nsz Git - libfirm/blob - ir/tv/fltcalc.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 1995-2011 University of Karlsruhe.  All right reserved.
   3  *
   4  * This file is part of libFirm.
   5  *
   6  * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
   7  * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
   8  * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
   9  * packaging of this file.
  10  *
  11  * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
  12  * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
  13  * Agreement provided with the Software.
  14  *
  15  * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
  16  * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
  17  * PURPOSE.
  18  */
  19
  20 /**
  21  * @file
  22  * @brief    tarval floating point calculations
  23  * @date     2003
  24  * @author   Mathias Heil
  25  * @version  $Id$
  26  */
  27 #include "config.h"
  28
  29 #include "fltcalc.h"
  30 #include "strcalc.h"
  31 #include "error.h"
  32
  33 #include <math.h>
  34 /* undef some reused constants defined by math.h */
  35 #ifdef NAN
  36 #  undef NAN
  37 #endif
  38
  39 #include <inttypes.h>
  40 #include <string.h>
  41 #include <stdlib.h>
  42 #include <stdio.h>
  43 #include <assert.h>
  44
  45 #include "xmalloc.h"
  46
  47 #ifndef HAVE_STRTOLD
  48 #define strtold(s, e) strtod(s, e)
  49 #endif
  50
  51 #ifdef _MSC_VER
  52 #include <float.h>
  53 #define isnan(x)   _isnan(x)
  54 static inline int isinf(double x)
  55 {
  56         return !_finite(x) && !_isnan(x);
  57 }
  58 #endif
  59
  60 /** The number of extra precision rounding bits */
  61 #define ROUNDING_BITS 2
  62
  63 typedef uint32_t UINT32;
  64
  65 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
  66 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
  67 typedef union {
  68         struct {
  69                 UINT32 high;
  70                 UINT32 mid;
  71                 UINT32 low;
  72         } val;
  73         volatile long double d;
  74 } value_t;
  75 #else
  76 typedef union {
  77         struct {
  78                 UINT32 low;
  79                 UINT32 mid;
  80                 UINT32 high;
  81         } val;
  82         volatile long double d;
  83 } value_t;
  84 #endif
  85 #else
  86 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
  87 typedef union {
  88         struct {
  89                 UINT32 high;
  90                 UINT32 low;
  91         } val;
  92         volatile double d;
  93 } value_t;
  94 #else
  95 typedef union {
  96         struct {
  97                 UINT32 low;
  98                 UINT32 high;
  99         } val;
 100         volatile double d;
 101 } value_t;
 102 #endif
 103 #endif
 104
 105 #define CLEAR_BUFFER(buffer) memset(buffer, 0, calc_buffer_size)
 106
 107 /* our floating point value */
 108 struct fp_value {
 109         ieee_descriptor_t desc;
 110         char sign;
 111         char value[1];        /* exp[value_size] + mant[value_size] */
 112 };
 113
 114 #define _exp(a)  &((a)->value[0])
 115 #define _mant(a) &((a)->value[value_size])
 116
 117 #define _save_result(x) memcpy((x), sc_get_buffer(), value_size)
 118 #define _shift_right(x, y, res) sc_shr((x), (y), value_size*4, 0, (res))
 119 #define _shift_left(x, y, res) sc_shl((x), (y), value_size*4, 0, (res))
 120
 121
 122 #ifdef FLTCALC_DEBUG
 123 #  define DEBUGPRINTF(x) printf x
 124 #else
 125 #  define DEBUGPRINTF(x) ((void)0)
 126 #endif
 127
 128 #ifdef FLTCALC_TRACE_CALC
 129 #  define TRACEPRINTF(x) printf x
 130 #else
 131 #  define TRACEPRINTF(x) ((void)0)
 132 #endif
 133
 134 /** The immediate precision. */
 135 static unsigned immediate_prec = 0;
 136
 137 /** A temporal buffer. */
 138 static fp_value *calc_buffer = NULL;
 139
 140 /** Current rounding mode.*/
 141 static fc_rounding_mode_t rounding_mode;
 142
 143 static int calc_buffer_size;
 144 static int value_size;
 145 static int max_precision;
 146
 147 /** Exact flag. */
 148 static int fc_exact = 1;
 149
 150 #if 0
 151 static void fail_char(const char *str, unsigned int len, int pos)
 152 {
 153         if (*(str+pos))
 154                 printf("ERROR: Unexpected character '%c'\n", *(str + pos));
 155         else
 156                 printf("ERROR: Unexpected end of string\n");
 157         while (len-- && *str) printf("%c", *str++); printf("\n");
 158         while (pos--) printf(" "); printf("^\n");
 159         /* the front end has to to check constant strings */
 160         exit(-1);
 161 }
 162 #endif
 163
 164 /** pack machine-like */
 165 static void *pack(const fp_value *int_float, void *packed)
 166 {
 167         char     *shift_val;
 168         char     *temp;
 169         fp_value *val_buffer;
 170         int      pos;
 171
 172         temp      = (char*) alloca(value_size);
 173         shift_val = (char*) alloca(value_size);
 174
 175         switch ((value_class_t)int_float->desc.clss) {
 176         case NAN:
 177                 val_buffer = (fp_value*) alloca(calc_buffer_size);
 178                 fc_get_qnan(&int_float->desc, val_buffer);
 179                 int_float = val_buffer;
 180                 break;
 181
 182         case INF:
 183                 val_buffer = (fp_value*) alloca(calc_buffer_size);
 184                 fc_get_plusinf(&int_float->desc, val_buffer);
 185                 val_buffer->sign = int_float->sign;
 186                 int_float = val_buffer;
 187                 break;
 188
 189         default:
 190                 break;
 191         }
 192         assert(int_float->desc.explicit_one <= 1);
 193
 194         /* pack sign: move it to the left after exponent AND mantissa */
 195         sc_val_from_ulong(int_float->sign, temp);
 196
 197         pos = int_float->desc.exponent_size + int_float->desc.mantissa_size + int_float->desc.explicit_one;
 198         sc_val_from_ulong(pos, NULL);
 199         _shift_left(temp, sc_get_buffer(), packed);
 200
 201         /* pack exponent: move it to the left after mantissa */
 202         pos = int_float->desc.mantissa_size + int_float->desc.explicit_one;
 203         sc_val_from_ulong(pos, shift_val);
 204         _shift_left(_exp(int_float), shift_val, temp);
 205
 206         /* combine sign|exponent */
 207         sc_or(temp, packed, packed);
 208
 209         /* extract mantissa */
 210         /* remove rounding bits */
 211         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, shift_val);
 212         _shift_right(_mant(int_float), shift_val, temp);
 213
 214         /* remove leading 1 (or 0 if denormalized) */
 215         sc_max_from_bits(pos, 0, shift_val); /* all mantissa bits are 1's */
 216         sc_and(temp, shift_val, temp);
 217
 218         /* combine sign|exponent|mantissa */
 219         sc_or(temp, packed, packed);
 220
 221         return packed;
 222 }
 223
 224 /**
 225  * Normalize a fp_value.
