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  */
  26 #include "config.h"
  27
  28 #include "fltcalc.h"
  29 #include "strcalc.h"
  30 #include "error.h"
  31
  32 #include <math.h>
  33 #include <inttypes.h>
  34 #include <string.h>
  35 #include <stdlib.h>
  36 #include <stdio.h>
  37 #include <assert.h>
  38 #include <stdbool.h>
  39
  40 #include "xmalloc.h"
  41
  42 /*
  43  * portability stuff (why do we even care about the msvc people with their C89?)
  44  */
  45
  46
  47 static long double string_to_long_double(const char *str)
  48 {
  49 #if __STDC_VERSION__ >= 199901L || _POSIX_C_SOURCE >= 200112L
  50         return strtold(str, NULL);
  51 #else
  52         return strtod(str, NULL);
  53 #endif
  54 }
  55
  56 static bool my_isnan(long double val)
  57 {
  58 #if __STDC_VERSION__ >= 199901L
  59         return isnan(val);
  60 #else
  61         /* hopefully the compiler does not optimize aggressively (=incorrect) */
  62         return val != val;
  63 #endif
  64 }
  65
  66 static bool my_isinf(long double val)
  67 {
  68 #if __STDC_VERSION__ >= 199901L
  69         return isinf(val);
  70 #else
  71         /* hopefully the compiler does not optimize aggressively (=incorrect) */
  72         return my_isnan(val-val) && !my_isnan(val);
  73 #endif
  74 }
  75
  76 /** The number of extra precision rounding bits */
  77 #define ROUNDING_BITS 2
  78
  79 typedef union {
  80         struct {
  81 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
  82                 uint32_t high;
  83 #else
  84                 uint32_t low;
  85 #endif
  86                 uint32_t mid;
  87 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
  88                 uint32_t low;
  89 #else
  90                 uint32_t high;
  91 #endif
  92         } val_ld12;
  93         struct {
  94 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
  95                 uint32_t high;
  96 #else
  97                 uint32_t low;
  98 #endif
  99 #ifdef WORDS_BIGENDIAN
 100                 uint32_t low;
 101 #else
 102                 uint32_t high;
 103 #endif
 104         } val_ld8;
 105         volatile long double d;
 106 } value_t;
 107
 108 #define CLEAR_BUFFER(buffer) memset(buffer, 0, calc_buffer_size)
 109
 110 /* our floating point value */
 111 struct fp_value {
 112         float_descriptor_t desc;
 113         unsigned char clss;
 114         char sign;
 115         char value[1];        /* exp[value_size] + mant[value_size] */
 116 };
 117
 118 #define _exp(a)  &((a)->value[0])
 119 #define _mant(a) &((a)->value[value_size])
 120
 121 #define _save_result(x) memcpy((x), sc_get_buffer(), value_size)
 122 #define _shift_right(x, y, res) sc_shr((x), (y), value_size*4, 0, (res))
 123 #define _shift_left(x, y, res) sc_shl((x), (y), value_size*4, 0, (res))
 124
 125
 126 #ifdef FLTCALC_DEBUG
 127 #  define DEBUGPRINTF(x) printf x
 128 #else
 129 #  define DEBUGPRINTF(x) ((void)0)
 130 #endif
 131
 132 #ifdef FLTCALC_TRACE_CALC
 133 #  define TRACEPRINTF(x) printf x
 134 #else
 135 #  define TRACEPRINTF(x) ((void)0)
 136 #endif
 137
 138 /** A temporal buffer. */
 139 static fp_value *calc_buffer = NULL;
 140
 141 /** Current rounding mode.*/
 142 static fc_rounding_mode_t rounding_mode;
 143
 144 static int calc_buffer_size;
 145 static int value_size;
 146 static int max_precision;
 147
 148 /** Exact flag. */
 149 static int fc_exact = 1;
 150
 151 /** pack machine-like */
 152 static void *pack(const fp_value *int_float, void *packed)
 153 {
 154         char     *shift_val;
 155         char     *temp;
 156         fp_value *val_buffer;
 157         int      pos;
 158
 159         temp      = (char*) alloca(value_size);
 160         shift_val = (char*) alloca(value_size);
 161
 162         switch ((value_class_t)int_float->clss) {
 163         case FC_NAN:
 164                 val_buffer = (fp_value*) alloca(calc_buffer_size);
 165                 fc_get_qnan(&int_float->desc, val_buffer);
 166                 int_float = val_buffer;
 167                 break;
 168
 169         case FC_INF:
 170                 val_buffer = (fp_value*) alloca(calc_buffer_size);
 171                 fc_get_plusinf(&int_float->desc, val_buffer);
 172                 val_buffer->sign = int_float->sign;
 173                 int_float = val_buffer;
 174                 break;
 175
 176         default:
 177                 break;
 178         }
 179         assert(int_float->desc.explicit_one <= 1);
 180
 181         /* pack sign: move it to the left after exponent AND mantissa */
 182         sc_val_from_ulong(int_float->sign, temp);
 183
 184         pos = int_float->desc.exponent_size + int_float->desc.mantissa_size + int_float->desc.explicit_one;
 185         sc_val_from_ulong(pos, NULL);
 186         _shift_left(temp, sc_get_buffer(), packed);
 187
 188         /* pack exponent: move it to the left after mantissa */
 189         pos = int_float->desc.mantissa_size + int_float->desc.explicit_one;
 190         sc_val_from_ulong(pos, shift_val);
 191         _shift_left(_exp(int_float), shift_val, temp);
 192
 193         /* combine sign|exponent */
 194         sc_or(temp, packed, packed);
 195
 196         /* extract mantissa */
 197         /* remove rounding bits */
 198         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, shift_val);
 199         _shift_right(_mant(int_float), shift_val, temp);
 200
 201         /* remove leading 1 (or 0 if denormalized) */
 202         sc_max_from_bits(pos, 0, shift_val); /* all mantissa bits are 1's */
 203         sc_and(temp, shift_val, temp);
 204
 205         /* combine sign|exponent|mantissa */
 206         sc_or(temp, packed, packed);
 207
 208         return packed;
 209 }
 210
 211 /**
 212  * Normalize a fp_value.
