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
  29 #define MIN_EXP -126
  30 #define MAX_EXP  126
  31 #define ONE_BITS 29
  32
  33 typedef struct SoftFloat{
  34     int32_t  exp;
  35     int32_t mant;
  36 }SoftFloat;
  37
  38 static av_const SoftFloat av_normalize_sf(SoftFloat a){
  39     if(a.mant){
  40 #if 1
  41         while((a.mant + 0x20000000U)<0x40000000U){
  42             a.mant += a.mant;
  43             a.exp  -= 1;
  44         }
  45 #else
  46         int s=ONE_BITS + 1 - av_log2(a.mant ^ (a.mant<<1));
  47         a.exp   -= s;
  48         a.mant <<= s;
  49 #endif
  50         if(a.exp < MIN_EXP){
  51             a.exp = MIN_EXP;
  52             a.mant= 0;
  53         }
  54     }else{
  55         a.exp= MIN_EXP;
  56     }
  57     return a;
  58 }
  59
  60 static inline av_const SoftFloat av_normalize1_sf(SoftFloat a){
  61 #if 1
  62     if((int32_t)(a.mant + 0x40000000U) < 0){
  63         a.exp++;
  64         a.mant>>=1;
  65     }
  66     av_assert2(a.mant < 0x40000000 && a.mant > -0x40000000);
  67     return a;
  68 #elif 1
  69     int t= a.mant + 0x40000000 < 0;
  70     return (SoftFloat){a.exp+t, a.mant>>t};
  71 #else
  72     int t= (a.mant + 0x40000000U)>>31;
  73     return (SoftFloat){a.exp+t, a.mant>>t};
  74 #endif
  75 }
  76
  77 /**
  78  * @return Will not be more denormalized than a+b. So if either input is
  79  *         normalized, then the output will not be worse then the other input.
  80  *         If both are normalized, then the output will be normalized.
  81  */
  82 static inline av_const SoftFloat av_mul_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
  83     a.exp += b.exp;
  84     av_assert2((int32_t)((a.mant * (int64_t)b.mant) >> ONE_BITS) == (a.mant * (int64_t)b.mant) >> ONE_BITS);
  85     a.mant = (a.mant * (int64_t)b.mant) >> ONE_BITS;
  86     return av_normalize1_sf(a);
  87 }
  88
  89 /**
  90  * b has to be normalized and not zero.
  91  * @return Will not be more denormalized than a.
  92  */
  93 static av_const SoftFloat av_div_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
  94     a.exp -= b.exp+1;
  95     a.mant = ((int64_t)a.mant<<(ONE_BITS+1)) / b.mant;
  96     return av_normalize1_sf(a);
  97 }
  98
  99 static inline av_const int av_cmp_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
 100     int t= a.exp - b.exp;
 101     if(t<0) return (a.mant >> (-t)) -  b.mant      ;
 102     else    return  a.mant          - (b.mant >> t);
 103 }
 104
 105 static inline av_const SoftFloat av_add_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
 106     int t= a.exp - b.exp;
 107     if      (t <-31) return b;
 108     else if (t <  0) return av_normalize1_sf((SoftFloat){b.exp, b.mant + (a.mant >> (-t))});
 109     else if (t < 32) return av_normalize1_sf((SoftFloat){a.exp, a.mant + (b.mant >>   t )});
 110     else             return a;
 111 }
 112
 113 static inline av_const SoftFloat av_sub_sf(SoftFloat a, SoftFloat b){
 114     return av_add_sf(a, (SoftFloat){b.exp, -b.mant});
 115 }
 116
 117 //FIXME sqrt, log, exp, pow, sin, cos
 118
 119 static inline av_const SoftFloat av_int2sf(int v, int frac_bits){
 120     return av_normalize_sf((SoftFloat){ONE_BITS-frac_bits, v});
 121 }
 122
 123 /**
 124  * Rounding is to -inf.
 125  */
 126 static inline av_const int av_sf2int(SoftFloat v, int frac_bits){
 127     v.exp += frac_bits - ONE_BITS;
 128     if(v.exp >= 0) return v.mant <<  v.exp ;
 129     else           return v.mant >>(-v.exp);
 130 }
 131
 132 #endif /* AVUTIL_SOFTFLOAT_H */