Unconditionally include stdlib.h.
[libfirm] / ir / tv / fltcalc.c
index 4e498ea..ba377b1 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright (C) 1995-2007 University of Karlsruhe.  All right reserved.
+ * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
  *
  * This file is part of libFirm.
  *
@@ -25,9 +25,7 @@
  * @version  $Id$
  */
 
-#ifdef HAVE_CONFIG_H
-# include "config.h"
-#endif
+#include "config.h"
 
 #include "fltcalc.h"
 #include "strcalc.h"
 #ifdef HAVE_STRING_H
 # include <string.h>
 #endif
-#ifdef HAVE_STDLIB_H
-# include <stdlib.h>
-#endif
+#include <stdlib.h>
 #include <stdio.h>
 #include <assert.h>
 
 #include "xmalloc.h"
 
+/** The number of extra precision rounding bits */
+#define ROUNDING_BITS 2
+
 typedef uint32_t UINT32;
 
 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
@@ -94,29 +93,11 @@ typedef union {
 #endif
 #endif
 
-/**
- * possible float states
- */
-typedef enum {
-       NORMAL,       /**< normal representation, implicit 1 */
-       ZERO,         /**< +/-0 */
-       SUBNORMAL,    /**< denormals, implicit 0 */
-       INF,          /**< +/-oo */
-       NAN,          /**< Not A Number */
-} value_class_t;
-
-/** A descriptor for an IEEE float value. */
-typedef struct {
-       unsigned char exponent_size;    /**< size of exponent in bits */
-       unsigned char mantissa_size;    /**< size of mantissa in bits */
-       value_class_t clss;             /**< state of this float */
-} descriptor_t;
-
 #define CLEAR_BUFFER(buffer) memset(buffer, 0, calc_buffer_size)
 
 /* our floating point value */
 struct _fp_value {
-       descriptor_t desc;
+       ieee_descriptor_t desc;
        char sign;
        char value[1];                  /* exp[value_size] + mant[value_size] */
 };
@@ -125,8 +106,8 @@ struct _fp_value {
 #define _mant(a) &((a)->value[value_size])
 
 #define _save_result(x) memcpy((x), sc_get_buffer(), value_size)
-#define _shift_right(x, y, b) sc_shr((x), (y), value_size*4, 0, (b))
-#define _shift_left(x, y, b) sc_shl((x), (y), value_size*4, 0, (b))
+#define _shift_right(x, y, res) sc_shr((x), (y), value_size*4, 0, (res))
+#define _shift_left(x, y, res) sc_shl((x), (y), value_size*4, 0, (res))
 
 
 #ifdef FLTCALC_DEBUG
@@ -154,6 +135,9 @@ static int calc_buffer_size;
 static int value_size;
 static int max_precision;
 
+/** Exact flag. */
+static int fc_exact = 1;
+
 #if 0
 static void fail_char(const char *str, unsigned int len, int pos) {
        if (*(str+pos))
@@ -169,23 +153,24 @@ static void fail_char(const char *str, unsigned int len, int pos) {
 
 /** pack machine-like */
 static void *pack(const fp_value *int_float, void *packed) {
-       char *shift_val;
-       char *temp;
+       char     *shift_val;
+       char     *temp;
        fp_value *val_buffer;
+       int      pos;
 
-       temp = alloca(value_size);
+       temp      = alloca(value_size);
        shift_val = alloca(value_size);
 
-       switch (int_float->desc.clss) {
+       switch ((value_class_t)int_float->desc.clss) {
        case NAN:
                val_buffer = alloca(calc_buffer_size);
-               fc_get_qnan(int_float->desc.exponent_size, int_float->desc.mantissa_size, val_buffer);
+               fc_get_qnan(&int_float->desc, val_buffer);
                int_float = val_buffer;
                break;
 
        case INF:
                val_buffer = alloca(calc_buffer_size);
-               fc_get_plusinf(int_float->desc.exponent_size, int_float->desc.mantissa_size, val_buffer);
+               fc_get_plusinf(&int_float->desc, val_buffer);
                val_buffer->sign = int_float->sign;
                int_float = val_buffer;
                break;
@@ -193,41 +178,51 @@ static void *pack(const fp_value *int_float, void *packed) {
        default:
                break;
        }
-       /* pack sign */
+       assert(int_float->desc.explicit_one <= 1);
+
+       /* pack sign: move it to the left after exponent AND mantissa */
        sc_val_from_ulong(int_float->sign, temp);
 
-       sc_val_from_ulong(int_float->desc.exponent_size + int_float->desc.mantissa_size, NULL);
+       pos = int_float->desc.exponent_size + int_float->desc.mantissa_size + int_float->desc.explicit_one;
+       sc_val_from_ulong(pos, NULL);
        _shift_left(temp, sc_get_buffer(), packed);
 
-       /* extract exponent */
-       sc_val_from_ulong(int_float->desc.mantissa_size, shift_val);
-
+       /* pack exponent: move it to the left after mantissa */
+       pos = int_float->desc.mantissa_size + int_float->desc.explicit_one;
+       sc_val_from_ulong(pos, shift_val);
        _shift_left(_exp(int_float), shift_val, temp);
 
+       /* combine sign|exponent */
        sc_or(temp, packed, packed);
 