 213  *
 214  * @return non-zero if result is exact
 215  */
 216 static int normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky)
 217 {
 218         int exact = 1;
 219         int hsb;
 220         char lsb, guard, round, round_dir = 0;
 221         char *temp = (char*) alloca(value_size);
 222
 223         /* save rounding bits at the end */
 224         hsb = ROUNDING_BITS + in_val->desc.mantissa_size - sc_get_highest_set_bit(_mant(in_val)) - 1;
 225
 226         if (in_val != out_val)   {
 227                 out_val->sign = in_val->sign;
 228                 out_val->desc = in_val->desc;
 229         }
 230
 231         out_val->clss = FC_NORMAL;
 232
 233         /* mantissa all zeros, so zero exponent (because of explicit one) */
 234         if (hsb == ROUNDING_BITS + in_val->desc.mantissa_size)   {
 235                 sc_val_from_ulong(0, _exp(out_val));
 236                 hsb = -1;
 237         }
 238
 239         /* shift the first 1 into the left of the radix point (i.e. hsb == -1) */
 240         if (hsb < -1)   {
 241                 /* shift right */
 242                 sc_val_from_ulong(-hsb-1, temp);
 243
 244                 _shift_right(_mant(in_val), temp, _mant(out_val));
 245
 246                 /* remember if some bits were shifted away */
 247                 if (sc_had_carry()) {
 248                         exact = 0;
 249                         sticky = 1;
 250                 }
 251                 sc_add(_exp(in_val), temp, _exp(out_val));
 252         } else if (hsb > -1) {
 253                 /* shift left */
 254                 sc_val_from_ulong(hsb+1, temp);
 255
 256                 _shift_left(_mant(in_val), temp, _mant(out_val));
 257
 258                 sc_sub(_exp(in_val), temp, _exp(out_val));
 259         }
 260
 261         /* check for exponent underflow */
 262         if (sc_is_negative(_exp(out_val)) || sc_is_zero(_exp(out_val))) {
 263                 DEBUGPRINTF(("Exponent underflow!\n"));
 264                 /* exponent underflow */
 265                 /* shift the mantissa right to have a zero exponent */
 266                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 267                 sc_sub(temp, _exp(out_val), NULL);
 268
 269                 _shift_right(_mant(out_val), sc_get_buffer(), _mant(out_val));
 270                 if (sc_had_carry()) {
 271                         exact  = 0;
 272                         sticky = 1;
 273                 }
 274                 /* denormalized means exponent of zero */
 275                 sc_val_from_ulong(0, _exp(out_val));
 276
 277                 out_val->clss = FC_SUBNORMAL;
 278         }
 279
 280         /* perform rounding by adding a value that clears the guard bit and the round bit
 281          * and either causes a carry to round up or not */
 282         /* get the last 3 bits of the value */
 283         lsb = sc_sub_bits(_mant(out_val), out_val->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS, 0) & 0x7;
 284         guard = (lsb&0x2)>>1;
 285         round = lsb&0x1;
 286
 287         switch (rounding_mode) {
 288         case FC_TONEAREST:
 289                 /* round to nearest representable value, if in doubt choose the version
 290                  * with lsb == 0 */
 291                 round_dir = guard && (sticky || round || lsb>>2);
 292                 break;
 293         case FC_TOPOSITIVE:
 294                 /* if positive: 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_TONEGATIVE:
 298                 /* if negative: round to one if the exact value is bigger, else to zero */
 299                 round_dir = (out_val->sign && (guard || round || sticky));
 300                 break;
 301         case FC_TOZERO:
 302                 /* always round to 0 (chopping mode) */
 303                 round_dir = 0;
 304                 break;
 305         }
 306         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"));
 307
 308         if (round_dir == 1) {
 309                 guard = (round^guard)<<1;
 310                 lsb = !(round || guard)<<2 | guard | round;
 311         } else {
 312                 lsb = -((guard<<1) | round);
 313         }
 314
 315         /* add the rounded value */
 316         if (lsb != 0) {
 317                 sc_val_from_long(lsb, temp);
 318                 sc_add(_mant(out_val), temp, _mant(out_val));
 319                 exact = 0;
 320         }
 321
 322         /* could have rounded down to zero */
 323         if (sc_is_zero(_mant(out_val)) && (out_val->clss == FC_SUBNORMAL))
 324                 out_val->clss = FC_ZERO;
 325
 326         /* check for rounding overflow */
 327         hsb = ROUNDING_BITS + out_val->desc.mantissa_size - sc_get_highest_set_bit(_mant(out_val)) - 1;
 328         if ((out_val->clss != FC_SUBNORMAL) && (hsb < -1)) {
 329                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 330                 _shift_right(_mant(out_val), temp, _mant(out_val));
 331                 if (exact && sc_had_carry())
 332                         exact = 0;
 333                 sc_add(_exp(out_val), temp, _exp(out_val));
 334         } else if ((out_val->clss == FC_SUBNORMAL) && (hsb == -1)) {
 335                 /* overflow caused the mantissa to be normal again,
 336                  * so adapt the exponent accordingly */
 337                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 338                 sc_add(_exp(out_val), temp, _exp(out_val));
 339
 340                 out_val->clss = FC_NORMAL;
 341         }
 342         /* no further rounding is needed, because rounding overflow means
 343          * the carry of the original rounding was propagated all the way
 344          * up to the bit left of the radix point. This implies the bits
 345          * to the right are all zeros (rounding is +1) */
 346
 347         /* check for exponent overflow */
 348         sc_val_from_ulong((1 << out_val->desc.exponent_size) - 1, temp);
 349         if (sc_comp(_exp(out_val), temp) != -1) {
 350                 DEBUGPRINTF(("Exponent overflow!\n"));
 351                 /* exponent overflow, reaction depends on rounding method:
 352                  *
 353                  * mode        | sign of value |  result
 354                  *--------------------------------------------------------------
 355                  * TO_NEAREST  |      +        |   +inf
 356                  *             |      -        |   -inf
 357                  *--------------------------------------------------------------
 358                  * TO_POSITIVE |      +        |   +inf
 359                  *             |      -        |   smallest representable value
 360                  *--------------------------------------------------------------
 361                  * TO_NEAGTIVE |      +        |   largest representable value
 362                  *             |      -        |   -inf
 363                  *--------------------------------------------------------------
 364                  * TO_ZERO     |      +        |   largest representable value
 365                  *             |      -        |   smallest representable value
 366                  *--------------------------------------------------------------*/
 367                 if (out_val->sign == 0) {
 368                         /* value is positive */
 369                         switch (rounding_mode) {
 370                         case FC_TONEAREST:
 371                         case FC_TOPOSITIVE:
 372                                 out_val->clss = FC_INF;
 373                                 break;
 374
 375                         case FC_TONEGATIVE:
 376                         case FC_TOZERO:
 377                                 fc_get_max(&out_val->desc, out_val);
 378                         }
 379                 } else {
 380                         /* value is negative */
 381                         switch (rounding_mode) {
 382                         case FC_TONEAREST:
 383                         case FC_TONEGATIVE:
 384                                 out_val->clss = FC_INF;
 385                                 break;
 386
 387                         case FC_TOPOSITIVE:
 388                         case FC_TOZERO:
 389                                 fc_get_min(&out_val->desc, out_val);
 390                         }
 391                 }
 392         }
 393         return exact;
 394 }
 395
 396 /**
 397  * Operations involving NaN's must return NaN.