 226  *
 227  * @return non-zero if result is exact
 228  */
 229 static int normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky)
 230 {
 231         int exact = 1;
 232         int hsb;
 233         char lsb, guard, round, round_dir = 0;
 234         char *temp = (char*) alloca(value_size);
 235
 236         /* save rounding bits at the end */
 237         hsb = ROUNDING_BITS + in_val->desc.mantissa_size - sc_get_highest_set_bit(_mant(in_val)) - 1;
 238
 239         if (in_val != out_val)   {
 240                 out_val->sign = in_val->sign;
 241                 memcpy(&out_val->desc, &in_val->desc, sizeof(out_val->desc));
 242         }
 243
 244         out_val->desc.clss = NORMAL;
 245
 246         /* mantissa all zeros, so zero exponent (because of explicit one) */
 247         if (hsb == ROUNDING_BITS + in_val->desc.mantissa_size)   {
 248                 sc_val_from_ulong(0, _exp(out_val));
 249                 hsb = -1;
 250         }
 251
 252         /* shift the first 1 into the left of the radix point (i.e. hsb == -1) */
 253         if (hsb < -1)   {
 254                 /* shift right */
 255                 sc_val_from_ulong(-hsb-1, temp);
 256
 257                 _shift_right(_mant(in_val), temp, _mant(out_val));
 258
 259                 /* remember if some bits were shifted away */
 260                 if (sc_had_carry()) {
 261                         exact = 0;
 262                         sticky = 1;
 263                 }
 264                 sc_add(_exp(in_val), temp, _exp(out_val));
 265         } else if (hsb > -1) {
 266                 /* shift left */
 267                 sc_val_from_ulong(hsb+1, temp);
 268
 269                 _shift_left(_mant(in_val), temp, _mant(out_val));
 270
 271                 sc_sub(_exp(in_val), temp, _exp(out_val));
 272         }
 273
 274         /* check for exponent underflow */
 275         if (sc_is_negative(_exp(out_val)) || sc_is_zero(_exp(out_val))) {
 276                 DEBUGPRINTF(("Exponent underflow!\n"));
 277                 /* exponent underflow */
 278                 /* shift the mantissa right to have a zero exponent */
 279                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 280                 sc_sub(temp, _exp(out_val), NULL);
 281
 282                 _shift_right(_mant(out_val), sc_get_buffer(), _mant(out_val));
 283                 if (sc_had_carry()) {
 284                         exact  = 0;
 285                         sticky = 1;
 286                 }
 287                 /* denormalized means exponent of zero */
 288                 sc_val_from_ulong(0, _exp(out_val));
 289
 290                 out_val->desc.clss = SUBNORMAL;
 291         }
 292
 293         /* perform rounding by adding a value that clears the guard bit and the round bit
 294          * and either causes a carry to round up or not */
 295         /* get the last 3 bits of the value */
 296         lsb = sc_sub_bits(_mant(out_val), out_val->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS, 0) & 0x7;
 297         guard = (lsb&0x2)>>1;
 298         round = lsb&0x1;
 299
 300         switch (rounding_mode) {
 301         case FC_TONEAREST:
 302                 /* round to nearest representable value, if in doubt choose the version
 303                  * with lsb == 0 */
 304                 round_dir = guard && (sticky || round || lsb>>2);
 305                 break;
 306         case FC_TOPOSITIVE:
 307                 /* if positive: round to one if the exact value is bigger, else to zero */
 308                 round_dir = (!out_val->sign && (guard || round || sticky));
 309                 break;
 310         case FC_TONEGATIVE:
 311                 /* if negative: round to one if the exact value is bigger, else to zero */
 312                 round_dir = (out_val->sign && (guard || round || sticky));
 313                 break;
 314         case FC_TOZERO:
 315                 /* always round to 0 (chopping mode) */
 316                 round_dir = 0;
 317                 break;
 318         }
 319         DEBUGPRINTF(("Rounding (s%d, l%d, g%d, r%d, s%d) %s\n", out_val->sign, lsb>>2, guard, round, sticky, (round_dir)?"up":"down"));
 320
 321         if (round_dir == 1) {
 322                 guard = (round^guard)<<1;
 323                 lsb = !(round || guard)<<2 | guard | round;
 324         } else {
 325                 lsb = -((guard<<1) | round);
 326         }
 327
 328         /* add the rounded value */
 329         if (lsb != 0) {
 330                 sc_val_from_long(lsb, temp);
 331                 sc_add(_mant(out_val), temp, _mant(out_val));
 332                 exact = 0;
 333         }
 334
 335         /* could have rounded down to zero */
 336         if (sc_is_zero(_mant(out_val)) && (out_val->desc.clss == SUBNORMAL))
 337                 out_val->desc.clss = ZERO;
 338
 339         /* check for rounding overflow */
 340         hsb = ROUNDING_BITS + out_val->desc.mantissa_size - sc_get_highest_set_bit(_mant(out_val)) - 1;
 341         if ((out_val->desc.clss != SUBNORMAL) && (hsb < -1)) {
 342                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 343                 _shift_right(_mant(out_val), temp, _mant(out_val));
 344                 if (exact && sc_had_carry())
 345                         exact = 0;
 346                 sc_add(_exp(out_val), temp, _exp(out_val));
 347         } else if ((out_val->desc.clss == SUBNORMAL) && (hsb == -1)) {
 348                 /* overflow caused the mantissa to be normal again,
 349                  * so adapt the exponent accordingly */
 350                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 351                 sc_add(_exp(out_val), temp, _exp(out_val));
 352
 353                 out_val->desc.clss = NORMAL;
 354         }
 355         /* no further rounding is needed, because rounding overflow means
 356          * the carry of the original rounding was propagated all the way
 357          * up to the bit left of the radix point. This implies the bits
 358          * to the right are all zeros (rounding is +1) */
 359
 360         /* check for exponent overflow */
 361         sc_val_from_ulong((1 << out_val->desc.exponent_size) - 1, temp);
 362         if (sc_comp(_exp(out_val), temp) != -1) {
 363                 DEBUGPRINTF(("Exponent overflow!\n"));
 364                 /* exponent overflow, reaction depends on rounding method:
 365                  *
 366                  * mode        | sign of value |  result
 367                  *--------------------------------------------------------------
 368                  * TO_NEAREST  |      +        |   +inf
 369                  *             |      -        |   -inf
 370                  *--------------------------------------------------------------
 371                  * TO_POSITIVE |      +        |   +inf
 372                  *             |      -        |   smallest representable value
 373                  *--------------------------------------------------------------
 374                  * TO_NEAGTIVE |      +        |   largest representable value
 375                  *             |      -        |   -inf
 376                  *--------------------------------------------------------------
 377                  * TO_ZERO     |      +        |   largest representable value
 378                  *             |      -        |   smallest representable value
 379                  *--------------------------------------------------------------*/
 380                 if (out_val->sign == 0) {
 381                         /* value is positive */
 382                         switch (rounding_mode) {
 383                         case FC_TONEAREST:
 384                         case FC_TOPOSITIVE:
 385                                 out_val->desc.clss = INF;
 386                                 break;
 387
 388                         case FC_TONEGATIVE:
 389                         case FC_TOZERO:
 390                                 fc_get_max(&out_val->desc, out_val);
 391                         }
 392                 } else {
 393                         /* value is negative */
 394                         switch (rounding_mode) {
 395                         case FC_TONEAREST:
 396                         case FC_TONEGATIVE:
 397                                 out_val->desc.clss = INF;
 398                                 break;
 399
 400                         case FC_TOPOSITIVE:
 401                         case FC_TOZERO:
 402                                 fc_get_min(&out_val->desc, out_val);
 403                         }
 404                 }
 405         }
 406         return exact;
 407 }
 408
 409 /**
 410  * Operations involving NaN's must return NaN.