        /* extract mantissa */
-       /* remove rounding bits */
-       sc_val_from_ulong(2, shift_val);
+       /* remove rounding bits */
+       sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, shift_val);
        _shift_right(_mant(int_float), shift_val, temp);
 
        /* remove leading 1 (or 0 if denormalized) */
-       sc_max_from_bits(int_float->desc.mantissa_size, 0, shift_val); /* all mantissa bits are 1's */
+       sc_max_from_bits(pos, 0, shift_val); /* all mantissa bits are 1's */
        sc_and(temp, shift_val, temp);
 
-       /* save result */
+       /* combine sign|exponent|mantissa */
        sc_or(temp, packed, packed);
 
        return packed;
 }
 
-static void normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
+/**
+ * Normalize a fp_value.
+ *
+ * @return non-zero if result is exact
+ */
+static int normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
+       int exact = 1;
        int hsb;
        char lsb, guard, round, round_dir = 0;
        char *temp = alloca(value_size);
 
-       /* +2: save two rounding bits at the end */
-       hsb = 2 + in_val->desc.mantissa_size - sc_get_highest_set_bit(_mant(in_val)) - 1;
+       /* save rounding bits at the end */
+       hsb = ROUNDING_BITS + in_val->desc.mantissa_size - sc_get_highest_set_bit(_mant(in_val)) - 1;
 
        if (in_val != out_val)   {
                out_val->sign = in_val->sign;
@@ -236,8 +231,8 @@ static void normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
 
        out_val->desc.clss = NORMAL;
 
-       /* mantissa all zeros, so zero exponent (because of explicit one)*/
-       if (hsb == 2 + in_val->desc.mantissa_size)   {
+       /* mantissa all zeros, so zero exponent (because of explicit one) */
+       if (hsb == ROUNDING_BITS + in_val->desc.mantissa_size)   {
                sc_val_from_ulong(0, _exp(out_val));
                hsb = -1;
        }
@@ -250,8 +245,10 @@ static void normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
                _shift_right(_mant(in_val), temp, _mant(out_val));
 
                /* remember if some bits were shifted away */
-               if (!sticky) sticky = sc_had_carry();
-
+               if (sc_had_carry()) {
+                       exact = 0;
+                       sticky = 1;
+               }
                sc_add(_exp(in_val), temp, _exp(out_val));
        } else if (hsb > -1) {
                /* shift left */
@@ -271,7 +268,10 @@ static void normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
                sc_sub(temp, _exp(out_val), NULL);
 
                _shift_right(_mant(out_val), sc_get_buffer(), _mant(out_val));
-               if (!sticky) sticky = sc_had_carry();
+               if (sc_had_carry()) {
+                       exact  = 0;
+                       sticky = 1;
+               }
                /* denormalized means exponent of zero */
                sc_val_from_ulong(0, _exp(out_val));
 
@@ -281,7 +281,7 @@ static void normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
        /* perform rounding by adding a value that clears the guard bit and the round bit
         * and either causes a carry to round up or not */
        /* get the last 3 bits of the value */
-       lsb = sc_sub_bits(_mant(out_val), out_val->desc.mantissa_size + 2, 0) & 0x7;
+       lsb = sc_sub_bits(_mant(out_val), out_val->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS, 0) & 0x7;
        guard = (lsb&0x2)>>1;
        round = lsb&0x1;
 
@@ -317,6 +317,7 @@ static void normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
        if (lsb != 0) {
                sc_val_from_long(lsb, temp);
                sc_add(_mant(out_val), temp, _mant(out_val));
+               exact = 0;
        }
 
        /* could have rounded down to zero */
@@ -324,11 +325,12 @@ static void normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
                out_val->desc.clss = ZERO;
 
        /* check for rounding overflow */
-       hsb = 2 + out_val->desc.mantissa_size - sc_get_highest_set_bit(_mant(out_val)) - 1;
+       hsb = ROUNDING_BITS + out_val->desc.mantissa_size - sc_get_highest_set_bit(_mant(out_val)) - 1;
        if ((out_val->desc.clss != SUBNORMAL) && (hsb < -1)) {
                sc_val_from_ulong(1, temp);
                _shift_right(_mant(out_val), temp, _mant(out_val));
-
+               if (exact && sc_had_carry())
+                       exact = 0;
                sc_add(_exp(out_val), temp, _exp(out_val));
        } else if ((out_val->desc.clss == SUBNORMAL) && (hsb == -1)) {
                /* overflow caused the mantissa to be normal again,
@@ -373,7 +375,7 @@ static void normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
 
                        case FC_TONEGATIVE:
                        case FC_TOZERO:
-                               fc_get_max(out_val->desc.exponent_size, out_val->desc.mantissa_size, out_val);
+                               fc_get_max(&out_val->desc, out_val);
                        }
                } else {
                        /* value is negative */
@@ -385,23 +387,27 @@ static void normalize(const fp_value *in_val, fp_value *out_val, int sticky) {
 
                        case FC_TOPOSITIVE:
                        case FC_TOZERO:
-                               fc_get_min(out_val->desc.exponent_size, out_val->desc.mantissa_size, out_val);
+                               fc_get_min(&out_val->desc, out_val);
                        }
                }
        }
+       return exact;
 }
 
