nsz Git - musl/blob - src/internal/floatscan.c

   1 #include <stdint.h>
   2 #include <stdio.h>
   3 #include <math.h>
   4 #include <float.h>
   5 #include <limits.h>
   6 #include <errno.h>
   7 #include <ctype.h>
   8
   9 #include "shgetc.h"
  10 #include "floatscan.h"
  11
  12 #if LDBL_MANT_DIG == 53 && LDBL_MAX_EXP == 1024
  13
  14 #define LD_B1B_DIG 2
  15 #define LD_B1B_MAX 9007199, 254740991
  16 #define KMAX 128
  17
  18 #elif LDBL_MANT_DIG == 64 && LDBL_MAX_EXP == 16384
  19
  20 #define LD_B1B_DIG 3
  21 #define LD_B1B_MAX 18, 446744073, 709551615
  22 #define KMAX 2048
  23
  24 #elif LDBL_MANT_DIG == 113 && LDBL_MAX_EXP == 16384
  25
  26 #define LD_B1B_DIG 4
  27 #define LD_B1B_MAX 10384593, 717069655, 257060992, 658440191
  28 #define KMAX 2048
  29
  30 #else
  31 #error Unsupported long double representation
  32 #endif
  33
  34 #define MASK (KMAX-1)
  35
  36 #define CONCAT2(x,y) x ## y
  37 #define CONCAT(x,y) CONCAT2(x,y)
  38
  39 static long long scanexp(FILE *f, int pok)
  40 {
  41         int c;
  42         int x;
  43         long long y;
  44         int neg = 0;
  45
  46         c = shgetc(f);
  47         if (c=='+' || c=='-') {
  48                 neg = (c=='-');
  49                 c = shgetc(f);
  50                 if (c-'0'>=10U && pok) shunget(f);
  51         }
  52         if (c-'0'>=10U) {
  53                 shunget(f);
  54                 return LLONG_MIN;
  55         }
  56         for (x=0; c-'0'<10U && x<INT_MAX/10; c = shgetc(f))
  57                 x = 10*x + c-'0';
  58         for (y=x; c-'0'<10U && y<LLONG_MAX/100; c = shgetc(f))
  59                 y = 10*y + c-'0';
  60         for (; c-'0'<10U; c = shgetc(f));
  61         shunget(f);
  62         return neg ? -y : y;
  63 }
  64
  65
  66 static long double decfloat(FILE *f, int c, int bits, int emin, int sign, int pok)
  67 {
  68         uint32_t x[KMAX];
  69         static const uint32_t th[] = { LD_B1B_MAX };
  70         int i, j, k, a, z;
  71         long long lrp=0, dc=0;
  72         long long e10=0;
  73         int lnz = 0;
  74         int gotdig = 0, gotrad = 0;
  75         int rp;
  76         int e2;
  77         int emax = -emin-bits+3;
  78         int denormal = 0;
  79         long double y;
  80         long double frac=0;
  81         long double bias=0;
  82         static const int p10s[] = { 10, 100, 1000, 10000,
  83                 100000, 1000000, 10000000, 100000000 };
  84
  85         j=0;
  86         k=0;
  87
  88         /* Don't let leading zeros consume buffer space */
  89         for (; c=='0'; c = shgetc(f)) gotdig=1;
  90         if (c=='.') {
  91                 gotrad = 1;
  92                 for (c = shgetc(f); c=='0'; c = shgetc(f)) gotdig=1, lrp--;
  93         }
  94
  95         x[0] = 0;
  96         for (; c-'0'<10U || c=='.'; c = shgetc(f)) {
  97                 if (c == '.') {
  98                         if (gotrad) break;
  99                         gotrad = 1;
 100                         lrp = dc;
 101                 } else if (k < KMAX-3) {
 102                         dc++;
 103                         if (c!='0') lnz = dc;
 104                         if (j) x[k] = x[k]*10 + c-'0';
 105                         else x[k] = c-'0';
 106                         if (++j==9) {
 107                                 k++;
 108                                 j=0;
 109                         }
 110                         gotdig=1;
 111                 } else {
 112                         dc++;
 113                         if (c!='0') x[KMAX-4] |= 1;
 114                 }
 115         }
 116         if (!gotrad) lrp=dc;
 117
 118         if (gotdig && (c|32)=='e') {
 119                 e10 = scanexp(f, pok);
 120                 if (e10 == LLONG_MIN) {
 121                         if (pok) {
 122                                 shunget(f);
 123                         } else {
 124                                 shlim(f, 0);
 125                                 return 0;
 126                         }
 127                         e10 = 0;
 128                 }
 129                 lrp += e10;
 130         } else if (c>=0) {
 131                 shunget(f);
 132         }
 133         if (!gotdig) {
 134                 errno = EINVAL;
 135                 shlim(f, 0);
 136                 return 0;
 137         }
 138
 139         /* Handle zero specially to avoid nasty special cases later */
 140         if (!x[0]) return sign * 0.0;
 141