 398  * They are NOT exact.
 399  */
 400 #define handle_NAN(a, b, result) \
 401 do {                                                      \
 402   if (a->clss == FC_NAN) {                                \
 403     if (a != result) memcpy(result, a, calc_buffer_size); \
 404     fc_exact = 0;                                         \
 405     return;                                               \
 406   }                                                       \
 407   if (b->clss == FC_NAN) {                                \
 408     if (b != result) memcpy(result, b, calc_buffer_size); \
 409     fc_exact = 0;                                         \
 410     return;                                               \
 411   }                                                       \
 412 }while (0)
 413
 414
 415 /**
 416  * calculate a + b, where a is the value with the bigger exponent
 417  */
 418 static void _fadd(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
 419 {
 420         char *temp;
 421         char *exp_diff;
 422
 423         char sign, res_sign;
 424         char sticky;
 425
 426         fc_exact = 1;
 427
 428         handle_NAN(a, b, result);
 429
 430         /* make sure result has a descriptor */
 431         if (result != a && result != b)
 432                 result->desc = a->desc;
 433
 434         /* determine if this is an addition or subtraction */
 435         sign = a->sign ^ b->sign;
 436
 437         /* produce NaN on inf - inf */
 438         if (sign && (a->clss == FC_INF) && (b->clss == FC_INF)) {
 439                 fc_exact = 0;
 440                 fc_get_qnan(&a->desc, result);
 441                 return;
 442         }
 443
 444         temp     = (char*) alloca(value_size);
 445         exp_diff = (char*) alloca(value_size);
 446
 447         /* get exponent difference */
 448         sc_sub(_exp(a), _exp(b), exp_diff);
 449
 450         /* initially set sign to be the sign of a, special treatment of subtraction
 451          * when exponents are equal is required though.
 452          * Also special care about the sign is needed when the mantissas are equal
 453          * (+/- 0 ?) */
 454         if (sign && sc_val_to_long(exp_diff) == 0) {
 455                 switch (sc_comp(_mant(a), _mant(b))) {
 456                 case 1:  /* a > b */
 457                         res_sign = a->sign;  /* abs(a) is bigger and a is negative */
 458                         break;
 459                 case 0:  /* a == b */
 460                         res_sign = (rounding_mode == FC_TONEGATIVE);
 461                         break;
 462                 case -1: /* a < b */
 463                         res_sign = b->sign; /* abs(b) is bigger and b is negative */
 464                         break;
 465                 default:
 466                         /* can't be reached */
 467                         res_sign = 0;
 468                         break;
 469                 }
 470         }
 471         else
 472                 res_sign = a->sign;
 473         result->sign = res_sign;
 474
 475         /* sign has been taken care of, check for special cases */
 476         if (a->clss == FC_ZERO || b->clss == FC_INF) {
 477                 if (b != result)
 478                         memcpy(result, b, calc_buffer_size);
 479                 fc_exact = b->clss == FC_NORMAL;
 480                 result->sign = res_sign;
 481                 return;
 482         }
 483         if (b->clss == FC_ZERO || a->clss == FC_INF) {
 484                 if (a != result)
 485                         memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 486                 fc_exact = a->clss == FC_NORMAL;
 487                 result->sign = res_sign;
 488                 return;
 489         }
 490
 491         /* shift the smaller value to the right to align the radix point */
 492         /* subnormals have their radix point shifted to the right,
 493          * take care of this first */
 494         if ((b->clss == FC_SUBNORMAL) && (a->clss != FC_SUBNORMAL)) {
 495                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 496                 sc_sub(exp_diff, temp, exp_diff);
 497         }
 498
 499         _shift_right(_mant(b), exp_diff, temp);
 500         sticky = sc_had_carry();
 501         fc_exact &= !sticky;
 502
 503         if (sticky && sign) {
 504                 /* if subtracting a little more than the represented value or adding a little
 505                  * more than the represented value to a negative value this, in addition to the
 506                  * still set sticky bit, takes account of the 'little more' */
 507                 char *temp1 = (char*) alloca(calc_buffer_size);
 508                 sc_val_from_ulong(1, temp1);
 509                 sc_add(temp, temp1, temp);
 510         }
 511
 512         if (sign) {
 513                 if (sc_comp(_mant(a), temp) == -1)
 514                         sc_sub(temp, _mant(a), _mant(result));
 515                 else
 516                         sc_sub(_mant(a), temp, _mant(result));
 517         } else {
 518                 sc_add(_mant(a), temp, _mant(result));
 519         }
 520
 521         /* _normalize expects a 'normal' radix point, adding two subnormals
 522          * results in a subnormal radix point -> shifting before normalizing */
 523         if ((a->clss == FC_SUBNORMAL) && (b->clss == FC_SUBNORMAL)) {
 524                 sc_val_from_ulong(1, NULL);
 525                 _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
 526         }
 527
 528         /* resulting exponent is the bigger one */
 529         memmove(_exp(result), _exp(a), value_size);
 530
 531         fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
 532 }
 533
 534 /**
 535  * calculate a * b
 536  */
 537 static void _fmul(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
 538 {
 539         int sticky;
 540         char *temp;
 541         char res_sign;
 542
 543         fc_exact = 1;
 544
 545         handle_NAN(a, b, result);
 546
 547         temp = (char*) alloca(value_size);
 548
 549         if (result != a && result != b)
 550                 result->desc = a->desc;
 551
 552         result->sign = res_sign = a->sign ^ b->sign;
 553
 554         /* produce NaN on 0 * inf */
 555         if (a->clss == FC_ZERO) {
 556                 if (b->clss == FC_INF) {
 557                         fc_get_qnan(&a->desc, result);
 558                         fc_exact = 0;
 559                 } else {
 560                         if (a != result)
 561                                 memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 562                         result->sign = res_sign;
 563                 }
 564                 return;
 565         }
 566         if (b->clss == FC_ZERO) {
 567                 if (a->clss == FC_INF) {
 568                         fc_get_qnan(&a->desc, result);
 569                         fc_exact = 0;
 570                 } else {
 571                         if (b != result)
 572                                 memcpy(result, b, calc_buffer_size);
 573                         result->sign = res_sign;
 574                 }
 575                 return;
 576         }
 577
 578         if (a->clss == FC_INF) {
 579                 fc_exact = 0;
