code.vuplus.com Git - vuplus_xbmc/blob - xbmc/utils/MathUtils.h

   1 #pragma once
   2 /*
   3  *      Copyright (C) 2005-2008 Team XBMC
   4  *      http://www.xbmc.org
   5  *
   6  *  This Program is free software; you can redistribute it and/or modify
   7  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8  *  the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   9  *  any later version.
  10  *
  11  *  This Program 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
  14  *  GNU General Public License for more details.
  15  *
  16  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  17  *  along with XBMC; see the file COPYING.  If not, write to
  18  *  the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
  19  *  http://www.gnu.org/copyleft/gpl.html
  20  *
  21  */
  22
  23 #include <stdint.h>
  24 #include <cassert>
  25 #include <climits>
  26 #include <cmath>
  27
  28 /*! \brief Math utility class.
  29  Note that the test() routine should return true for all implementations
  30
  31  See http://ldesoras.free.fr/doc/articles/rounding_en.pdf for an explanation
  32  of the technique used on x86.
  33  */
  34 namespace MathUtils
  35 {
  36   // GCC does something stupid with optimization on release builds if we try
  37   // to assert in these functions
  38
  39   /*! \brief Round to nearest integer.
  40    This routine does fast rounding to the nearest integer.
  41    In the case (k + 0.5 for any integer k) we round up to k+1, and in all other
  42    instances we should return the nearest integer.
  43    Thus, { -1.5, -0.5, 0.5, 1.5 } is rounded to { -1, 0, 1, 2 }.
  44    It preserves the property that round(k) - round(k-1) = 1 for all doubles k.
  45
  46    Make sure MathUtils::test() returns true for each implementation.
  47    \sa truncate_int, test
  48    */
  49   inline int round_int (double x)
  50   {
  51     assert(x > static_cast<double>(INT_MIN / 2) - 1.0);
  52     assert(x < static_cast <double>(INT_MAX / 2) + 1.0);
  53     const float round_to_nearest = 0.5f;
  54     int i;
  55
  56 #ifndef _LINUX
  57     __asm
  58     {
  59       fld x
  60       fadd st, st (0)
  61       fadd round_to_nearest
  62       fistp i
  63       sar i, 1
  64     }
  65 #else
  66 #if defined(__powerpc__) || defined(__ppc__)
  67     i = floor(x + round_to_nearest);
  68 #elif defined(__arm__)
  69     // From 'ARM®v7-M Architecture Reference Manual' page A7-569:
  70     //  "The floating-point to integer operation (vcvt) [normally] uses the Round towards Zero rounding mode"
  71     // Because of this...we must use some less-than-straightforward logic to perform this operation without
  72     //  changing the rounding mode flags
  73
  74     /* The assembly below implements the following logic:
  75      if (x < 0)
  76        inc = -0.5f
  77      else
  78        inc = 0.5f
  79      int_val = trunc(x+inc);
  80      err = x - int_val;
  81      if (err == 0.5f)
  82        int_val++;
  83      return int_val;
  84      */
  85
  86     __asm__ __volatile__ (
  87                           "fconstd d1,#%G[rnd_val]     \n\t" // Copy round_to_nearest into a working register (d1 = 0.5)
  88                           "fcmpezd %P[value]           \n\t" // Check value against zero (value == 0?)