 /**
- * Operations involving NaN's must return NaN
+ * Operations involving NaN's must return NaN.
+ * They are NOT exact.
  */
 #define handle_NAN(a, b, result) \
 do {                                                      \
   if (a->desc.clss == NAN) {                              \
     if (a != result) memcpy(result, a, calc_buffer_size); \
+    fc_exact = 0;                                         \
     return;                                               \
   }                                                       \
   if (b->desc.clss == NAN) {                              \
     if (b != result) memcpy(result, b, calc_buffer_size); \
+    fc_exact = 0;                                         \
     return;                                               \
   }                                                       \
 }while (0)
@@ -417,18 +423,21 @@ static void _fadd(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
        char sign, res_sign;
        char sticky;
 
+       fc_exact = 1;
+
        handle_NAN(a, b, result);
 
        /* make sure result has a descriptor */
        if (result != a && result != b)
-               memcpy(&result->desc, &a->desc, sizeof(descriptor_t));
+               result->desc = a->desc;
 
        /* determine if this is an addition or subtraction */
        sign = a->sign ^ b->sign;
 
        /* produce NaN on inf - inf */
        if (sign && (a->desc.clss == INF) && (b->desc.clss == INF)) {
-               fc_get_qnan(a->desc.exponent_size, b->desc.mantissa_size, result);
+               fc_exact = 0;
+               fc_get_qnan(&a->desc, result);
                return;
        }
 
@@ -467,12 +476,14 @@ static void _fadd(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
        if (a->desc.clss == ZERO || b->desc.clss == INF) {
                if (b != result)
                        memcpy(result, b, calc_buffer_size);
+               fc_exact = b->desc.clss == NORMAL;
                result->sign = res_sign;
                return;
        }
        if (b->desc.clss == ZERO || a->desc.clss == INF) {
                if (a != result)
                        memcpy(result, a, calc_buffer_size);
+               fc_exact = a->desc.clss == NORMAL;
                result->sign = res_sign;
                return;
        }
@@ -487,6 +498,7 @@ static void _fadd(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
 
        _shift_right(_mant(b), exp_diff, temp);
        sticky = sc_had_carry();
+       fc_exact &= !sticky;
 
        if (sticky && sign) {
                /* if subtracting a little more than the represented value or adding a little
@@ -516,30 +528,34 @@ static void _fadd(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
        /* resulting exponent is the bigger one */
        memmove(_exp(result), _exp(a), value_size);
 
-       normalize(result, result, sticky);
+       fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
 }
 
 /**
  * calculate a * b
  */
 static void _fmul(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
+       int sticky;
        char *temp;
        char res_sign;
 
+       fc_exact = 1;
+
        handle_NAN(a, b, result);
 
        temp = alloca(value_size);
 
        if (result != a && result != b)
-               memcpy(&result->desc, &a->desc, sizeof(descriptor_t));
+               result->desc = a->desc;
 
        result->sign = res_sign = a->sign ^ b->sign;
 
        /* produce NaN on 0 * inf */
        if (a->desc.clss == ZERO) {
-               if (b->desc.clss == INF)
-                       fc_get_qnan(a->desc.exponent_size, a->desc.mantissa_size, result);
-               else {
+               if (b->desc.clss == INF) {
+                       fc_get_qnan(&a->desc, result);
+                       fc_exact = 0;
+               } else {
                        if (a != result)
                                memcpy(result, a, calc_buffer_size);
                        result->sign = res_sign;
@@ -547,9 +563,10 @@ static void _fmul(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
                return;
        }
        if (b->desc.clss == ZERO) {
-               if (a->desc.clss == INF)
-                       fc_get_qnan(a->desc.exponent_size, a->desc.mantissa_size, result);
-               else {
+               if (a->desc.clss == INF) {
+                       fc_get_qnan(&a->desc, result);
+                       fc_exact = 0;
+               } else {
                        if (b != result)
                                memcpy(result, b, calc_buffer_size);
                        result->sign = res_sign;
@@ -558,12 +575,14 @@ static void _fmul(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
        }
 
        if (a->desc.clss == INF) {
+               fc_exact = 0;
                if (a != result)
                        memcpy(result, a, calc_buffer_size);
                result->sign = res_sign;
                return;
        }
        if (b->desc.clss == INF) {
+               fc_exact = 0;
                if (b != result)
                        memcpy(result, b, calc_buffer_size);
                result->sign = res_sign;
@@ -588,37 +607,43 @@ static void _fmul(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
         * point are the sum of the factors' digits after the radix point. As all
         * values are normalized they both have the same amount of these digits,
         * which has to be restored by proper shifting
-        * +2 because of the two rounding bits */
-       sc_val_from_ulong(2 + result->desc.mantissa_size, temp);
+        * because of the rounding bits */
+       sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS + result->desc.mantissa_size, temp);
 
        _shift_right(_mant(result), temp, _mant(result));
+       sticky = sc_had_carry();
+       fc_exact &= !sticky;
 
-       normalize(result, result, sc_had_carry());
+       fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
 }
 
 /**
  * calculate a / b
  */
 static void _fdiv(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
+       int sticky;
        char *temp, *dividend;
        char res_sign;
 