 142         /* Optimize small integers (w/no exponent) and over/under-flow */
 143         if (lrp==dc && dc<10 && (bits>30 || x[0]>>bits==0))
 144                 return sign * (long double)x[0];
 145         if (lrp > -emin/2) {
 146                 errno = ERANGE;
 147                 return sign * LDBL_MAX * LDBL_MAX;
 148         }
 149         if (lrp < emin-2*LDBL_MANT_DIG) {
 150                 errno = ERANGE;
 151                 return sign * LDBL_MIN * LDBL_MIN;
 152         }
 153
 154         /* Align incomplete final B1B digit */
 155         if (j) {
 156                 for (; j<9; j++) x[k]*=10;
 157                 k++;
 158                 j=0;
 159         }
 160
 161         a = 0;
 162         z = k;
 163         e2 = 0;
 164         rp = lrp;
 165
 166         /* Optimize small to mid-size integers (even in exp. notation) */
 167         if (lnz<9 && lnz<=rp && rp < 18) {
 168                 if (rp == 9) return sign * (long double)x[0];
 169                 if (rp < 9) return sign * (long double)x[0] / p10s[8-rp];
 170                 int bitlim = bits-3*(int)(rp-9);
 171                 if (bitlim>30 || x[0]>>bitlim==0)
 172                         return sign * (long double)x[0] * p10s[rp-10];
 173         }
 174
 175         /* Align radix point to B1B digit boundary */
 176         if (rp % 9) {
 177                 int rpm9 = rp>=0 ? rp%9 : rp%9+9;
 178                 int p10 = p10s[8-rpm9];
 179                 uint32_t carry = 0;
 180                 for (k=a; k!=z; k++) {
 181                         uint32_t tmp = x[k] % p10;
 182                         x[k] = x[k]/p10 + carry;
 183                         carry = 1000000000/p10 * tmp;
 184                         if (k==a && !x[k]) {
 185                                 a = (a+1 & MASK);
 186                                 rp -= 9;
 187                         }
 188                 }
 189                 if (carry) x[z++] = carry;
 190                 rp += 9-rpm9;
 191         }
 192
 193         /* Upscale until desired number of bits are left of radix point */
 194         while (rp < 9*LD_B1B_DIG || (rp == 9*LD_B1B_DIG && x[a]<th[0])) {
 195                 uint32_t carry = 0;
 196                 e2 -= 29;
 197                 for (k=(z-1 & MASK); ; k=(k-1 & MASK)) {
 198                         uint64_t tmp = ((uint64_t)x[k] << 29) + carry;
 199                         if (tmp > 1000000000) {
 200                                 carry = tmp / 1000000000;
 201                                 x[k] = tmp % 1000000000;
 202                         } else {
 203                                 carry = 0;
 204                                 x[k] = tmp;
 205                         }
 206                         if (k==(z-1 & MASK) && k!=a && !x[k]) z = k;
 207                         if (k==a) break;
 208                 }
 209                 if (carry) {
 210                         rp += 9;
 211                         a = (a-1 & MASK);
 212                         if (a == z) {
 213                                 z = (z-1 & MASK);
 214                                 x[z-1 & MASK] |= x[z];
 215                         }
 216                         x[a] = carry;
 217                 }
 218         }
 219
 220         /* Downscale until exactly number of bits are left of radix point */
 221         for (;;) {
 222                 uint32_t carry = 0;
 223                 int sh = 1;
 224                 for (i=0; i<LD_B1B_DIG; i++) {
 225                         k = (a+i & MASK);
 226                         if (k == z || x[k] < th[i]) {
 227                                 i=LD_B1B_DIG;
 228                                 break;
 229                         }
 230                         if (x[a+i & MASK] > th[i]) break;
 231                 }
 232                 if (i==LD_B1B_DIG && rp==9*LD_B1B_DIG) break;
 233                 /* FIXME: find a way to compute optimal sh */
 234                 if (rp > 9+9*LD_B1B_DIG) sh = 9;
 235                 e2 += sh;
 236                 for (k=a; k!=z; k=(k+1 & MASK)) {
 237                         uint32_t tmp = x[k] & (1<<sh)-1;
 238                         x[k] = (x[k]>>sh) + carry;
 239                         carry = (1000000000>>sh) * tmp;
 240                         if (k==a && !x[k]) {
 241                                 a = (a+1 & MASK);
 242                                 i--;
 243                                 rp -= 9;
 244                         }
 245                 }
 246                 if (carry) {