 411  * They are NOT exact.
 412  */
 413 #define handle_NAN(a, b, result) \
 414 do {                                                      \
 415   if (a->desc.clss == NAN) {                              \
 416     if (a != result) memcpy(result, a, calc_buffer_size); \
 417     fc_exact = 0;                                         \
 418     return;                                               \
 419   }                                                       \
 420   if (b->desc.clss == NAN) {                              \
 421     if (b != result) memcpy(result, b, calc_buffer_size); \
 422     fc_exact = 0;                                         \
 423     return;                                               \
 424   }                                                       \
 425 }while (0)
 426
 427
 428 /**
 429  * calculate a + b, where a is the value with the bigger exponent
 430  */
 431 static void _fadd(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
 432 {
 433         char *temp;
 434         char *exp_diff;
 435
 436         char sign, res_sign;
 437         char sticky;
 438
 439         fc_exact = 1;
 440
 441         handle_NAN(a, b, result);
 442
 443         /* make sure result has a descriptor */
 444         if (result != a && result != b)
 445                 result->desc = a->desc;
 446
 447         /* determine if this is an addition or subtraction */
 448         sign = a->sign ^ b->sign;
 449
 450         /* produce NaN on inf - inf */
 451         if (sign && (a->desc.clss == INF) && (b->desc.clss == INF)) {
 452                 fc_exact = 0;
 453                 fc_get_qnan(&a->desc, result);
 454                 return;
 455         }
 456
 457         temp     = (char*) alloca(value_size);
 458         exp_diff = (char*) alloca(value_size);
 459
 460         /* get exponent difference */
 461         sc_sub(_exp(a), _exp(b), exp_diff);
 462
 463         /* initially set sign to be the sign of a, special treatment of subtraction
 464          * when exponents are equal is required though.
 465          * Also special care about the sign is needed when the mantissas are equal
 466          * (+/- 0 ?) */
 467         if (sign && sc_val_to_long(exp_diff) == 0) {
 468                 switch (sc_comp(_mant(a), _mant(b))) {
 469                 case 1:  /* a > b */
 470                         res_sign = a->sign;  /* abs(a) is bigger and a is negative */
 471                         break;
 472                 case 0:  /* a == b */
 473                         res_sign = (rounding_mode == FC_TONEGATIVE);
 474                         break;
 475                 case -1: /* a < b */
 476                         res_sign = b->sign; /* abs(b) is bigger and b is negative */
 477                         break;
 478                 default:
 479                         /* can't be reached */
 480                         res_sign = 0;
 481                         break;
 482                 }
 483         }
 484         else
 485                 res_sign = a->sign;
 486         result->sign = res_sign;
 487
 488         /* sign has been taken care of, check for special cases */
 489         if (a->desc.clss == ZERO || b->desc.clss == INF) {
 490                 if (b != result)
 491                         memcpy(result, b, calc_buffer_size);
 492                 fc_exact = b->desc.clss == NORMAL;
 493                 result->sign = res_sign;
 494                 return;
 495         }
 496         if (b->desc.clss == ZERO || a->desc.clss == INF) {
 497                 if (a != result)
 498                         memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 499                 fc_exact = a->desc.clss == NORMAL;
 500                 result->sign = res_sign;
 501                 return;
 502         }
 503
 504         /* shift the smaller value to the right to align the radix point */
 505         /* subnormals have their radix point shifted to the right,
 506          * take care of this first */
 507         if ((b->desc.clss == SUBNORMAL) && (a->desc.clss != SUBNORMAL)) {
 508                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 509                 sc_sub(exp_diff, temp, exp_diff);
 510         }
 511
 512         _shift_right(_mant(b), exp_diff, temp);
 513         sticky = sc_had_carry();
 514         fc_exact &= !sticky;
 515
 516         if (sticky && sign) {
 517                 /* if subtracting a little more than the represented value or adding a little
 518                  * more than the represented value to a negative value this, in addition to the
 519                  * still set sticky bit, takes account of the 'little more' */
 520                 char *temp1 = (char*) alloca(calc_buffer_size);
 521                 sc_val_from_ulong(1, temp1);
 522                 sc_add(temp, temp1, temp);
 523         }
 524
 525         if (sign) {
 526                 if (sc_comp(_mant(a), temp) == -1)
 527                         sc_sub(temp, _mant(a), _mant(result));
 528                 else
 529                         sc_sub(_mant(a), temp, _mant(result));
 530         } else {
 531                 sc_add(_mant(a), temp, _mant(result));
 532         }
 533
 534         /* _normalize expects a 'normal' radix point, adding two subnormals
 535          * results in a subnormal radix point -> shifting before normalizing */
 536         if ((a->desc.clss == SUBNORMAL) && (b->desc.clss == SUBNORMAL)) {
 537                 sc_val_from_ulong(1, NULL);
 538                 _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
 539         }
 540
 541         /* resulting exponent is the bigger one */
 542         memmove(_exp(result), _exp(a), value_size);
 543
 544         fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
 545 }
 546
 547 /**
 548  * calculate a * b
 549  */
 550 static void _fmul(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
 551 {
 552         int sticky;
 553         char *temp;
 554         char res_sign;
 555
 556         fc_exact = 1;
 557
 558         handle_NAN(a, b, result);
 559
 560         temp = (char*) alloca(value_size);
 561
 562         if (result != a && result != b)
 563                 result->desc = a->desc;
 564
 565         result->sign = res_sign = a->sign ^ b->sign;
 566
 567         /* produce NaN on 0 * inf */
 568         if (a->desc.clss == ZERO) {
 569                 if (b->desc.clss == INF) {
 570                         fc_get_qnan(&a->desc, result);
 571                         fc_exact = 0;
 572                 } else {
 573                         if (a != result)
 574                                 memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 575                         result->sign = res_sign;
 576                 }
 577                 return;
 578         }
 579         if (b->desc.clss == ZERO) {
 580                 if (a->desc.clss == INF) {
 581                         fc_get_qnan(&a->desc, result);
 582                         fc_exact = 0;
 583                 } else {
 584                         if (b != result)
 585                                 memcpy(result, b, calc_buffer_size);
 586                         result->sign = res_sign;
 587                 }
 588                 return;
 589         }
 590
 591         if (a->desc.clss == INF) {
 592                 fc_exact = 0;
 593                 if (a != result)
 594                         memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 595                 result->sign = res_sign;
 596                 return;
 597         }
 598         if (b->desc.clss == INF) {
 599                 fc_exact = 0;
 600                 if (b != result)
 601                         memcpy(result, b, calc_buffer_size);