 580                 if (a != result)
 581                         memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 582                 result->sign = res_sign;
 583                 return;
 584         }
 585         if (b->clss == FC_INF) {
 586                 fc_exact = 0;
 587                 if (b != result)
 588                         memcpy(result, b, calc_buffer_size);
 589                 result->sign = res_sign;
 590                 return;
 591         }
 592
 593         /* exp = exp(a) + exp(b) - excess */
 594         sc_add(_exp(a), _exp(b), _exp(result));
 595
 596         sc_val_from_ulong((1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1, temp);
 597         sc_sub(_exp(result), temp, _exp(result));
 598
 599         /* mixed normal, subnormal values introduce an error of 1, correct it */
 600         if ((a->clss == FC_SUBNORMAL) ^ (b->clss == FC_SUBNORMAL)) {
 601                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 602                 sc_add(_exp(result), temp, _exp(result));
 603         }
 604
 605         sc_mul(_mant(a), _mant(b), _mant(result));
 606
 607         /* realign result: after a multiplication the digits right of the radix
 608          * point are the sum of the factors' digits after the radix point. As all
 609          * values are normalized they both have the same amount of these digits,
 610          * which has to be restored by proper shifting
 611          * because of the rounding bits */
 612         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS + result->desc.mantissa_size, temp);
 613
 614         _shift_right(_mant(result), temp, _mant(result));
 615         sticky = sc_had_carry();
 616         fc_exact &= !sticky;
 617
 618         fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
 619 }
 620
 621 /**
 622  * calculate a / b
 623  */
 624 static void _fdiv(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
 625 {
 626         int sticky;
 627         char *temp, *dividend;
 628         char res_sign;
 629
 630         fc_exact = 1;
 631
 632         handle_NAN(a, b, result);
 633
 634         temp = (char*) alloca(value_size);
 635         dividend = (char*) alloca(value_size);
 636
 637         if (result != a && result != b)
 638                 result->desc = a->desc;
 639
 640         result->sign = res_sign = a->sign ^ b->sign;
 641
 642         /* produce FC_NAN on 0/0 and inf/inf */
 643         if (a->clss == FC_ZERO) {
 644                 if (b->clss == FC_ZERO) {
 645                         /* 0/0 -> NaN */
 646                         fc_get_qnan(&a->desc, result);
 647                         fc_exact = 0;
 648                 } else {
 649                         /* 0/x -> a */
 650                         if (a != result)
 651                                 memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 652                         result->sign = res_sign;
 653                 }
 654                 return;
 655         }
 656
 657         if (b->clss == FC_INF) {
 658                 fc_exact = 0;
 659                 if (a->clss == FC_INF) {
 660                         /* inf/inf -> NaN */
 661                         fc_get_qnan(&a->desc, result);
 662                 } else {
 663                         /* x/inf -> 0 */
 664                         sc_val_from_ulong(0, NULL);
 665                         _save_result(_exp(result));
 666                         _save_result(_mant(result));
 667                         result->clss = FC_ZERO;
 668                 }
 669                 return;
 670         }
 671
 672         if (a->clss == FC_INF) {
 673                 fc_exact = 0;
 674                 /* inf/x -> inf */
 675                 if (a != result)
 676                         memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 677                 result->sign = res_sign;
 678                 return;
 679         }
 680         if (b->clss == FC_ZERO) {
 681                 fc_exact = 0;
 682                 /* division by zero */
 683                 if (result->sign)
 684                         fc_get_minusinf(&a->desc, result);
 685                 else
 686                         fc_get_plusinf(&a->desc, result);
 687                 return;
 688         }
 689
 690         /* exp = exp(a) - exp(b) + excess - 1*/
 691         sc_sub(_exp(a), _exp(b), _exp(result));
 692         sc_val_from_ulong((1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 2, temp);
 693         sc_add(_exp(result), temp, _exp(result));
 694
 695         /* mixed normal, subnormal values introduce an error of 1, correct it */
 696         if ((a->clss == FC_SUBNORMAL) ^ (b->clss == FC_SUBNORMAL)) {
 697                 sc_val_from_ulong(1, temp);
 698                 sc_add(_exp(result), temp, _exp(result));
 699         }
 700
 701         /* mant(res) = mant(a) / 1/2mant(b) */
 702         /* to gain more bits of precision in the result the dividend could be
 703          * shifted left, as this operation does not loose bits. This would not
 704          * fit into the integer precision, but due to the rounding bits (which
 705          * are always zero because the values are all normalized) the divisor
 706          * can be shifted right instead to achieve the same result */
 707         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS + result->desc.mantissa_size, temp);
 708
 709         _shift_left(_mant(a), temp, dividend);
 710
 711         {
 712                 char *divisor = (char*) alloca(calc_buffer_size);
 713                 sc_val_from_ulong(1, divisor);
 714                 _shift_right(_mant(b), divisor, divisor);
 715                 sc_div(dividend, divisor, _mant(result));
 716                 sticky = sc_had_carry();
 717                 fc_exact &= !sticky;
 718         }
 719
 720         fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
 721 }
 722
 723 #if 0
 724 static void _power_of_ten(int exp, float_descriptor_t *desc, char *result)
 725 {
 726         char *build;
 727         char *temp;
 728
 729         /* positive sign */
 730         result->sign = 0;
 731
 732         /* set new descriptor (else result is supposed to already have one) */
 733         if (desc != NULL)
 734                 result->desc = *desc;
 735
 736         build = alloca(value_size);
 737         temp = alloca(value_size);
 738
 739         sc_val_from_ulong((1 << (result->desc.exponent_size - 1)) - 1, _exp(result));
 740
 741         if (exp > 0) {
 742                 /* temp is value of ten now */
 743                 sc_val_from_ulong(10, NULL);
 744                 _save_result(temp);
 745
 746                 for (exp--; exp > 0; exp--) {
 747                         _save_result(build);
 748                         sc_mul(build, temp, NULL);
 749                 }
 750                 _save_result(build);
 751
 752                 /* temp is amount of left shift needed to put the value left of the radix point */
 753                 sc_val_from_ulong(result->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS, temp);
 754
 755                 _shift_left(build, temp, _mant(result));
 756
 757                 _normalize(result, result, 0);
 758         }
 759 }
 760 #endif
 761
 762 /**
 763  * Truncate the fractional part away.