 247                         if ((z+1 & MASK) != a) {
 248                                 x[z] = carry;
 249                                 z = (z+1 & MASK);
 250                         } else x[z-1 & MASK] |= 1;
 251                 }
 252         }
 253
 254         /* Assemble desired bits into floating point variable */
 255         for (y=i=0; i<LD_B1B_DIG; i++) {
 256                 if ((a+i & MASK)==z) x[(z=(z+1 & MASK))-1] = 0;
 257                 y = 1000000000.0L * y + x[a+i & MASK];
 258         }
 259
 260         y *= sign;
 261
 262         /* Limit precision for denormal results */
 263         if (bits > LDBL_MANT_DIG+e2-emin) {
 264                 bits = LDBL_MANT_DIG+e2-emin;
 265                 if (bits<0) bits=0;
 266                 denormal = 1;
 267         }
 268
 269         /* Calculate bias term to force rounding, move out lower bits */
 270         if (bits < LDBL_MANT_DIG) {
 271                 bias = copysignl(scalbn(1, 2*LDBL_MANT_DIG-bits-1), y);
 272                 frac = fmodl(y, scalbn(1, LDBL_MANT_DIG-bits));
 273                 y -= frac;
 274                 y += bias;
 275         }
 276
 277         /* Process tail of decimal input so it can affect rounding */
 278         if ((a+i & MASK) != z) {
 279                 uint32_t t = x[a+i & MASK];
 280                 if (t < 500000000 && (t || (a+i+1 & MASK) != z))
 281                         frac += 0.25*sign;
 282                 else if (t > 500000000)
 283                         frac += 0.75*sign;
 284                 else if (t == 500000000) {
 285                         if ((a+i+1 & MASK) == z)
 286                                 frac += 0.5*sign;
 287                         else
 288                                 frac += 0.75*sign;
 289                 }
 290                 if (LDBL_MANT_DIG-bits >= 2 && !fmodl(frac, 1))
 291                         frac++;
 292         }
 293
 294         y += frac;
 295         y -= bias;
 296
 297         if ((e2+LDBL_MANT_DIG & INT_MAX) > emax-5) {
 298                 if (fabs(y) >= CONCAT(0x1p, LDBL_MANT_DIG)) {
 299                         if (denormal && bits==LDBL_MANT_DIG+e2-emin)
 300                                 denormal = 0;
 301                         y *= 0.5;
 302                         e2++;
 303                 }
 304                 if (e2+LDBL_MANT_DIG>emax || (denormal && frac))
 305                         errno = ERANGE;
 306         }
 307
 308         return scalbnl(y, e2);
 309 }
 310
 311 static long double hexfloat(FILE *f, int bits, int emin, int sign, int pok)
 312 {
 313         uint32_t x = 0;
 314         long double y = 0;
 315         long double scale = 1;
 316         long double bias = 0;
 317         int gottail = 0, gotrad = 0, gotdig = 0;
 318         long long rp = 0;
 319         long long dc = 0;
 320         long long e2 = 0;
 321         int d;
 322         int c;
 323
 324         c = shgetc(f);
 325
 326         /* Skip leading zeros */
 327         for (; c=='0'; c = shgetc(f)) gotdig = 1;
 328
 329         if (c=='.') {
 330                 gotrad = 1;
 331                 c = shgetc(f);
 332                 /* Count zeros after the radix point before significand */
 333                 for (rp=0; c=='0'; c = shgetc(f), rp--) gotdig = 1;
 334         }
 335
 336         for (; c-'0'<10U || (c|32)-'a'<6U || c=='.'; c = shgetc(f)) {
 337                 if (c=='.') {
 338                         if (gotrad) break;
 339                         rp = dc;
 340                         gotrad = 1;
 341                 } else {
 342                         gotdig = 1;
 343                         if (c > '9') d = (c|32)+10-'a';
 344                         else d = c-'0';
 345                         if (dc<8) {
 346                                 x = x*16 + d;
 347                         } else if (dc < LDBL_MANT_DIG/4+1) {
 348                                 y += d*(scale/=16);
 349                         } else if (d && !gottail) {
 350                                 y += 0.5*scale;
 351                                 gottail = 1;
 352                         }
 353                         dc++;
 354                 }
 355         }
 356         if (!gotdig) {
 357                 shunget(f);
 358                 if (pok) {
 359                         shunget(f);
 360                         if (gotrad) shunget(f);
 361                 } else {
 362                         shlim(f, 0);
 363                 }
 364                 return sign * 0.0;