 602                 result->sign = res_sign;
 603                 return;
 604         }
 605
 606         /* exp = exp(a) + exp(b) - excess */
 607         sc_add(_exp(a), _exp(b), _exp(result));
 608
 609         sc_val_from_ulong((1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1, temp);
 610         sc_sub(_exp(result), temp, _exp(result));
 611
 612         /* mixed normal, subnormal values introduce an error of 1, correct it */
 613         if ((a->desc.clss == SUBNORMAL) ^ (b->desc.clss == SUBNORMAL)) {
 614                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 615                 sc_add(_exp(result), temp, _exp(result));
 616         }
 617
 618         sc_mul(_mant(a), _mant(b), _mant(result));
 619
 620         /* realign result: after a multiplication the digits right of the radix
 621          * point are the sum of the factors' digits after the radix point. As all
 622          * values are normalized they both have the same amount of these digits,
 623          * which has to be restored by proper shifting
 624          * because of the rounding bits */
 625         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS + result->desc.mantissa_size, temp);
 626
 627         _shift_right(_mant(result), temp, _mant(result));
 628         sticky = sc_had_carry();
 629         fc_exact &= !sticky;
 630
 631         fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
 632 }
 633
 634 /**
 635  * calculate a / b
 636  */
 637 static void _fdiv(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
 638 {
 639         int sticky;
 640         char *temp, *dividend;
 641         char res_sign;
 642
 643         fc_exact = 1;
 644
 645         handle_NAN(a, b, result);
 646
 647         temp = (char*) alloca(value_size);
 648         dividend = (char*) alloca(value_size);
 649
 650         if (result != a && result != b)
 651                 result->desc = a->desc;
 652
 653         result->sign = res_sign = a->sign ^ b->sign;
 654
 655         /* produce NAN on 0/0 and inf/inf */
 656         if (a->desc.clss == ZERO) {
 657                 if (b->desc.clss == ZERO) {
 658                         /* 0/0 -> NaN */
 659                         fc_get_qnan(&a->desc, result);
 660                         fc_exact = 0;
 661                 } else {
 662                         /* 0/x -> a */
 663                         if (a != result)
 664                                 memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 665                         result->sign = res_sign;
 666                 }
 667                 return;
 668         }
 669
 670         if (b->desc.clss == INF) {
 671                 fc_exact = 0;
 672                 if (a->desc.clss == INF) {
 673                         /* inf/inf -> NaN */
 674                         fc_get_qnan(&a->desc, result);
 675                 } else {
 676                         /* x/inf -> 0 */
 677                         sc_val_from_ulong(0, NULL);
 678                         _save_result(_exp(result));
 679                         _save_result(_mant(result));
 680                         result->desc.clss = ZERO;
 681                 }
 682                 return;
 683         }
 684
 685         if (a->desc.clss == INF) {
 686                 fc_exact = 0;
 687                 /* inf/x -> inf */
 688                 if (a != result)
 689                         memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 690                 result->sign = res_sign;
 691                 return;
 692         }
 693         if (b->desc.clss == ZERO) {
 694                 fc_exact = 0;
 695                 /* division by zero */
 696                 if (result->sign)
 697                         fc_get_minusinf(&a->desc, result);
 698                 else
 699                         fc_get_plusinf(&a->desc, result);
 700                 return;
 701         }
 702
 703         /* exp = exp(a) - exp(b) + excess - 1*/
 704         sc_sub(_exp(a), _exp(b), _exp(result));
 705         sc_val_from_ulong((1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 2, temp);
 706         sc_add(_exp(result), temp, _exp(result));
 707
 708         /* mixed normal, subnormal values introduce an error of 1, correct it */
 709         if ((a->desc.clss == SUBNORMAL) ^ (b->desc.clss == SUBNORMAL)) {
 710                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 711                 sc_add(_exp(result), temp, _exp(result));
 712         }
 713
 714         /* mant(res) = mant(a) / 1/2mant(b) */
 715         /* to gain more bits of precision in the result the dividend could be
 716          * shifted left, as this operation does not loose bits. This would not
 717          * fit into the integer precision, but due to the rounding bits (which
 718          * are always zero because the values are all normalized) the divisor
 719          * can be shifted right instead to achieve the same result */
 720         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS + result->desc.mantissa_size, temp);
 721
 722         _shift_left(_mant(a), temp, dividend);
 723
 724         {
 725                 char *divisor = (char*) alloca(calc_buffer_size);
 726                 sc_val_from_ulong(1, divisor);
 727                 _shift_right(_mant(b), divisor, divisor);
 728                 sc_div(dividend, divisor, _mant(result));
 729                 sticky = sc_had_carry();
 730                 fc_exact &= !sticky;
 731         }
 732
 733         fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
 734 }
 735
 736 #if 0
 737 static void _power_of_ten(int exp, ieee_descriptor_t *desc, char *result)
 738 {
 739         char *build;
 740         char *temp;
 741
 742         /* positive sign */
 743         result->sign = 0;
 744
 745         /* set new descriptor (else result is supposed to already have one) */
 746         if (desc != NULL)
 747                 result->desc = *desc;
 748
 749         build = alloca(value_size);
 750         temp = alloca(value_size);
 751
 752         sc_val_from_ulong((1 << (result->desc.exponent_size - 1)) - 1, _exp(result));
 753
 754         if (exp > 0) {
 755                 /* temp is value of ten now */
 756                 sc_val_from_ulong(10, NULL);
 757                 _save_result(temp);
 758
 759                 for (exp--; exp > 0; exp--) {
 760                         _save_result(build);
 761                         sc_mul(build, temp, NULL);
 762                 }
 763                 _save_result(build);
 764
 765                 /* temp is amount of left shift needed to put the value left of the radix point */
 766                 sc_val_from_ulong(result->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS, temp);
 767
 768                 _shift_left(build, temp, _mant(result));
 769
 770                 _normalize(result, result, 0);
 771         }
 772 }
 773 #endif
 774
 775 /**
 776  * Truncate the fractional part away.
 777  *
 778  * This does not clip to any integer range.
 779  */
 780 static void _trunc(const fp_value *a, fp_value *result)
 781 {
 782         /*
 783          * When exponent == 0 all bits left of the radix point
 784          * are the integral part of the value. For 15bit exp_size
 785          * this would require a left shift of max. 16383 bits which
 786          * is too much.
 787          * But it is enough to ensure that no bit right of the radix
 788          * point remains set. This restricts the interesting
 789          * exponents to the interval [0, mant_size-1].
 790          * Outside this interval the truncated value is either 0 or
 791          * it does not have fractional parts.