+       fc_exact = 1;
+
        handle_NAN(a, b, result);
 
        temp = alloca(value_size);
        dividend = alloca(value_size);
 
        if (result != a && result != b)
-               memcpy(&result->desc, &a->desc, sizeof(descriptor_t));
+               result->desc = a->desc;
 
        result->sign = res_sign = a->sign ^ b->sign;
 
        /* produce NAN on 0/0 and inf/inf */
        if (a->desc.clss == ZERO) {
-               if (b->desc.clss == ZERO)
-                       /* 0/0 -> nan */
-                       fc_get_qnan(a->desc.exponent_size, a->desc.mantissa_size, result);
-               else {
+               if (b->desc.clss == ZERO) {
+                       /* 0/0 -> NaN */
+                       fc_get_qnan(&a->desc, result);
+                       fc_exact = 0;
+               } else {
                        /* 0/x -> a */
                        if (a != result)
                                memcpy(result, a, calc_buffer_size);
@@ -628,10 +653,11 @@ static void _fdiv(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
        }
 
        if (b->desc.clss == INF) {
-               if (a->desc.clss == INF)
-                       /* inf/inf -> nan */
-                       fc_get_qnan(a->desc.exponent_size, a->desc.mantissa_size, result);
-               else {
+               fc_exact = 0;
+               if (a->desc.clss == INF) {
+                       /* inf/inf -> NaN */
+                       fc_get_qnan(&a->desc, result);
+               } else {
                        /* x/inf -> 0 */
                        sc_val_from_ulong(0, NULL);
                        _save_result(_exp(result));
@@ -642,6 +668,7 @@ static void _fdiv(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
        }
 
        if (a->desc.clss == INF) {
+               fc_exact = 0;
                /* inf/x -> inf */
                if (a != result)
                        memcpy(result, a, calc_buffer_size);
@@ -649,11 +676,12 @@ static void _fdiv(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
                return;
        }
        if (b->desc.clss == ZERO) {
+               fc_exact = 0;
                /* division by zero */
                if (result->sign)
-                       fc_get_minusinf(a->desc.exponent_size, a->desc.mantissa_size, result);
+                       fc_get_minusinf(&a->desc, result);
                else
-                       fc_get_plusinf(a->desc.exponent_size, a->desc.mantissa_size, result);
+                       fc_get_plusinf(&a->desc, result);
                return;
        }
 
@@ -674,7 +702,7 @@ static void _fdiv(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
         * fit into the integer precision, but due to the rounding bits (which
         * are always zero because the values are all normalized) the divisor
         * can be shifted right instead to achieve the same result */
-       sc_val_from_ulong(2 + result->desc.mantissa_size, temp);
+       sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS + result->desc.mantissa_size, temp);
 
        _shift_left(_mant(a), temp, dividend);
 
@@ -683,13 +711,15 @@ static void _fdiv(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
                sc_val_from_ulong(1, divisor);
                _shift_right(_mant(b), divisor, divisor);
                sc_div(dividend, divisor, _mant(result));
+               sticky = sc_had_carry();
+               fc_exact &= !sticky;
        }
 
-       normalize(result, result, sc_had_carry());
+       fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
 }
 
 #if 0
-static void _power_of_ten(int exp, descriptor_t *desc, char *result) {
+static void _power_of_ten(int exp, ieee_descriptor_t *desc, char *result) {
        char *build;
        char *temp;
 
@@ -698,12 +728,12 @@ static void _power_of_ten(int exp, descriptor_t *desc, char *result) {
 
        /* set new descriptor (else result is supposed to already have one) */
        if (desc != NULL)
-               memcpy(&result->desc, desc, sizeof(descriptor_t));
+               result->desc = *desc;
 
        build = alloca(value_size);
        temp = alloca(value_size);
 
-       sc_val_from_ulong((1 << result->desc.exponent_size)/2-1, _exp(result));
+       sc_val_from_ulong((1 << (result->desc.exponent_size - 1)) - 1, _exp(result));
 
        if (exp > 0) {
                /* temp is value of ten now */
@@ -717,7 +747,7 @@ static void _power_of_ten(int exp, descriptor_t *desc, char *result) {
                _save_result(build);
 
                /* temp is amount of left shift needed to put the value left of the radix point */
-               sc_val_from_ulong(result->desc.mantissa_size + 2, temp);
+               sc_val_from_ulong(result->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS, temp);
 
                _shift_left(build, temp, _mant(result));
 
@@ -747,10 +777,13 @@ static void _trunc(const fp_value *a, fp_value *result) {
        int exp_bias, exp_val;
        char *temp;
 
+       /* fixme: can be exact */
+       fc_exact = 0;
+
        temp = alloca(value_size);
 
        if (a != result)
-               memcpy(&result->desc, &a->desc, sizeof(descriptor_t));
+               result->desc = a->desc;
 
        exp_bias = (1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1;
        exp_val  = sc_val_to_long(_exp(a)) - exp_bias;
@@ -781,8 +814,6 @@ static void _trunc(const fp_value *a, fp_value *result) {
        sc_and(_mant(a), temp, _mant(result));
 
        if (a != result) memcpy(_exp(result), _exp(a), value_size);
-
-       return;
 }
 
 /********
@@ -796,7 +827,7 @@ int fc_get_buffer_length(void) {
        return calc_buffer_size;
 }
 