 764  *
 765  * This does not clip to any integer range.
 766  */
 767 static void _trunc(const fp_value *a, fp_value *result)
 768 {
 769         /*
 770          * When exponent == 0 all bits left of the radix point
 771          * are the integral part of the value. For 15bit exp_size
 772          * this would require a left shift of max. 16383 bits which
 773          * is too much.
 774          * But it is enough to ensure that no bit right of the radix
 775          * point remains set. This restricts the interesting
 776          * exponents to the interval [0, mant_size-1].
 777          * Outside this interval the truncated value is either 0 or
 778          * it does not have fractional parts.
 779          */
 780
 781         int exp_bias, exp_val;
 782         char *temp;
 783
 784         /* fixme: can be exact */
 785         fc_exact = 0;
 786
 787         temp = (char*) alloca(value_size);
 788
 789         if (a != result) {
 790                 result->desc = a->desc;
 791                 result->clss = a->clss;
 792         }
 793
 794         exp_bias = (1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1;
 795         exp_val  = sc_val_to_long(_exp(a)) - exp_bias;
 796
 797         if (exp_val < 0) {
 798                 sc_val_from_ulong(0, NULL);
 799                 _save_result(_exp(result));
 800                 _save_result(_mant(result));
 801                 result->clss = FC_ZERO;
 802
 803                 return;
 804         }
 805
 806         if (exp_val > (long)a->desc.mantissa_size) {
 807                 if (a != result)
 808                         memcpy(result, a, calc_buffer_size);
 809
 810                 return;
 811         }
 812
 813         /* set up a proper mask to delete all bits right of the
 814          * radix point if the mantissa had been shifted until exp == 0 */
 815         sc_max_from_bits(1 + exp_val, 0, temp);
 816         sc_val_from_long(a->desc.mantissa_size - exp_val + 2, NULL);
 817         _shift_left(temp, sc_get_buffer(), temp);
 818
 819         /* and the mask and return the result */
 820         sc_and(_mant(a), temp, _mant(result));
 821
 822         if (a != result) {
 823                 memcpy(_exp(result), _exp(a), value_size);
 824                 result->sign = a->sign;
 825         }
 826 }
 827
 828 /********
 829  * functions defined in fltcalc.h
 830  ********/
 831 const void *fc_get_buffer(void)
 832 {
 833         return calc_buffer;
 834 }
 835
 836 int fc_get_buffer_length(void)
 837 {
 838         return calc_buffer_size;
 839 }
 840
 841 void *fc_val_from_str(const char *str, size_t len,
 842                       const float_descriptor_t *desc, void *result)
 843 {
 844         char *buffer;
 845
 846         /* XXX excuse of an implementation to make things work */
 847         long double        val;
 848         fp_value          *tmp = (fp_value*) alloca(calc_buffer_size);
 849         float_descriptor_t tmp_desc;
 850
 851         buffer = (char*) alloca(len+1);
 852         memcpy(buffer, str, len);
 853         buffer[len] = '\0';
 854         val = string_to_long_double(buffer);
 855
 856         DEBUGPRINTF(("val_from_str(%s)\n", str));
 857         tmp_desc.exponent_size = 15;
 858         tmp_desc.mantissa_size = 63;
 859         tmp_desc.explicit_one  = 1;
 860         fc_val_from_ieee754(val, &tmp_desc, tmp);
 861
 862         return fc_cast(tmp, desc, (fp_value*) result);
 863 }
 864
 865 fp_value *fc_val_from_ieee754(long double l, const float_descriptor_t *desc,
 866                               fp_value *result)
 867 {
 868         char    *temp;
 869         int      bias_res, bias_val, mant_val;
 870         value_t  srcval;
 871         char     sign;
 872         uint32_t exponent, mantissa0, mantissa1;
 873         size_t   long_double_size = sizeof(long double);
 874
 875         srcval.d = l;
 876         bias_res = ((1 << (desc->exponent_size - 1)) - 1);
 877
 878         if (long_double_size == 8) {
 879                 mant_val  = 52;
 880                 bias_val  = 0x3ff;
 881                 sign      = (srcval.val_ld8.high & 0x80000000) != 0;
 882                 exponent  = (srcval.val_ld8.high & 0x7FF00000) >> 20;
 883                 mantissa0 = srcval.val_ld8.high & 0x000FFFFF;
 884                 mantissa1 = srcval.val_ld8.low;
 885         } else {
 886                 /* we assume an x86-like 80bit representation of the value... */
 887                 assert(sizeof(long double)==12 || sizeof(long double)==16);
 888                 mant_val  = 63;
 889                 bias_val  = 0x3fff;
 890                 sign      = (srcval.val_ld12.high & 0x00008000) != 0;
 891                 exponent  = (srcval.val_ld12.high & 0x00007FFF) ;
 892                 mantissa0 = srcval.val_ld12.mid;
 893                 mantissa1 = srcval.val_ld12.low;
 894         }
 895
 896         if (result == NULL)
 897                 result = calc_buffer;
 898         temp = (char*) alloca(value_size);
 899
 900         /* CLEAR the buffer, else some bits might be uninitialized */
 901         memset(result, 0, fc_get_buffer_length());
 902
 903         result->desc = *desc;
 904         result->clss = FC_NORMAL;
 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 (my_isnan(l)) {
 910                 result->clss = FC_NAN;
 911                 TRACEPRINTF(("val_from_float resulted in NAN\n"));
 912                 return result;
 913         } else if (my_isinf(l)) {
 914                 result->clss = FC_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 long double fc_val_to_ieee754(const fp_value *val)
 965 {
 966         fp_value *value;
 967         fp_value *temp = NULL;
 968
 969         unsigned byte_offset;
 970
 971         uint32_t sign;
 972         uint32_t exponent;
 973         uint32_t mantissa0;
 974         uint32_t mantissa1;
 975
 976         value_t           buildval;
 977         float_descriptor_t desc;
 978         unsigned          mantissa_size;
 979
 980         size_t            long_double_size = sizeof(long double);
 981
 982         if (long_double_size == 8) {
 983                 desc.exponent_size = 11;
 984                 desc.mantissa_size = 52;
 985                 desc.explicit_one  = 0;
 986         } else {
 987                 desc.exponent_size = 15;
 988                 desc.mantissa_size = 63;
 989                 desc.explicit_one  = 1;
 990         }
 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         if (long_double_size == 8) {
1015                 mantissa0 &= 0x000FFFFF;  /* get rid of garbage */
1016                 buildval.val_ld8.high = sign << 31;
1017                 buildval.val_ld8.high |= exponent << 20;
1018                 buildval.val_ld8.high |= mantissa0;
1019                 buildval.val_ld8.low = mantissa1;