 792          */
 793
 794         int exp_bias, exp_val;
 795         char *temp;
 796
 797         /* fixme: can be exact */
 798         fc_exact = 0;
 799
 800         temp = (char*) alloca(value_size);
 801
 802         if (a != result)
 803                 result->desc = a->desc;
 804
 805         exp_bias = (1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1;
 806         exp_val  = sc_val_to_long(_exp(a)) - exp_bias;
 807
 808         if (exp_val < 0) {
 809                 sc_val_from_ulong(0, NULL);
 810                 _save_result(_exp(result));
 811                 _save_result(_mant(result));
 812                 result->desc.clss = ZERO;
 813
 814                 return;
 815         }
 816
 817         if (exp_val > a->desc.mantissa_size) {
 818                 if (a != result)
 819                         memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 820
 821                 return;
 822         }
 823
 824         /* set up a proper mask to delete all bits right of the
 825          * radix point if the mantissa had been shifted until exp == 0 */
 826         sc_max_from_bits(1 + exp_val, 0, temp);
 827         sc_val_from_long(a->desc.mantissa_size - exp_val + 2, NULL);
 828         _shift_left(temp, sc_get_buffer(), temp);
 829
 830         /* and the mask and return the result */
 831         sc_and(_mant(a), temp, _mant(result));
 832
 833         if (a != result) {
 834                 memcpy(_exp(result), _exp(a), value_size);
 835                 result->sign = a->sign;
 836         }
 837 }
 838
 839 /********
 840  * functions defined in fltcalc.h
 841  ********/
 842 const void *fc_get_buffer(void)
 843 {
 844         return calc_buffer;
 845 }
 846
 847 int fc_get_buffer_length(void)
 848 {
 849         return calc_buffer_size;
 850 }
 851
 852 void *fc_val_from_str(const char *str, size_t len, const ieee_descriptor_t *desc, void *result)
 853 {
 854         char *buffer;
 855
 856         /* XXX excuse of an implementation to make things work */
 857         LLDBL             val;
 858         fp_value          *tmp = (fp_value*) alloca(calc_buffer_size);
 859         ieee_descriptor_t tmp_desc;
 860
 861         buffer = (char*) alloca(len+1);
 862         memcpy(buffer, str, len);
 863         buffer[len] = '\0';
 864         val = strtold(buffer, NULL);
 865
 866         DEBUGPRINTF(("val_from_str(%s)\n", str));
 867         tmp_desc.exponent_size = 15;
 868         tmp_desc.mantissa_size = 63;
 869         tmp_desc.explicit_one  = 1;
 870         tmp_desc.clss          = NORMAL;
 871         fc_val_from_ieee754(val, &tmp_desc, tmp);
 872
 873         return fc_cast(tmp, desc, (fp_value*) result);
 874 }
 875
 876 fp_value *fc_val_from_ieee754(LLDBL l, const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result)
 877 {
 878         char    *temp;
 879         int     bias_res, bias_val, mant_val;
 880         value_t srcval;
 881         char    sign;
 882         UINT32  exponent, mantissa0, mantissa1;
 883
 884         srcval.d = l;
 885         bias_res = ((1 << (desc->exponent_size - 1)) - 1);
 886
 887 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
 888         mant_val  = 63;
 889         bias_val  = 0x3fff;
 890         sign      = (srcval.val.high & 0x00008000) != 0;
 891         exponent  = (srcval.val.high & 0x00007FFF) ;
 892         mantissa0 = srcval.val.mid;
 893         mantissa1 = srcval.val.low;
 894 #else /* no long double */
 895         mant_val  = 52;
 896         bias_val  = 0x3ff;
 897         sign      = (srcval.val.high & 0x80000000) != 0;
 898         exponent  = (srcval.val.high & 0x7FF00000) >> 20;
 899         mantissa0 = srcval.val.high & 0x000FFFFF;
 900         mantissa1 = srcval.val.low;
 901 #endif
 902
 903 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
 904         TRACEPRINTF(("val_from_float(%.8X%.8X%.8X)\n", ((int*)&l)[2], ((int*)&l)[1], ((int*)&l)[0]));/* srcval.val.high, srcval.val.mid, srcval.val.low)); */
 905         DEBUGPRINTF(("(%d-%.4X-%.8X%.8X)\n", sign, exponent, mantissa0, mantissa1));
 906 #else
 907         TRACEPRINTF(("val_from_float(%.8X%.8X)\n", srcval.val.high, srcval.val.low));
 908         DEBUGPRINTF(("(%d-%.3X-%.5X%.8X)\n", sign, exponent, mantissa0, mantissa1));
 909 #endif
 910
 911         if (result == NULL) result = calc_buffer;
 912         temp = (char*) alloca(value_size);
 913
 914         /* CLEAR the buffer, else some bits might be uninitialized */
 915         memset(result, 0, fc_get_buffer_length());
 916
 917         result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
 918         result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
 919         result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
 920
 921         /* extract sign */
 922         result->sign = sign;
 923
 924         /* sign and flag suffice to identify NaN or inf, no exponent/mantissa
 925          * encoding is needed. the function can return immediately in these cases */
 926         if (isnan(l)) {
 927                 result->desc.clss = NAN;
 928                 TRACEPRINTF(("val_from_float resulted in NAN\n"));
 929                 return result;
 930         } else if (isinf(l)) {
 931                 result->desc.clss = INF;
 932                 TRACEPRINTF(("val_from_float resulted in %sINF\n", (result->sign == 1) ? "-" : ""));
 933                 return result;
 934         }
 935
 936         /* build exponent, because input and output exponent and mantissa sizes may differ
 937          * this looks more complicated than it is: unbiased input exponent + output bias,
 938          * minus the mantissa difference which is added again later when the output float
 939          * becomes normalized */
 940         sc_val_from_long((exponent - bias_val + bias_res) - (mant_val - desc->mantissa_size), _exp(result));
 941
 942         /* build mantissa representation */
 943         if (exponent != 0) {
 944                 /* insert the hidden bit */
 945                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 946                 sc_val_from_ulong(mant_val + ROUNDING_BITS, NULL);
 947                 _shift_left(temp, sc_get_buffer(), NULL);
 948         }
 949         else {
 950                 sc_val_from_ulong(0, NULL);
 951         }
 952
 953         _save_result(_mant(result));
 954
 955         /* bits from the upper word */
 956         sc_val_from_ulong(mantissa0, temp);
 957         sc_val_from_ulong(34, NULL);
 958         _shift_left(temp, sc_get_buffer(), temp);
 959         sc_or(_mant(result), temp, _mant(result));
 960
 961         /* bits from the lower word */
 962         sc_val_from_ulong(mantissa1, temp);
 963         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, NULL);
 964         _shift_left(temp, sc_get_buffer(), temp);
 965         sc_or(_mant(result), temp, _mant(result));
 966
 967         /* _normalize expects the radix point to be normal, so shift mantissa of subnormal
 968          * origin one to the left */
 969         if (exponent == 0) {
 970                 sc_val_from_ulong(1, NULL);
 971                 _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
 972         }
 973
 974         normalize(result, result, 0);
 975
 976         TRACEPRINTF(("val_from_float results in %s\n", fc_print(result, temp, calc_buffer_size, FC_PACKED)));
 977
 978         return result;
 979 }
 980
 981 LLDBL fc_val_to_ieee754(const fp_value *val)
 982 {
 983         fp_value *value;
 984         fp_value *temp = NULL;
 985
 986         int byte_offset;
 987
 988         UINT32 sign;
 989         UINT32 exponent;
 990         UINT32 mantissa0;
 991         UINT32 mantissa1;
 992
 993         value_t           buildval;
 994         ieee_descriptor_t desc;
 995         unsigned          mantissa_size;
 996
 997 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
 998         desc.exponent_size = 15;
 999         desc.mantissa_size = 63;
1000         desc.explicit_one  = 1;
1001         desc.clss          = NORMAL;
