git.sesse.net Git - ffmpeg/blob - 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 av_const SoftFloat av_normalize_sf(SoftFloat a){
  40     if(a.mant){
  41 #if 1
  42         while((a.mant + 0x20000000U)<0x40000000U){
  43             a.mant += a.mant;
  44             a.exp  -= 1;
  45         }
  46 #else
  47         int s=ONE_BITS + 1 - av_log2(a.mant ^ (a.mant<<1));
  48         a.exp   -= s;
  49         a.mant <<= s;
  50 #endif
  51         if(a.exp < MIN_EXP){
  52             a.exp = MIN_EXP;
  53             a.mant= 0;
  54         }
  55     }else{
  56         a.exp= MIN_EXP;
  57     }
  58     return a;
  59 }
  60
  61 static inline av_const SoftFloat av_normalize1_sf(SoftFloat a){
  62 #if 1
  63     if((int32_t)(a.mant + 0x40000000U) < 0){
  64         a.exp++;
  65         a.mant>>=1;
  66     }
  67     av_assert2(a.mant < 0x40000000 && a.mant > -0x40000000);
  68     return a;
  69 #elif 1
  70     int t= a.mant + 0x40000000 < 0;
  71     return (SoftFloat){ a.mant>>t, a.exp+t};
  72 #else
  73     int t= (a.mant + 0x40000000U)>>31;
  74     return (SoftFloat){a.mant>>t, a.exp+t};
  75 #endif
  76 }
  77
  78 /**
  79  * @return Will not be more denormalized than a+b. So if either input is
  80  *         normalized, then the output will not be worse then the other input.
  81  *         If both are normalized, then the output will be normalized.
  82  */
  83 static inline av_const SoftFloat av_mul_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
  84     a.exp += b.exp;
  85     av_assert2((int32_t)((a.mant * (int64_t)b.mant) >> ONE_BITS) == (a.mant * (int64_t)b.mant) >> ONE_BITS);
  86     a.mant = (a.mant * (int64_t)b.mant) >> ONE_BITS;
  87     return av_normalize1_sf((SoftFloat){a.mant, a.exp - 1});
  88 }
  89
  90 /**
  91  * b has to be normalized and not zero.
  92  * @return Will not be more denormalized than a.
  93  */
  94 static av_const SoftFloat av_div_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
  95     a.exp -= b.exp;
  96     a.mant = ((int64_t)a.mant<<(ONE_BITS+1)) / b.mant;
  97     return av_normalize1_sf(a);
  98 }
  99
 100 static inline av_const int av_cmp_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
 101     int t= a.exp - b.exp;
 102     if(t<0) return (a.mant >> (-t)) -  b.mant      ;
 103     else    return  a.mant          - (b.mant >> t);
 104 }
 105
 106 static inline av_const int av_gt_sf(SoftFloat a, SoftFloat b)
 107 {
 108     int t= a.exp - b.exp;
 109     if(t<0) return (a.mant >> (-t)) >  b.mant      ;
 110     else    return  a.mant          > (b.mant >> t);
 111 }
 112
 113 static inline av_const SoftFloat av_add_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
 114     int t= a.exp - b.exp;
 115     if      (t <-31) return b;
 116     else if (t <  0) return av_normalize_sf(av_normalize1_sf((SoftFloat){ b.mant + (a.mant >> (-t)), b.exp}));
 117     else if (t < 32) return av_normalize_sf(av_normalize1_sf((SoftFloat){ a.mant + (b.mant >>   t ), a.exp}));
 118     else             return a;
 119 }
 120
 121 static inline av_const SoftFloat av_sub_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
 122     return av_add_sf(a, (SoftFloat){ -b.mant, b.exp});
 123 }
 124
 125 //FIXME log, exp, pow
 126
 127 /**
 128  * Converts a mantisse and exponent to a SoftFloat
 129  * @returns a SoftFloat with value v * 2^frac_bits
 130  */
 131 static inline av_const SoftFloat av_int2sf(int v, int frac_bits){
 132     return av_normalize_sf((SoftFloat){v, ONE_BITS + 1 - frac_bits});
 133 }
 134
 135 /**
 136  * Rounding is to -inf.