  89                           "fmstat                      \n\t" // Copy the floating-point status flags into the general-purpose status flags
  90                           "it mi                       \n\t"
  91                           "vnegmi.F64 d1, d1           \n\t" // if N-flag is set, negate round_to_nearest (if (value < 0) d1 = -1 * d1)
  92                           "vadd.F64 d1,%P[value],d1    \n\t" // Add round_to_nearest to value, store result in working register (d1 += value)
  93                           "vcvt.S32.F64 s3,d1          \n\t" // Truncate(round towards zero) (s3 = (int)d1)
  94                           "vmov %[result],s3           \n\t" // Store the integer result in a general-purpose register (result = s3)
  95                           "vcvt.F64.S32 d1,s3          \n\t" // Convert back to floating-point (d1 = (double)s3)
  96                           "vsub.F64 d1,%P[value],d1    \n\t" // Calculate the error (d1 = value - d1)
  97                           "fconstd d2,#%G[rnd_val]     \n\t" // d2 = 0.5;
  98                           : [result] "=r"(i)                                  // Outputs
  99                           : [rnd_val] "Dv" (round_to_nearest), [value] "w"(x) // Inputs
 100                           : "d1", "d2", "s3"                                  // Clobbers
 101                           );
 102 #else
 103     __asm__ __volatile__ (
 104                           "fadd %%st\n\t"
 105                           "fadd %%st(1)\n\t"
 106                           "fistpl %0\n\t"
 107                           "sarl $1, %0\n"
 108                           : "=m"(i) : "u"(round_to_nearest), "t"(x) : "st"
 109                           );
 110 #endif
 111 #endif
 112     return (i);
 113   }
 114
 115   /*! \brief Truncate to nearest integer.
 116    This routine does fast truncation to an integer.
 117    It should simply drop the fractional portion of the floating point number.
 118
 119    Make sure MathUtils::test() returns true for each implementation.
 120    \sa round_int, test
 121    */
 122   inline int truncate_int(double x)
 123   {
 124     assert(x > static_cast<double>(INT_MIN / 2) - 1.0);
 125     assert(x < static_cast <double>(INT_MAX / 2) + 1.0);
 126
 127 #if !defined(__powerpc__) && !defined(__ppc__) && !defined(__arm__)
 128     const float round_towards_m_i = -0.5f;
 129 #endif
 130     int i;
 131
 132 #ifndef _LINUX
 133     __asm
 134     {
 135       fld x
 136       fadd st, st (0)
 137       fabs
 138       fadd round_towards_m_i
 139       fistp i
 140       sar i, 1
 141     }
 142 #else
 143 #if defined(__powerpc__) || defined(__ppc__)
 144     return (int)x;
 145 #elif defined(__arm__)
 146     __asm__ __volatile__ (
 147                           "vcvt.S32.F64 %[result],%P[value]   \n\t" // Truncate(round towards zero) and store the result
 148                           : [result] "=w"(i)                        // Outputs
 149                           : [value] "w"(x)                          // Inputs
 150                           );
 151     return i;
 152 #else
 153     __asm__ __volatile__ (
 154                           "fadd %%st\n\t"
 155                           "fabs\n\t"
 156                           "fadd %%st(1)\n\t"
 157                           "fistpl %0\n\t"
 158                           "sarl $1, %0\n"
 159                           : "=m"(i) : "u"(round_towards_m_i), "t"(x) : "st"
 160                           );
 161 #endif
 162 #endif
 163     if (x < 0)
 164       i = -i;
 165     return (i);
 166   }
 167
 168   inline int64_t abs(int64_t a)
 169   {
 170     return (a < 0) ? -a : a;
 171   }
 172
 173   inline void hack()
 174   {
 175     // stupid hack to keep compiler from dropping these
 176     // functions as unused
 177     MathUtils::round_int(0.0);
 178     MathUtils::truncate_int(0.0);
 179     MathUtils::abs(0);
 180   }
 181
 182 #if 0
 183   /*! \brief test routine for round_int and truncate_int
 184    Must return true on all platforms.
 185    */
 186   inline bool test()
 187   {
 188     for (int i = -8; i < 8; ++i)
 189     {
 190       double d = 0.25*i;
 191       int r = (i < 0) ? (i - 1) / 4 : (i + 2) / 4;
 192       int t = i / 4;
 193       if (round_int(d) != r || truncate_int(d) != t)
 194         return false;
 195     }
 196     return true;
 197   }
 198 #endif
 199 } // namespace MathUtils
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