-void *fc_val_from_str(const char *str, unsigned int len, char exp_size, char mant_size, void *result) {
+void *fc_val_from_str(const char *str, unsigned int len, const ieee_descriptor_t *desc, void *result) {
 #if 0
        enum {
                START,
@@ -822,9 +853,10 @@ void *fc_val_from_str(const char *str, unsigned int len, char exp_size, char man
        power_val = alloca(calc_buffer_size);
        mant_str = alloca((len)?(len):(strlen(str)));
 
-       result->desc.exponent_size = exp_size;
-       result->desc.mantissa_size = mant_size;
-       result->desc.clss = NORMAL;
+       result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
+       result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
+       result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
+       result->desc.clss          = NORMAL;
 
        old_str = str;
        pos = 0;
@@ -958,11 +990,11 @@ done:
        sc_val_from_str(mant_str, strlen(mant_str), _mant(result));
 
        /* shift to put value left of radix point */
-       sc_val_from_ulong(mant_size + 2, exp_val);
+       sc_val_from_ulong(mant_size + ROUNDING_BITS, exp_val);
 
        _shift_left(_mant(result), exp_val, _mant(result));
 
-       sc_val_from_ulong((1 << exp_size)/2-1, _exp(result));
+       sc_val_from_ulong((1 << (exp_size - 1)) - 1, _exp(result));
 
        _normalize(result, result, 0);
 
@@ -977,34 +1009,43 @@ done:
        return result;
 #else
        /* XXX excuse of an implementation to make things work */
-       LLDBL val;
-       fp_value *tmp = alloca(calc_buffer_size);
+       LLDBL             val;
+       fp_value          *tmp = alloca(calc_buffer_size);
+       ieee_descriptor_t tmp_desc;
        (void) len;
 
 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
        val = strtold(str, NULL);
        DEBUGPRINTF(("val_from_str(%s)\n", str));
-       fc_val_from_ieee754(val, 15, 64, tmp);
+       tmp_desc.exponent_size = 15;
+       tmp_desc.mantissa_size = 63;
+       tmp_desc.explicit_one  = 1;
+       tmp_desc.clss          = NORMAL;
+       fc_val_from_ieee754(val, &tmp_desc, tmp);
 #else
        val = strtod(str, NULL);
        DEBUGPRINTF(("val_from_str(%s)\n", str));
-       fc_val_from_ieee754(val, 11, 52, tmp);
+       tmp_desc.exponent_size = 11;
+       tmp_desc.mantissa_size = 52;
+       tmp_desc.explicit_one  = 0;
+       tmp_desc.clss          = NORMAL;
+       fc_val_from_ieee754(val, &tmp_desc, tmp);
 #endif /* HAVE_LONG_DOUBLE */
-       return fc_cast(tmp, exp_size, mant_size, result);
+       return fc_cast(tmp, desc, result);
 #endif
 }
 
-fp_value *fc_val_from_ieee754(LLDBL l, char exp_size, char mant_size, fp_value *result) {
+fp_value *fc_val_from_ieee754(LLDBL l, const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
        char *temp;
        int bias_res, bias_val, mant_val;
        value_t srcval;
        UINT32 sign, exponent, mantissa0, mantissa1;
 
        srcval.d = l;
-       bias_res = ((1<<exp_size)/2-1);
+       bias_res = ((1 << (desc->exponent_size - 1)) - 1);
 
 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
-       mant_val  = 64;
+       mant_val  = 63;
        bias_val  = 0x3fff;
        sign      = (srcval.val.high & 0x00008000) != 0;
        exponent  = (srcval.val.high & 0x00007FFF) ;
@@ -1030,13 +1071,17 @@ fp_value *fc_val_from_ieee754(LLDBL l, char exp_size, char mant_size, fp_value *
        if (result == NULL) result = calc_buffer;
        temp = alloca(value_size);
 
-       result->desc.exponent_size = exp_size;
-       result->desc.mantissa_size = mant_size;
+       /* CLEAR the buffer, else some bits might be uninitialized */
+       memset(result, 0, fc_get_buffer_length());
+
+       result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
+       result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
+       result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
 
        /* extract sign */
        result->sign = sign;
 
-       /* sign and flag suffice to identify nan or inf, no exponent/mantissa
+       /* sign and flag suffice to identify NaN or inf, no exponent/mantissa
         * encoding is needed. the function can return immediately in these cases */
        if (isnan(l)) {
                result->desc.clss = NAN;
@@ -1053,23 +1098,16 @@ fp_value *fc_val_from_ieee754(LLDBL l, char exp_size, char mant_size, fp_value *
         * this looks more complicated than it is: unbiased input exponent + output bias,
         * minus the mantissa difference which is added again later when the output float
         * becomes normalized */
-#ifdef HAVE_EXPLICIT_ONE
-       sc_val_from_long((exponent-bias_val+bias_res)-(mant_val-mant_size-1), _exp(result));
-#else
-       sc_val_from_long((exponent-bias_val+bias_res)-(mant_val-mant_size), _exp(result));
-#endif
+       sc_val_from_long((exponent - bias_val + bias_res) - (mant_val - desc->mantissa_size), _exp(result));
 