1002 #else
1003         desc.exponent_size = 11;
1004         desc.mantissa_size = 52;
1005         desc.explicit_one  = 0;
1006         desc.clss          = NORMAL;
1007 #endif
1008         mantissa_size = desc.mantissa_size + desc.explicit_one;
1009
1010         temp = (fp_value*) alloca(calc_buffer_size);
1011         value = fc_cast(val, &desc, temp);
1012
1013         sign = value->sign;
1014
1015         /* @@@ long double exponent is 15bit, so the use of sc_val_to_long should not
1016          * lead to wrong results */
1017         exponent = sc_val_to_long(_exp(value)) ;
1018
1019         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, NULL);
1020         _shift_right(_mant(value), sc_get_buffer(), _mant(value));
1021
1022         mantissa0 = 0;
1023         mantissa1 = 0;
1024
1025         for (byte_offset = 0; byte_offset < 4; byte_offset++)
1026                 mantissa1 |= sc_sub_bits(_mant(value), mantissa_size, byte_offset) << (byte_offset << 3);
1027
1028         for (; (byte_offset<<3) < desc.mantissa_size; byte_offset++)
1029                 mantissa0 |= sc_sub_bits(_mant(value), mantissa_size, byte_offset) << ((byte_offset - 4) << 3);
1030
1031 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
1032         buildval.val.high = sign << 15;
1033         buildval.val.high |= exponent;
1034         buildval.val.mid = mantissa0;
1035         buildval.val.low = mantissa1;
1036 #else /* no long double */
1037         mantissa0 &= 0x000FFFFF;  /* get rid of garbage */
1038         buildval.val.high = sign << 31;
1039         buildval.val.high |= exponent << 20;
1040         buildval.val.high |= mantissa0;
1041         buildval.val.low = mantissa1;
1042 #endif
1043
1044         TRACEPRINTF(("val_to_float: %d-%x-%x%x\n", sign, exponent, mantissa0, mantissa1));
1045         return buildval.d;
1046 }
1047
1048 fp_value *fc_cast(const fp_value *value, const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1049 {
1050         char *temp;
1051         int exp_offset, val_bias, res_bias;
1052
1053         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1054         temp = (char*) alloca(value_size);
1055
1056         if (value->desc.exponent_size == desc->exponent_size &&
1057                 value->desc.mantissa_size == desc->mantissa_size &&
1058                 value->desc.explicit_one  == desc->explicit_one) {
1059                 if (value != result)
1060                         memcpy(result, value, calc_buffer_size);
1061                 return result;
1062         }
1063
1064         if (value->desc.clss == NAN) {
1065                 if (sc_get_highest_set_bit(_mant(value)) == value->desc.mantissa_size + 1)
1066                         return fc_get_qnan(desc, result);
1067                 else
1068                         return fc_get_snan(desc, result);
1069         }
1070         else if (value->desc.clss == INF) {
1071                 if (value->sign == 0)
1072                         return fc_get_plusinf(desc, result);
1073                 else
1074                         return fc_get_minusinf(desc, result);
1075         }
1076
1077         /* set the descriptor of the new value */
1078         result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
1079         result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
1080         result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
1081         result->desc.clss          = value->desc.clss;
1082
1083         result->sign = value->sign;
1084
1085         /* when the mantissa sizes differ normalizing has to shift to align it.
1086          * this would change the exponent, which is unwanted. So calculate this
1087          * offset and add it */
1088         val_bias = (1 << (value->desc.exponent_size - 1)) - 1;
1089         res_bias = (1 << (desc->exponent_size - 1)) - 1;
1090
1091         exp_offset = (res_bias - val_bias) - (value->desc.mantissa_size - desc->mantissa_size);
1092         sc_val_from_long(exp_offset, temp);
1093         sc_add(_exp(value), temp, _exp(result));
1094
1095         /* _normalize expects normalized radix point */
1096         if (value->desc.clss == SUBNORMAL) {
1097                 sc_val_from_ulong(1, NULL);
1098                 _shift_left(_mant(value), sc_get_buffer(), _mant(result));
1099         } else if (value != result) {
1100                 memcpy(_mant(result), _mant(value), value_size);
1101         } else {
1102                 memmove(_mant(result), _mant(value), value_size);
1103         }
1104
1105         normalize(result, result, 0);
1106         TRACEPRINTF(("Cast results in %s\n", fc_print(result, temp, value_size, FC_PACKED)));
1107         return result;
1108 }
1109
1110 fp_value *fc_get_max(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1111 {
1112         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1113
1114         result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
1115         result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
1116         result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
1117         result->desc.clss          = NORMAL;
1118
1119         result->sign = 0;
1120
1121         sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 2, _exp(result));
1122
1123         sc_max_from_bits(desc->mantissa_size + 1, 0, _mant(result));
1124         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, NULL);
1125         _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
1126
1127         return result;
1128 }
1129
1130 fp_value *fc_get_min(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1131 {
1132         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1133
1134         fc_get_max(desc, result);
1135         result->sign = 1;
1136
1137         return result;
1138 }
1139
1140 fp_value *fc_get_snan(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1141 {
1142         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1143
1144         result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
1145         result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
1146         result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
1147         result->desc.clss          = NAN;
1148
1149         result->sign = 0;
1150
1151         sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
1152
1153         /* signaling NaN has non-zero mantissa with msb not set */
1154         sc_val_from_ulong(1, _mant(result));
1155
1156         return result;
1157 }
1158
1159 fp_value *fc_get_qnan(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1160 {
1161         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1162
1163         result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
1164         result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
1165         result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
1166         result->desc.clss          = NAN;
1167
1168         result->sign = 0;
1169
1170         sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
1171
1172         /* quiet NaN has the msb of the mantissa set, so shift one there */
1173         sc_val_from_ulong(1, _mant(result));
1174         /* mantissa_size >+< 1 because of two extra rounding bits */
1175         sc_val_from_ulong(desc->mantissa_size + 1, NULL);
1176         _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
1177
1178         return result;
1179 }
1180
1181 fp_value *fc_get_plusinf(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1182 {
1183         char *mant;
1184
1185         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1186
1187         result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
1188         result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
1189         result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
1190         result->desc.clss          = INF;
1191
1192         result->sign = 0;
1193
1194         sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
1195
1196         mant = _mant(result);