1020         } else {
1021                 buildval.val_ld12.high = sign << 15;
1022                 buildval.val_ld12.high |= exponent;
1023                 buildval.val_ld12.mid = mantissa0;
1024                 buildval.val_ld12.low = mantissa1;
1025         }
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 float_descriptor_t *desc,
1032                   fp_value *result)
1033 {
1034         char *temp;
1035         int exp_offset, val_bias, res_bias;
1036
1037         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1038         temp = (char*) alloca(value_size);
1039
1040         if (value->desc.exponent_size == desc->exponent_size &&
1041                 value->desc.mantissa_size == desc->mantissa_size &&
1042                 value->desc.explicit_one  == desc->explicit_one) {
1043                 if (value != result)
1044                         memcpy(result, value, calc_buffer_size);
1045                 return result;
1046         }
1047
1048         if (value->clss == FC_NAN) {
1049                 if (sc_get_highest_set_bit(_mant(value)) == value->desc.mantissa_size + 1)
1050                         return fc_get_qnan(desc, result);
1051                 else
1052                         return fc_get_snan(desc, result);
1053         }
1054         else if (value->clss == FC_INF) {
1055                 if (value->sign == 0)
1056                         return fc_get_plusinf(desc, result);
1057                 else
1058                         return fc_get_minusinf(desc, result);
1059         }
1060
1061         /* set the descriptor of the new value */
1062         result->desc = *desc;
1063         result->clss = value->clss;
1064         result->sign = value->sign;
1065
1066         /* when the mantissa sizes differ normalizing has to shift to align it.
1067          * this would change the exponent, which is unwanted. So calculate this
1068          * offset and add it */
1069         val_bias = (1 << (value->desc.exponent_size - 1)) - 1;
1070         res_bias = (1 << (desc->exponent_size - 1)) - 1;
1071
1072         exp_offset = (res_bias - val_bias) - (value->desc.mantissa_size - desc->mantissa_size);
1073         sc_val_from_long(exp_offset, temp);
1074         sc_add(_exp(value), temp, _exp(result));
1075
1076         /* _normalize expects normalized radix point */
1077         if (value->clss == FC_SUBNORMAL) {
1078                 sc_val_from_ulong(1, NULL);
1079                 _shift_left(_mant(value), sc_get_buffer(), _mant(result));
1080         } else if (value != result) {
1081                 memcpy(_mant(result), _mant(value), value_size);
1082         } else {
1083                 memmove(_mant(result), _mant(value), value_size);
1084         }
1085
1086         normalize(result, result, 0);
1087         TRACEPRINTF(("Cast results in %s\n", fc_print(result, temp, value_size, FC_PACKED)));
1088         return result;
1089 }
1090
1091 fp_value *fc_get_max(const float_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1092 {
1093         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1094
1095         result->desc = *desc;
1096         result->clss = FC_NORMAL;
1097         result->sign = 0;
1098
1099         sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 2, _exp(result));
1100
1101         sc_max_from_bits(desc->mantissa_size + 1, 0, _mant(result));
1102         sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, NULL);
1103         _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
1104
1105         return result;
1106 }
1107
1108 fp_value *fc_get_min(const float_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1109 {
1110         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1111
1112         fc_get_max(desc, result);
1113         result->sign = 1;
1114
1115         return result;
1116 }
1117
1118 fp_value *fc_get_snan(const float_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1119 {
1120         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1121
1122         result->desc = *desc;
1123         result->clss = FC_NAN;
1124         result->sign = 0;
1125
1126         sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
1127
1128         /* signaling NaN has non-zero mantissa with msb not set */
1129         sc_val_from_ulong(1, _mant(result));
1130
1131         return result;
1132 }
1133
1134 fp_value *fc_get_qnan(const float_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1135 {
1136         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1137
1138         result->desc = *desc;
1139         result->clss = FC_NAN;
1140         result->sign = 0;
1141
1142         sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
1143
1144         /* quiet NaN has the msb of the mantissa set, so shift one there */
1145         sc_val_from_ulong(1, _mant(result));
1146         /* mantissa_size >+< 1 because of two extra rounding bits */
1147         sc_val_from_ulong(desc->mantissa_size + 1, NULL);
1148         _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
1149
1150         return result;
1151 }
1152
1153 fp_value *fc_get_plusinf(const float_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1154 {
1155         char *mant;
1156
1157         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1158
1159         result->desc = *desc;
1160         result->clss = FC_INF;
1161         result->sign = 0;
1162
1163         sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
1164
1165         mant = _mant(result);
1166         sc_val_from_ulong(0, mant);
1167         if (desc->explicit_one) {
1168                 sc_set_bit_at(mant, result->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS);
1169         }
1170
1171         return result;
1172 }
1173
1174 fp_value *fc_get_minusinf(const float_descriptor_t *desc, fp_value *result)
1175 {
1176         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1177
1178         fc_get_plusinf(desc, result);
1179         result->sign = 1;
1180
1181         return result;
1182 }
1183
1184 int fc_comp(const fp_value *val_a, const fp_value *val_b)
1185 {
1186         int mul = 1;
1187
1188         /*
1189          * shortcut: if both values are identical, they are either
1190          * Unordered if NaN or equal
1191          */
1192         if (val_a == val_b)
1193                 return val_a->clss == FC_NAN ? 2 : 0;
1194
1195         /* unordered if one is a NaN */
1196         if (val_a->clss == FC_NAN || val_b->clss == FC_NAN)
1197                 return 2;
1198
1199         /* zero is equal independent of sign */
1200         if ((val_a->clss == FC_ZERO) && (val_b->clss == FC_ZERO))
1201                 return 0;
1202
1203         /* different signs make compare easy */
1204         if (val_a->sign != val_b->sign)
