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