        /* build mantissa representation */
-#ifndef HAVE_EXPLICIT_ONE
        if (exponent != 0) {
                /* insert the hidden bit */
                sc_val_from_ulong(1, temp);
-               sc_val_from_ulong(mant_val + 2, NULL);
+               sc_val_from_ulong(mant_val + ROUNDING_BITS, NULL);
                _shift_left(temp, sc_get_buffer(), NULL);
        }
-       else
-#endif
-       {
+       else {
                sc_val_from_ulong(0, NULL);
        }
 
@@ -1083,7 +1121,7 @@ fp_value *fc_val_from_ieee754(LLDBL l, char exp_size, char mant_size, fp_value *
 
        /* bits from the lower word */
        sc_val_from_ulong(mantissa1, temp);
-       sc_val_from_ulong(2, NULL);
+       sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, NULL);
        _shift_left(temp, sc_get_buffer(), temp);
        sc_or(_mant(result), temp, _mant(result));
 
@@ -1112,22 +1150,25 @@ LLDBL fc_val_to_ieee754(const fp_value *val) {
        UINT32 mantissa0;
        UINT32 mantissa1;
 
-       value_t buildval;
+       value_t           buildval;
+       ieee_descriptor_t desc;
+       unsigned          mantissa_size;
 
 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
-       char result_exponent = 15;
-       char result_mantissa = 64;
+       desc.exponent_size = 15;
+       desc.mantissa_size = 63;
+       desc.explicit_one  = 1;
+       desc.clss          = NORMAL;
 #else
-       char result_exponent = 11;
-       char result_mantissa = 52;
+       desc.exponent_size = 11;
+       desc.mantissa_size = 52;
+       desc.explicit_one  = 0;
+       desc.clss          = NORMAL;
 #endif
+       mantissa_size = desc.mantissa_size + desc.explicit_one;
 
        temp = alloca(calc_buffer_size);
-#ifdef HAVE_EXPLICIT_ONE
-       value = fc_cast(val, result_exponent, result_mantissa-1, temp);
-#else
-       value = fc_cast(val, result_exponent, result_mantissa, temp);
-#endif
+       value = fc_cast(val, &desc, temp);
 
        sign = value->sign;
 
@@ -1135,17 +1176,17 @@ LLDBL fc_val_to_ieee754(const fp_value *val) {
         * lead to wrong results */
        exponent = sc_val_to_long(_exp(value)) ;
 
-       sc_val_from_ulong(2, NULL);
+       sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, NULL);
        _shift_right(_mant(value), sc_get_buffer(), _mant(value));
 
        mantissa0 = 0;
        mantissa1 = 0;
 
        for (byte_offset = 0; byte_offset < 4; byte_offset++)
-               mantissa1 |= sc_sub_bits(_mant(value), result_mantissa, byte_offset) << (byte_offset<<3);
+               mantissa1 |= sc_sub_bits(_mant(value), mantissa_size, byte_offset) << (byte_offset << 3);
 
-       for (; (byte_offset<<3) < result_mantissa; byte_offset++)
-               mantissa0 |= sc_sub_bits(_mant(value), result_mantissa, byte_offset) << ((byte_offset-4)<<3);
+       for (; (byte_offset<<3) < desc.mantissa_size; byte_offset++)
+               mantissa0 |= sc_sub_bits(_mant(value), mantissa_size, byte_offset) << ((byte_offset - 4) << 3);
 
 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
        buildval.val.high = sign << 15;
@@ -1164,23 +1205,33 @@ LLDBL fc_val_to_ieee754(const fp_value *val) {
        return buildval.d;
 }
 
-fp_value *fc_cast(const fp_value *value, char exp_size, char mant_size, fp_value *result) {
+fp_value *fc_cast(const fp_value *value, const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
        char *temp;
        int exp_offset, val_bias, res_bias;
 
        if (result == NULL) result = calc_buffer;
        temp = alloca(value_size);
 
-       if (value->desc.exponent_size == exp_size && value->desc.mantissa_size == mant_size) {
+       if (value->desc.exponent_size == desc->exponent_size &&
+               value->desc.mantissa_size == desc->mantissa_size &&
+               value->desc.explicit_one  == desc->explicit_one) {
                if (value != result)
                        memcpy(result, value, calc_buffer_size);
                return result;
        }
 
+       if (value->desc.clss == NAN) {
+               if (sc_get_highest_set_bit(_mant(value)) == value->desc.mantissa_size + 1)
+                       return fc_get_qnan(desc, result);
+               else
+                       return fc_get_snan(desc, result);
+       }
+
        /* set the descriptor of the new value */
-       result->desc.exponent_size = exp_size;
-       result->desc.mantissa_size = mant_size;
-       result->desc.clss = value->desc.clss;
+       result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
+       result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
+       result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
+       result->desc.clss          = value->desc.clss;
 
        result->sign = value->sign;
 
@@ -1188,9 +1239,9 @@ fp_value *fc_cast(const fp_value *value, char exp_size, char mant_size, fp_value
         * this would change the exponent, which is unwanted. So calculate this
         * offset and add it */
        val_bias = (1 << (value->desc.exponent_size - 1)) - 1;
-       res_bias = (1 << (exp_size - 1)) - 1;
+       res_bias = (1 << (desc->exponent_size - 1)) - 1;
 