1205                 return (val_a->sign == 0) ? (1) : (-1);
1206
1207         mul = val_a->sign ? -1 : 1;
1208
1209         /* both infinity means equality */
1210         if ((val_a->clss == FC_INF) && (val_b->clss == FC_INF))
1211                 return 0;
1212
1213         /* infinity is bigger than the rest */
1214         if (val_a->clss == FC_INF)
1215                 return  1 * mul;
1216         if (val_b->clss == FC_INF)
1217                 return -1 * mul;
1218
1219         /* check first exponent, that mantissa if equal */
1220         switch (sc_comp(_exp(val_a), _exp(val_b))) {
1221         case -1:
1222                 return -1 * mul;
1223         case  1:
1224                 return  1 * mul;
1225         case  0:
1226                 return sc_comp(_mant(val_a), _mant(val_b)) * mul;
1227         default:
1228                 return 2;
1229         }
1230 }
1231
1232 int fc_is_zero(const fp_value *a)
1233 {
1234         return a->clss == FC_ZERO;
1235 }
1236
1237 int fc_is_negative(const fp_value *a)
1238 {
1239         return a->sign;
1240 }
1241
1242 int fc_is_inf(const fp_value *a)
1243 {
1244         return a->clss == FC_INF;
1245 }
1246
1247 int fc_is_nan(const fp_value *a)
1248 {
1249         return a->clss == FC_NAN;
1250 }
1251
1252 int fc_is_subnormal(const fp_value *a)
1253 {
1254         return a->clss == FC_SUBNORMAL;
1255 }
1256
1257 char *fc_print(const fp_value *val, char *buf, int buflen, unsigned base)
1258 {
1259         char *mul_1;
1260         long double flt_val;
1261
1262         mul_1 = (char*) alloca(calc_buffer_size);
1263
1264         switch (base) {
1265         case FC_DEC:
1266                 switch ((value_class_t)val->clss) {
1267                 case FC_INF:
1268                         snprintf(buf, buflen, "%cINF", val->sign ? '-' : '+');
1269                         break;
1270                 case FC_NAN:
1271                         snprintf(buf, buflen, "NaN");
1272                         break;
1273                 case FC_ZERO:
1274                         snprintf(buf, buflen, "0.0");
1275                         break;
1276                 default:
1277                         flt_val = fc_val_to_ieee754(val);
1278                         /* XXX 30 is arbitrary */
1279                         snprintf(buf, buflen, "%.30LE", flt_val);
1280                 }
1281                 break;
1282
1283         case FC_HEX:
1284                 switch ((value_class_t)val->clss) {
1285                 case FC_INF:
1286                         snprintf(buf, buflen, "%cINF", val->sign ? '-' : '+');
1287                         break;
1288                 case FC_NAN:
1289                         snprintf(buf, buflen, "NaN");
1290                         break;
1291                 case FC_ZERO:
1292                         snprintf(buf, buflen, "0.0");
1293                         break;
1294                 default:
1295                         flt_val = fc_val_to_ieee754(val);
1296                         snprintf(buf, buflen, "%LA", flt_val);
1297                 }
1298                 break;
1299
1300         case FC_PACKED:
1301         default:
1302                 snprintf(buf, buflen, "%s", sc_print(pack(val, mul_1), value_size*4, SC_HEX, 0));
1303                 buf[buflen - 1] = '\0';
1304                 break;
1305         }
1306         return buf;
1307 }
1308
1309 unsigned char fc_sub_bits(const fp_value *value, unsigned num_bits, unsigned byte_ofs)
1310 {
1311         /* this is used to cache the packed version of the value */
1312         static char *packed_value = NULL;
1313
1314         if (packed_value == NULL) packed_value = XMALLOCN(char, value_size);
1315
1316         if (value != NULL)
1317                 pack(value, packed_value);
1318
1319         return sc_sub_bits(packed_value, num_bits, byte_ofs);
1320 }
1321
1322 /* Returns non-zero if the mantissa is zero, i.e. 1.0Exxx */
1323 int fc_zero_mantissa(const fp_value *value)
1324 {
1325         return sc_get_lowest_set_bit(_mant(value)) == ROUNDING_BITS + value->desc.mantissa_size;
1326 }
1327
1328 /* Returns the exponent of a value. */
1329 int fc_get_exponent(const fp_value *value)
1330 {
1331         int exp_bias = (1 << (value->desc.exponent_size - 1)) - 1;
1332         return sc_val_to_long(_exp(value)) - exp_bias;
1333 }
1334
1335 /* Return non-zero if a given value can be converted lossless into another precision */
1336 int fc_can_lossless_conv_to(const fp_value *value, const float_descriptor_t *desc)
1337 {
1338         int v;
1339         int exp_bias;
1340
1341         /* handle some special cases first */
1342         switch (value->clss) {
1343         case FC_ZERO:
1344         case FC_INF:
1345         case FC_NAN:
1346                 return 1;
1347         default:
1348                 break;
1349         }
1350
1351         /* check if the exponent can be encoded: note, 0 and all ones are reserved for the exponent */
1352         exp_bias = (1 << (desc->exponent_size - 1)) - 1;
1353         v = fc_get_exponent(value) + exp_bias;
1354         if (0 < v && v < (1 << desc->exponent_size) - 1) {
1355                 /* exponent can be encoded, now check the mantissa */
1356                 v = value->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS - sc_get_lowest_set_bit(_mant(value));
1357                 return v <= (int)desc->mantissa_size;
1358         }
1359         return 0;
1360 }
1361
1362
1363 fc_rounding_mode_t fc_set_rounding_mode(fc_rounding_mode_t mode)
1364 {
1365         if (mode == FC_TONEAREST || mode == FC_TOPOSITIVE || mode == FC_TONEGATIVE || mode == FC_TOZERO)
1366                 rounding_mode = mode;
1367
1368         return rounding_mode;
1369 }
1370
1371 fc_rounding_mode_t fc_get_rounding_mode(void)
1372 {
1373         return rounding_mode;
1374 }
1375
1376 void init_fltcalc(int precision)
1377 {
1378         if (calc_buffer == NULL) {
1379                 /* does nothing if already init */
1380                 if (precision == 0) precision = FC_DEFAULT_PRECISION;
1381
1382                 init_strcalc(precision + 2 + ROUNDING_BITS);
1383
1384                 /* needs additionally rounding bits, one bit as explicit 1., and one for
1385                  * addition overflow */
1386                 max_precision = sc_get_precision() - (2 + ROUNDING_BITS);
1387                 if (max_precision < precision)
1388                         printf("WARNING: not enough precision available, using %d\n", max_precision);
1389
1390                 rounding_mode    = FC_TONEAREST;
1391                 value_size       = sc_get_buffer_length();
1392                 calc_buffer_size = sizeof(fp_value) + 2*value_size - 1;
1393
1394                 calc_buffer = (fp_value*) xmalloc(calc_buffer_size);
1395                 memset(calc_buffer, 0, calc_buffer_size);
