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