 365         }
 366         if (!gotrad) rp = dc;
 367         while (dc<8) x *= 16, dc++;
 368         if ((c|32)=='p') {
 369                 e2 = scanexp(f, pok);
 370                 if (e2 == LLONG_MIN) {
 371                         if (pok) {
 372                                 shunget(f);
 373                         } else {
 374                                 shlim(f, 0);
 375                                 return 0;
 376                         }
 377                         e2 = 0;
 378                 }
 379         } else {
 380                 shunget(f);
 381         }
 382         e2 += 4*rp - 32;
 383
 384         if (!x) return sign * 0.0;
 385         if (e2 > -emin) {
 386                 errno = ERANGE;
 387                 return sign * LDBL_MAX * LDBL_MAX;
 388         }
 389         if (e2 < emin-2*LDBL_MANT_DIG) {
 390                 errno = ERANGE;
 391                 return sign * LDBL_MIN * LDBL_MIN;
 392         }
 393
 394         while (x < 0x80000000) {
 395                 if (y>=0.5) {
 396                         x += x + 1;
 397                         y += y - 1;
 398                 } else {
 399                         x += x;
 400                         y += y;
 401                 }
 402                 e2--;
 403         }
 404
 405         if (bits > 32+e2-emin) {
 406                 bits = 32+e2-emin;
 407                 if (bits<0) bits=0;
 408         }
 409
 410         if (bits < LDBL_MANT_DIG)
 411                 bias = copysignl(scalbn(1, 32+LDBL_MANT_DIG-bits-1), sign);
 412
 413         if (bits<32 && y && !(x&1)) x++, y=0;
 414
 415         y = bias + sign*(long double)x + sign*y;
 416         y -= bias;
 417
 418         if (!y) errno = ERANGE;
 419
 420         return scalbnl(y, e2);
 421 }
 422
 423 long double __floatscan(FILE *f, int prec, int pok)
 424 {
 425         int sign = 1;
 426         size_t i;
 427         int bits;
 428         int emin;
 429         int c;
 430
 431         switch (prec) {
 432         case 0:
 433                 bits = FLT_MANT_DIG;
 434                 emin = FLT_MIN_EXP-bits;
 435                 break;
 436         case 1:
 437                 bits = DBL_MANT_DIG;
 438                 emin = DBL_MIN_EXP-bits;
 439                 break;
 440         case 2:
 441                 bits = LDBL_MANT_DIG;
 442                 emin = LDBL_MIN_EXP-bits;
 443                 break;
 444         default:
 445                 return 0;
 446         }
 447
 448         while (isspace((c=shgetc(f))));
 449
 450         if (c=='+' || c=='-') {
 451                 sign -= 2*(c=='-');
 452                 c = shgetc(f);
 453         }
 454
 455         for (i=0; i<8 && (c|32)=="infinity"[i]; i++)
 456                 if (i<7) c = shgetc(f);
 457         if (i==3 || i==8 || (i>3 && pok)) {
 458                 if (i!=8) {
 459                         shunget(f);
 460                         if (pok) for (; i>3; i--) shunget(f);
 461                 }
 462                 return sign * INFINITY;
 463         }
 464         if (!i) for (i=0; i<3 && (c|32)=="nan"[i]; i++)
 465                 if (i<2) c = shgetc(f);
 466         if (i==3) {
 467                 if (shgetc(f) != '(') {
 468                         shunget(f);
 469                         return NAN;
 470                 }
 471                 for (i=1; ; i++) {
 472                         c = shgetc(f);
 473                         if (c-'0'<10U || c-'A'<26U || c-'a'<26U || c=='_')
 474                                 continue;
 475                         if (c==')') return NAN;
 476                         shunget(f);
 477                         if (!pok) {
 478                                 errno = EINVAL;
 479                                 shlim(f, 0);
 480                                 return 0;
 481                         }
 482                         while (i--) shunget(f);
 483                         return NAN;
 484                 }
 485                 return NAN;
 486         }
 487
 488         if (i) {
 489                 shunget(f);
 490                 errno = EINVAL;
 491                 shlim(f, 0);
 492                 return 0;
 493         }
 494
 495         if (c=='0') {
 496                 c = shgetc(f);
 497                 if ((c|32) == 'x')
 498                         return hexfloat(f, bits, emin, sign, pok);
 499                 shunget(f);
 500                 c = '0';
 501         }
 502
 503         return decfloat(f, c, bits, emin, sign, pok);
 504 }