1396                 DEBUGPRINTF(("init fltcalc:\n\tVALUE_SIZE = %d\ntCALC_BUFFER_SIZE = %d\n\tcalc_buffer = %p\n\n", value_size, calc_buffer_size, calc_buffer));
1397         }
1398 }
1399
1400 void finish_fltcalc (void)
1401 {
1402         free(calc_buffer); calc_buffer = NULL;
1403 }
1404
1405 #ifdef FLTCALC_TRACE_CALC
1406 static char buffer[100];
1407 #endif
1408
1409 /* definition of interface functions */
1410 fp_value *fc_add(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
1411 {
1412         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1413
1414         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1415         TRACEPRINTF(("+ %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1416
1417         /* make the value with the bigger exponent the first one */
1418         if (sc_comp(_exp(a), _exp(b)) == -1)
1419                 _fadd(b, a, result);
1420         else
1421                 _fadd(a, b, result);
1422
1423         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1424         return result;
1425 }
1426
1427 fp_value *fc_sub(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
1428 {
1429         fp_value *temp;
1430
1431         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1432
1433         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1434         TRACEPRINTF(("- %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1435
1436         temp = (fp_value*) alloca(calc_buffer_size);
1437         memcpy(temp, b, calc_buffer_size);
1438         temp->sign = !b->sign;
1439         if (sc_comp(_exp(a), _exp(temp)) == -1)
1440                 _fadd(temp, a, result);
1441         else
1442                 _fadd(a, temp, result);
1443
1444         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1445         return result;
1446 }
1447
1448 fp_value *fc_mul(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
1449 {
1450         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1451
1452         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1453         TRACEPRINTF(("* %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1454
1455         _fmul(a, b, result);
1456
1457         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1458         return result;
1459 }
1460
1461 fp_value *fc_div(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result)
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         _fdiv(a, b, result);
1469
1470         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1471         return result;
1472 }
1473
1474 fp_value *fc_neg(const fp_value *a, fp_value *result)
1475 {
1476         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1477
1478         TRACEPRINTF(("- %s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1479
1480         if (a != result)
1481                 memcpy(result, a, calc_buffer_size);
1482         result->sign = !a->sign;
1483
1484         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1485         return result;
1486 }
1487
1488 fp_value *fc_int(const fp_value *a, fp_value *result)
1489 {
1490         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1491
1492         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1493         TRACEPRINTF(("truncated to integer "));
1494
1495         _trunc(a, result);
1496
1497         TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1498         return result;
1499 }
1500
1501 fp_value *fc_rnd(const fp_value *a, fp_value *result)
1502 {
1503         if (result == NULL) result = calc_buffer;
1504
1505         (void) a;
1506         TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
1507         TRACEPRINTF(("rounded to integer "));
1508
1509         panic("fc_rnd() not yet implemented");
1510 }
1511
1512 /*
1513  * convert a floating point value into an sc value ...
1514  */
1515 int fc_flt2int(const fp_value *a, void *result, ir_mode *dst_mode)
1516 {
1517         if (a->clss == FC_NORMAL) {
1518                 int exp_bias = (1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1;
1519                 int exp_val  = sc_val_to_long(_exp(a)) - exp_bias;
1520                 int shift, highest;
1521                 int mantissa_size;
1522                 int tgt_bits;
1523
1524                 if (a->sign && !mode_is_signed(dst_mode)) {
1525                         /* FIXME: for now we cannot convert this */
1526                         return 0;
1527                 }
1528
1529                 tgt_bits = get_mode_size_bits(dst_mode);
1530                 if (mode_is_signed(dst_mode))
1531                         --tgt_bits;
1532
1533                 assert(exp_val >= 0 && "floating point value not integral before fc_flt2int() call");
1534                 mantissa_size = a->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS;
1535                 shift         = exp_val - mantissa_size;
1536
1537                 if (tgt_bits < mantissa_size + 1)
1538                         tgt_bits = mantissa_size + 1;
1539                 if (shift > 0) {
1540                         sc_shlI(_mant(a),  shift, tgt_bits, 0, result);
1541                 } else {
1542                         sc_shrI(_mant(a), -shift, tgt_bits, 0, result);
1543                 }
1544
1545                 /* check for overflow */
1546                 highest = sc_get_highest_set_bit(result);
1547
1548                 if (mode_is_signed(dst_mode)) {
1549                         if (highest == sc_get_lowest_set_bit(result)) {
1550                                 /* need extra test for MIN_INT */
1551                                 if (highest >= (int) get_mode_size_bits(dst_mode)) {
1552                                         /* FIXME: handle overflow */
1553                                         return 0;
1554                                 }
1555                         } else {
1556                                 if (highest >= (int) get_mode_size_bits(dst_mode) - 1) {
1557                                         /* FIXME: handle overflow */
1558                                         return 0;
1559                                 }
1560                         }
1561                 } else {
1562                         if (highest >= (int) get_mode_size_bits(dst_mode)) {
1563                                 /* FIXME: handle overflow */
1564                                 return 0;
1565                         }
1566                 }
1567
1568                 if (a->sign)
1569                         sc_neg(result, result);
1570
1571                 return 1;
1572         } else if (a->clss == FC_ZERO) {
1573                 sc_zero(result);
1574                 return 1;
1575         }
1576         return 0;
1577 }
1578
1579 int fc_is_exact(void)
1580 {
1581         return fc_exact;
1582 }