0  = a1;
  68         a1  = (AVRational) { a2n, a2d };
  69         num = den;
  70         den = next_den;
  71     }
  72     av_assert2(av_gcd(a1.num, a1.den) <= 1U);
  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 (isinf(d))
 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     av_reduce(&a.num, &a.den, (int64_t)(d * den + 0.5), den, max);
 119
 120     return a;
 121 }
 122
 123 int av_nearer_q(AVRational q, AVRational q1, AVRational q2)
 124 {
 125     /* n/d is q, a/b is the median between q1 and q2 */
 126     int64_t a = q1.num * (int64_t)q2.den + q2.num * (int64_t)q1.den;
 127     int64_t b = 2 * (int64_t)q1.den * q2.den;
 128
 129     /* rnd_up(a*d/b) > n => a*d/b > n */
 130     int64_t x_up = av_rescale_rnd(a, q.den, b, AV_ROUND_UP);
 131
 132     /* rnd_down(a*d/b) < n => a*d/b < n */
 133     int64_t x_down = av_rescale_rnd(a, q.den, b, AV_ROUND_DOWN);
 134
 135     return ((x_up > q.num) - (x_down < q.num)) * av_cmp_q(q2, q1);
 136 }
 137
 138 int av_find_nearest_q_idx(AVRational q, const AVRational* q_list)
 139 {
 140     int i, nearest_q_idx = 0;
 141     for (i = 0; q_list[i].den; i++)
 142         if (av_nearer_q(q, q_list[i], q_list[nearest_q_idx]) > 0)
 143             nearest_q_idx = i;
 144
 145     return nearest_q_idx;
 146 }