1197         sc_val_from_ulong(0, mant);
1198         if (desc->explicit_one) {
1199                 sc_set_bit_at(mant, result->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS);
1200         }
1201
1202         return result;
1203 }
1204
1205 fp_value *fc_get_minusinf(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1206 {
1207         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1208
1209         fc_get_plusinf(desc, result);
1210         result->sign = 1;
1211
1212         return result;
1213 }
1214
1215 int fc_comp(const fp_value *val_a, const fp_value *val_b)
1216 {
1217         int mul = 1;
1218
1219         /*
1220          * shortcut: if both values are identical, they are either
1221          * Unordered if NaN or equal
1222          */
1223         if (val_a == val_b)
1224                 return val_a->desc.clss == NAN ? 2 : 0;
1225
1226         /* unordered if one is a NaN */
1227         if (val_a->desc.clss == NAN || val_b->desc.clss == NAN)
1228                 return 2;
1229
1230         /* zero is equal independent of sign */
1231         if ((val_a->desc.clss == ZERO) && (val_b->desc.clss == ZERO))
1232                 return 0;
1233
1234         /* different signs make compare easy */
1235         if (val_a->sign != val_b->sign)
1236                 return (val_a->sign == 0) ? (1) : (-1);
1237
1238         mul = val_a->sign ? -1 : 1;
1239
1240         /* both infinity means equality */
1241         if ((val_a->desc.clss == INF) && (val_b->desc.clss == INF))
1242                 return 0;
1243
1244         /* infinity is bigger than the rest */
1245         if (val_a->desc.clss == INF)
1246                 return  1 * mul;
1247         if (val_b->desc.clss == INF)
1248                 return -1 * mul;
1249
1250         /* check first exponent, that mantissa if equal */
1251         switch (sc_comp(_exp(val_a), _exp(val_b))) {
1252         case -1:
1253                 return -1 * mul;
1254         case  1:
1255                 return  1 * mul;
1256         case  0:
1257                 return sc_comp(_mant(val_a), _mant(val_b)) * mul;
1258         default:
1259                 return 2;
1260         }
1261 }
1262
1263 int fc_is_zero(const fp_value *a)
1264 {
1265         return a->desc.clss == ZERO;
1266 }
1267
1268 int fc_is_negative(const fp_value *a)
1269 {
1270         return a->sign;
1271 }
1272
1273 int fc_is_inf(const fp_value *a)
1274 {
1275         return a->desc.clss == INF;
1276 }
1277
1278 int fc_is_nan(const fp_value *a)
1279 {
1280         return a->desc.clss == NAN;
1281 }
1282
1283 int fc_is_subnormal(const fp_value *a)
1284 {
1285         return a->desc.clss == SUBNORMAL;
1286 }
1287
1288 char *fc_print(const fp_value *val, char *buf, int buflen, unsigned base)
1289 {
1290         char *mul_1;
1291         LLDBL flt_val;
1292
1293         mul_1 = (char*) alloca(calc_buffer_size);
1294
1295         switch (base) {
1296         case FC_DEC:
1297                 switch ((value_class_t)val->desc.clss) {
1298                 case INF:
1299                         snprintf(buf, buflen, "%cINF", val->sign ? '-' : '+');
1300                         break;
1301                 case NAN:
1302                         snprintf(buf, buflen, "NaN");
1303                         break;
1304                 case ZERO:
1305                         snprintf(buf, buflen, "0.0");
1306                         break;
1307                 default:
1308                         flt_val = fc_val_to_ieee754(val);
1309 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
1310                         /* XXX 30 is arbitrary */
1311                         snprintf(buf, buflen, "%.30LE", flt_val);
1312 #else
1313                         snprintf(buf, buflen, "%.18E", flt_val);
1314 #endif
1315                 }
1316                 break;
1317
1318         case FC_HEX:
1319                 switch ((value_class_t)val->desc.clss) {
1320                 case INF:
1321                         snprintf(buf, buflen, "%cINF", val->sign ? '-' : '+');
1322                         break;
1323                 case NAN:
1324                         snprintf(buf, buflen, "NAN");
1325                         break;
1326                 case ZERO:
1327                         snprintf(buf, buflen, "0.0");
1328                         break;
1329                 default:
1330                         flt_val = fc_val_to_ieee754(val);
1331 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
1332                         snprintf(buf, buflen, "%LA", flt_val);
1333 #else
1334                         snprintf(buf, buflen, "%A", flt_val);
1335 #endif
1336                 }
1337                 break;
1338
1339         case FC_PACKED:
1340         default:
1341                 snprintf(buf, buflen, "%s", sc_print(pack(val, mul_1), value_size*4, SC_HEX, 0));
1342                 buf[buflen - 1] = '\0';
1343                 break;
1344         }
1345         return buf;
1346 }
1347
1348 unsigned char fc_sub_bits(const fp_value *value, unsigned num_bits, unsigned byte_ofs)
1349 {
1350         /* this is used to cache the packed version of the value */
1351         static char *packed_value = NULL;
1352
1353         if (packed_value == NULL) packed_value = XMALLOCN(char, value_size);
1354
1355         if (value != NULL)
1356                 pack(value, packed_value);
1357
1358         return sc_sub_bits(packed_value, num_bits, byte_ofs);
1359 }
1360
1361 /* Returns non-zero if the mantissa is zero, i.e. 1.0Exxx */
1362 int fc_zero_mantissa(const fp_value *value)
1363 {
1364         return sc_get_lowest_set_bit(_mant(value)) == ROUNDING_BITS + value->desc.mantissa_size;
1365 }
1366
1367 /* Returns the exponent of a value. */
1368 int fc_get_exponent(const fp_value *value)
1369 {
1370         int exp_bias = (1 << (value->desc.exponent_size - 1)) - 1;
1371         return sc_val_to_long(_exp(value)) - exp_bias;
1372 }
1373
1374 /* Return non-zero if a given value can be converted lossless into another precision */
1375 int fc_can_lossless_conv_to(const fp_value *value, const ieee_descriptor_t *desc)
1376 {
1377         int v;
1378         int exp_bias;
1379
1380         /* handle some special cases first */
1381         switch (value->desc.clss) {
1382         case ZERO:
1383         case INF:
1384         case NAN:
1385                 return 1;
1386         default:
1387                 break;
1388         }
1389
1390         /* check if the exponent can be encoded: note, 0 and all ones are reserved for the exponent */
1391         exp_bias = (1 << (desc->exponent_size - 1)) - 1;
1392         v = fc_get_exponent(value) + exp_bias;
1393         if (0 < v && v < (1 << desc->exponent_size) - 1) {
1394                 /* exponent can be encoded, now check the mantissa */
1395                 v = value->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS - sc_get_lowest_set_bit(_mant(value));
1396                 return v <= desc->mantissa_size;
1397         }
1398         return 0;
1399 }
1400
1401
1402 fc_rounding_mode_t fc_set_rounding_mode(fc_rounding_mode_t mode)
1403 {
1404         if (mode == FC_TONEAREST || mode == FC_TOPOSITIVE || mode == FC_TONEGATIVE || mode == FC_TOZERO)
1405                 rounding_mode = mode;
1406
1407         return rounding_mode;
1408 }
1409
1410 fc_rounding_mode_t fc_get_rounding_mode(void)
1411 {
1412         return rounding_mode;
1413 }
1414
1415 void init_fltcalc(int precision)
1416 {
1417         if (calc_buffer == NULL) {
1418                 /* does nothing if already init */
1419                 if (precision == 0) precision = FC_DEFAULT_PRECISION;
1420
1421                 init_strcalc(precision + 2 + ROUNDING_BITS);
1422
1423                 /* needs additionally rounding bits, one bit as explicit 1., and one for
1424                  * addition overflow */
1425                 max_precision = sc_get_precision() - (2 + ROUNDING_BITS);
1426                 if (max_precision < precision)