 137  */
 138 static inline av_const int av_sf2int(SoftFloat v, int frac_bits){
 139     v.exp += frac_bits - (ONE_BITS + 1);
 140     if(v.exp >= 0) return v.mant <<  v.exp ;
 141     else           return v.mant >>(-v.exp);
 142 }
 143
 144 /**
 145  * Rounding-to-nearest used.
 146  */
 147 static av_always_inline SoftFloat av_sqrt_sf(SoftFloat val)
 148 {
 149     int tabIndex, rem;
 150
 151     if (val.mant == 0)
 152         val.exp = 0;
 153     else
 154     {
 155         tabIndex = (val.mant - 0x20000000) >> 20;
 156
 157         rem = val.mant & 0xFFFFF;
 158         val.mant  = (int)(((int64_t)av_sqrttbl_sf[tabIndex] * (0x100000 - rem) +
 159                            (int64_t)av_sqrttbl_sf[tabIndex + 1] * rem +
 160                            0x80000) >> 20);
 161         val.mant = (int)(((int64_t)av_sqr_exp_multbl_sf[val.exp & 1] * val.mant +
 162                           0x10000000) >> 29);
 163
 164         if (val.mant < 0x40000000)
 165             val.exp -= 2;
 166         else
 167             val.mant >>= 1;
 168
 169         val.exp = (val.exp >> 1) + 1;
 170     }
 171
 172     return val;
 173 }
 174
 175 /**
 176  * Rounding-to-nearest used.
 177  */
 178 static av_always_inline void av_sincos_sf(int a, int *s, int *c)
 179 {
 180     int idx, sign;
 181     int sv, cv;
 182     int st, ct;
 183
 184     idx = a >> 26;
 185     sign = (idx << 27) >> 31;
 186     cv = av_costbl_1_sf[idx & 0xf];
 187     cv = (cv ^ sign) - sign;
 188
 189     idx -= 8;
 190     sign = (idx << 27) >> 31;
 191     sv = av_costbl_1_sf[idx & 0xf];
 192     sv = (sv ^ sign) - sign;
 193
 194     idx = a >> 21;
 195     ct = av_costbl_2_sf[idx & 0x1f];
 196     st = av_sintbl_2_sf[idx & 0x1f];
 197
 198     idx = (int)(((int64_t)cv * ct - (int64_t)sv * st + 0x20000000) >> 30);
 199
 200     sv = (int)(((int64_t)cv * st + (int64_t)sv * ct + 0x20000000) >> 30);
 201
 202     cv = idx;
 203
 204     idx = a >> 16;
 205     ct = av_costbl_3_sf[idx & 0x1f];
 206     st = av_sintbl_3_sf[idx & 0x1f];
 207
 208     idx = (int)(((int64_t)cv * ct - (int64_t)sv * st + 0x20000000) >> 30);
 209
 210     sv = (int)(((int64_t)cv * st + (int64_t)sv * ct + 0x20000000) >> 30);
 211     cv = idx;
 212
 213     idx = a >> 11;
 214
 215     ct = (int)(((int64_t)av_costbl_4_sf[idx & 0x1f] * (0x800 - (a & 0x7ff)) +
 216                 (int64_t)av_costbl_4_sf[(idx & 0x1f)+1]*(a & 0x7ff) +
 217                 0x400) >> 11);
 218     st = (int)(((int64_t)av_sintbl_4_sf[idx & 0x1f] * (0x800 - (a & 0x7ff)) +
 219                 (int64_t)av_sintbl_4_sf[(idx & 0x1f) + 1] * (a & 0x7ff) +
 220                 0x400) >> 11);
 221
 222     *c = (int)(((int64_t)cv * ct + (int64_t)sv * st + 0x20000000) >> 30);
 223
 224     *s = (int)(((int64_t)cv * st + (int64_t)sv * ct + 0x20000000) >> 30);
 225 }
 226
 227 #endif /* AVUTIL_SOFTFLOAT_H */