1 /*
2  * rational fractions
3  *
4  * Copyright (C) 2009 emlix GmbH, Oskar Schirmer <os@emlix.com>
5  *
6  * helper functions when coping with rational numbers
7  */
9 #include <linux/rational.h>
10 #include <linux/compiler.h>
11 #include <linux/export.h>
13 /*
14  * calculate best rational approximation for a given fraction
15  * taking into account restricted register size, e.g. to find
16  * appropriate values for a pll with 5 bit denominator and
17  * 8 bit numerator register fields, trying to set up with a
18  * frequency ratio of 3.1415, one would say:
19  *
20  * rational_best_approximation(31415, 10000,
21  *              (1 << 8) - 1, (1 << 5) - 1, &n, &d);
22  *
23  * you may look at given_numerator as a fixed point number,
24  * with the fractional part size described in given_denominator.
25  *
26  * for theoretical background, see:
27  * http://en.wikipedia.org/wiki/Continued_fraction
28  */
30 void rational_best_approximation(
31         unsigned long given_numerator, unsigned long given_denominator,
32         unsigned long max_numerator, unsigned long max_denominator,
33         unsigned long *best_numerator, unsigned long *best_denominator)
34 {
35         unsigned long n, d, n0, d0, n1, d1;
36         n = given_numerator;
37         d = given_denominator;
38         n0 = d1 = 0;
39         n1 = d0 = 1;
40         for (;;) {
41                 unsigned long t, a;
42                 if ((n1 > max_numerator) || (d1 > max_denominator)) {
43                         n1 = n0;
44                         d1 = d0;
45                         break;
46                 }
47                 if (d == 0)
48                         break;
49                 t = d;
50                 a = n / d;
51                 d = n % d;
52                 n = t;
53                 t = n0 + a * n1;
54                 n0 = n1;
55                 n1 = t;
56                 t = d0 + a * d1;
57                 d0 = d1;
58                 d1 = t;
59         }
60         *best_numerator = n1;
61         *best_denominator = d1;
62 }
64 EXPORT_SYMBOL(rational_best_approximation);