1427                         printf("WARNING: not enough precision available, using %d\n", max_precision);
1428
1429                 rounding_mode    = FC_TONEAREST;
1430                 value_size       = sc_get_buffer_length();
1431                 calc_buffer_size = sizeof(fp_value) + 2*value_size - 1;
1432
1433                 calc_buffer = (fp_value*) xmalloc(calc_buffer_size);
1434                 memset(calc_buffer, 0, calc_buffer_size);
1435                 DEBUGPRINTF(("init fltcalc:\n\tVALUE_SIZE = %d\ntCALC_BUFFER_SIZE = %d\n\tcalc_buffer = %p\n\n", value_size, calc_buffer_size, calc_buffer));
1436 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
1437                 DEBUGPRINTF(("\tUsing long double (1-15-64) interface\n"));
1438 #else
1439                 DEBUGPRINTF(("\tUsing double (1-11-52) interface\n"));
1440 #endif
1441 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
1442                 DEBUGPRINTF(("\tWord order is big endian\n\n"));
1443 #else
1444                 DEBUGPRINTF(("\tWord order is little endian\n\n"));
1445 #endif
1446         }
1447 }
1448
1449 void finish_fltcalc (void)
1450 {
1451         free(calc_buffer); calc_buffer = NULL;
1452 }
1453
1454 #ifdef FLTCALC_TRACE_CALC
1455 static char buffer[100];
1456 #endif
1457
1458 /* definition of interface functions */
1459 fp_value *fc_add(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
1460 {
1461         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1462
1463         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1464         TRACEPRINTF(("+ %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1465
1466         /* make the value with the bigger exponent the first one */
1467         if (sc_comp(_exp(a), _exp(b)) == -1)
1468                 _fadd(b, a, result);
1469         else
1470                 _fadd(a, b, result);
1471
1472         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1473         return result;
1474 }
1475
1476 fp_value *fc_sub(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
1477 {
1478         fp_value *temp;
1479
1480         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1481
1482         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1483         TRACEPRINTF(("- %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1484
1485         temp = (fp_value*) alloca(calc_buffer_size);
1486         memcpy(temp, b, calc_buffer_size);
1487         temp->sign = !b->sign;
1488         if (sc_comp(_exp(a), _exp(temp)) == -1)
1489                 _fadd(temp, a, result);
1490         else
1491                 _fadd(a, temp, result);
1492
1493         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1494         return result;
1495 }
1496
1497 fp_value *fc_mul(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
1498 {
1499         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1500
1501         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1502         TRACEPRINTF(("* %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1503
1504         _fmul(a, b, result);
1505
1506         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1507         return result;
1508 }
1509
1510 fp_value *fc_div(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
1511 {
1512         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1513
1514         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1515         TRACEPRINTF(("/ %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1516
1517         _fdiv(a, b, result);
1518
1519         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1520         return result;
1521 }
1522
1523 fp_value *fc_neg(const fp_value *a, fp_value *result)
1524 {
1525         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1526
1527         TRACEPRINTF(("- %s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1528
1529         if (a != result)
1530                 memcpy(result, a, calc_buffer_size);
1531         result->sign = !a->sign;
1532
1533         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1534         return result;
1535 }
1536
1537 fp_value *fc_int(const fp_value *a, fp_value *result)
1538 {
1539         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1540
1541         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1542         TRACEPRINTF(("truncated to integer "));
1543
1544         _trunc(a, result);
1545
1546         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1547         return result;
1548 }
1549
1550 fp_value *fc_rnd(const fp_value *a, fp_value *result)
1551 {
1552         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1553
1554         (void) a;
1555         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1556         TRACEPRINTF(("rounded to integer "));
1557
1558         panic("fc_rnd() not yet implemented");
1559 }
1560
1561 /*
1562  * convert a floating point value into an sc value ...
1563  */
1564 int fc_flt2int(const fp_value *a, void *result, ir_mode *dst_mode)
1565 {
1566         if (a->desc.clss == NORMAL) {
1567                 int exp_bias = (1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1;
1568                 int exp_val  = sc_val_to_long(_exp(a)) - exp_bias;
1569                 int shift, highest;
1570                 int mantissa_size;
1571                 int tgt_bits;
1572
1573                 if (a->sign && !mode_is_signed(dst_mode)) {
1574                         /* FIXME: for now we cannot convert this */
1575                         return 0;
1576                 }
1577
1578                 tgt_bits = get_mode_size_bits(dst_mode);
1579                 if (mode_is_signed(dst_mode))
1580                         --tgt_bits;
1581
1582                 assert(exp_val >= 0 && "floating point value not integral before fc_flt2int() call");
1583                 mantissa_size = a->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS;
1584                 shift         = exp_val - mantissa_size;
1585
1586                 if (tgt_bits < mantissa_size + 1)
1587                         tgt_bits = mantissa_size + 1;
1588                 if (shift > 0) {
1589                         sc_shlI(_mant(a),  shift, tgt_bits, 0, result);
1590                 } else {
1591                         sc_shrI(_mant(a), -shift, tgt_bits, 0, result);
1592                 }
1593
1594                 /* check for overflow */
1595                 highest = sc_get_highest_set_bit(result);
1596
1597                 if (mode_is_signed(dst_mode)) {
1598                         if (highest == sc_get_lowest_set_bit(result)) {
1599                                 /* need extra test for MIN_INT */
1600                                 if (highest >= (int) get_mode_size_bits(dst_mode)) {
1601                                         /* FIXME: handle overflow */
1602                                         return 0;
1603                                 }
1604                         } else {
1605                                 if (highest >= (int) get_mode_size_bits(dst_mode) - 1) {
1606                                         /* FIXME: handle overflow */
1607                                         return 0;
1608                                 }
1609                         }
1610                 } else {
1611                         if (highest >= (int) get_mode_size_bits(dst_mode)) {
1612                                 /* FIXME: handle overflow */
1613                                 return 0;
1614                         }
1615                 }
1616
1617                 if (a->sign)
1618                         sc_neg(result, result);
1619
1620                 return 1;
1621         }
1622         else if (a->desc.clss == ZERO) {
1623                 sc_zero(result);
1624                 return 1;
1625         }
1626         return 0;
1627 }
1628
1629
1630 unsigned fc_set_immediate_precision(unsigned bits)
1631 {
1632         unsigned old = immediate_prec;
1633
1634         immediate_prec = bits;
1635         return old;
1636 }
1637
1638 int fc_is_exact(void)
1639 {
1640         return fc_exact;
1641 }