-       exp_offset = (res_bias - val_bias) - (value->desc.mantissa_size - mant_size);
+       exp_offset = (res_bias - val_bias) - (value->desc.mantissa_size - desc->mantissa_size);
        sc_val_from_long(exp_offset, temp);
        sc_add(_exp(value), temp, _exp(result));
 
@@ -1209,43 +1260,45 @@ fp_value *fc_cast(const fp_value *value, char exp_size, char mant_size, fp_value
        return result;
 }
 
-fp_value *fc_get_max(unsigned int exponent_size, unsigned int mantissa_size, fp_value *result) {
+fp_value *fc_get_max(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
        if (result == NULL) result = calc_buffer;
 
-       result->desc.exponent_size = exponent_size;
-       result->desc.mantissa_size = mantissa_size;
-       result->desc.clss = NORMAL;
+       result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
+       result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
+       result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
+       result->desc.clss          = NORMAL;
 
        result->sign = 0;
 
-       sc_val_from_ulong((1<<exponent_size) - 2, _exp(result));
+       sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 2, _exp(result));
 
-       sc_max_from_bits(mantissa_size + 1, 0, _mant(result));
-       sc_val_from_ulong(2, NULL);
+       sc_max_from_bits(desc->mantissa_size + 1, 0, _mant(result));
+       sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, NULL);
        _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
 
        return result;
 }
 
-fp_value *fc_get_min(unsigned int exponent_size, unsigned int mantissa_size, fp_value *result) {
+fp_value *fc_get_min(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
        if (result == NULL) result = calc_buffer;
 
-       fc_get_max(exponent_size, mantissa_size, result);
+       fc_get_max(desc, result);
        result->sign = 1;
 
        return result;
 }
 
-fp_value *fc_get_snan(unsigned int exponent_size, unsigned int mantissa_size, fp_value *result) {
+fp_value *fc_get_snan(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
        if (result == NULL) result = calc_buffer;
 
-       result->desc.exponent_size = exponent_size;
-       result->desc.mantissa_size = mantissa_size;
-       result->desc.clss = NAN;
+       result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
+       result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
+       result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
+       result->desc.clss          = NAN;
 
        result->sign = 0;
 
-       sc_val_from_ulong((1<<exponent_size)-1, _exp(result));
+       sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
 
        /* signaling NaN has non-zero mantissa with msb not set */
        sc_val_from_ulong(1, _mant(result));
@@ -1253,46 +1306,48 @@ fp_value *fc_get_snan(unsigned int exponent_size, unsigned int mantissa_size, fp
        return result;
 }
 
-fp_value *fc_get_qnan(unsigned int exponent_size, unsigned int mantissa_size, fp_value *result) {
+fp_value *fc_get_qnan(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
        if (result == NULL) result = calc_buffer;
 
-       result->desc.exponent_size = exponent_size;
-       result->desc.mantissa_size = mantissa_size;
-       result->desc.clss = NAN;
+       result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
+       result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
+       result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
+       result->desc.clss          = NAN;
 
        result->sign = 0;
 
-       sc_val_from_ulong((1<<exponent_size)-1, _exp(result));
+       sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
 
        /* quiet NaN has the msb of the mantissa set, so shift one there */
        sc_val_from_ulong(1, _mant(result));
        /* mantissa_size >+< 1 because of two extra rounding bits */
-       sc_val_from_ulong(mantissa_size + 1, NULL);
+       sc_val_from_ulong(desc->mantissa_size + 1, NULL);
        _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
 
        return result;
 }
 
-fp_value *fc_get_plusinf(unsigned int exponent_size, unsigned int mantissa_size, fp_value *result) {
+fp_value *fc_get_plusinf(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
        if (result == NULL) result = calc_buffer;
 
-       result->desc.exponent_size = exponent_size;
-       result->desc.mantissa_size = mantissa_size;
-       result->desc.clss = NORMAL;
+       result->desc.exponent_size = desc->exponent_size;
+       result->desc.mantissa_size = desc->mantissa_size;
+       result->desc.explicit_one  = desc->explicit_one;
+       result->desc.clss          = INF;
 
        result->sign = 0;
 
-       sc_val_from_ulong((1<<exponent_size)-1, _exp(result));
+       sc_val_from_ulong((1 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
 
        sc_val_from_ulong(0, _mant(result));
 
        return result;
 }
 
-fp_value *fc_get_minusinf(unsigned int exponent_size, unsigned int mantissa_size, fp_value *result) {
+fp_value *fc_get_minusinf(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
        if (result == NULL) result = calc_buffer;
 
-       fc_get_plusinf(exponent_size, mantissa_size, result);
+       fc_get_plusinf(desc, result);
        result->sign = 1;
 
        return result;
@@ -1367,38 +1422,37 @@ int fc_is_subnormal(const fp_value *a) {
 
 char *fc_print(const fp_value *val, char *buf, int buflen, unsigned base) {
        char *mul_1;
+       LLDBL flt_val;
 
        mul_1 = alloca(calc_buffer_size);
 
        switch (base) {
        case FC_DEC:
-               switch (val->desc.clss) {
+               switch ((value_class_t)val->desc.clss) {
                case INF:
-                       if (buflen >= 8 + val->sign) sprintf(buf, "%sINFINITY", val->sign ? "-":"");
-                       else snprintf(buf, buflen, "%sINF", val->sign ? "-":NULL);
+                       snprintf(buf, buflen, "%cINF", val->sign ? '-' : '+');
                        break;
                case NAN:
-                       snprintf(buf, buflen, "NAN");
+                       snprintf(buf, buflen, "NaN");
                        break;
                case ZERO:
                        snprintf(buf, buflen, "0.0");
                        break;
                default:
-                       /* XXX to be implemented */
+                       flt_val = fc_val_to_ieee754(val);
 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
                        /* XXX 30 is arbitrary */
-                       snprintf(buf, buflen, "%.30LE", fc_val_to_ieee754(val));
+                       snprintf(buf, buflen, "%.30LE", flt_val);
 #else
-                       snprintf(buf, buflen, "%.18E", fc_val_to_ieee754(val));
+                       snprintf(buf, buflen, "%.18E", flt_val);
 #endif
                }
                break;
 
        case FC_HEX:
-               switch (val->desc.clss) {
+               switch ((value_class_t)val->desc.clss) {
                case INF:
-                       if (buflen >= 8+val->sign) sprintf(buf, "%sINFINITY", val->sign?"-":"");
-                       else snprintf(buf, buflen, "%sINF", val->sign?"-":NULL);
+                       snprintf(buf, buflen, "%cINF", val->sign ? '-' : '+');
                        break;
                case NAN:
                        snprintf(buf, buflen, "NAN");
@@ -1407,10 +1461,11 @@ char *fc_print(const fp_value *val, char *buf, int buflen, unsigned base) {
                        snprintf(buf, buflen, "0.0");
                        break;
                default:
+                       flt_val = fc_val_to_ieee754(val);
 #ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
-                       snprintf(buf, buflen, "%LA", fc_val_to_ieee754(val));
+                       snprintf(buf, buflen, "%LA", flt_val);
 #else
-                       snprintf(buf, buflen, "%A", fc_val_to_ieee754(val));
+                       snprintf(buf, buflen, "%A", flt_val);
 #endif
                }
                break;
@@ -1428,7 +1483,7 @@ unsigned char fc_sub_bits(const fp_value *value, unsigned num_bits, unsigned byt
        /* this is used to cache the packed version of the value */
        static char *packed_value = NULL;
 
-       if (packed_value == NULL) packed_value = xmalloc(value_size);
+       if (packed_value == NULL) packed_value = XMALLOCN(char, value_size);
 
        if (value != NULL)
                pack(value, packed_value);
@@ -1436,15 +1491,43 @@ unsigned char fc_sub_bits(const fp_value *value, unsigned num_bits, unsigned byt
        return sc_sub_bits(packed_value, num_bits, byte_ofs);
 }
 
+/* Returns non-zero if the mantissa is zero, i.e. 1.0Exxx */
 int fc_zero_mantissa(const fp_value *value) {
-       return sc_get_lowest_set_bit(_mant(value)) == 2 + value->desc.mantissa_size;
+       return sc_get_lowest_set_bit(_mant(value)) == ROUNDING_BITS + value->desc.mantissa_size;
 }
 
+/* Returns the exponent of a value. */
 int fc_get_exponent(const fp_value *value) {
        int exp_bias = (1 << (value->desc.exponent_size - 1)) - 1;
        return sc_val_to_long(_exp(value)) - exp_bias;
 }
 
+/* Return non-zero if a given value can be converted lossless into another precision */
+int fc_can_lossless_conv_to(const fp_value *value, const ieee_descriptor_t *desc) {
+       int v;
+       int exp_bias;
+
+       /* handle some special cases first */
+       switch (value->desc.clss) {
+       case ZERO:
+       case INF:
+       case NAN:
+               return 1;
+       default:
+               break;
+       }
+
+       /* check if the exponent can be encoded: note, 0 and all ones are reserved for the exponent */
+       exp_bias = (1 << (desc->exponent_size - 1)) - 1;
+       v = fc_get_exponent(value) + exp_bias;
+       if (0 < v && v < (1 << desc->exponent_size) - 1) {
+               /* exponent can be encoded, now check the mantissa */
+               v = value->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS - sc_get_lowest_set_bit(_mant(value));
+               return v < desc->mantissa_size;
+       }
+       return 0;
+}
+
 
 fc_rounding_mode_t fc_set_rounding_mode(fc_rounding_mode_t mode) {
        if (mode == FC_TONEAREST || mode == FC_TOPOSITIVE || mode == FC_TONEGATIVE || mode == FC_TOZERO)
@@ -1462,11 +1545,11 @@ void init_fltcalc(int precision) {
                /* does nothing if already init */
                if (precision == 0) precision = FC_DEFAULT_PRECISION;
 
-               init_strcalc(precision + 4);
+               init_strcalc(precision + 2 + ROUNDING_BITS);
 
-               /* needs additionally two bits to round, a bit as explicit 1., and one for
+               /* needs additionally rounding bits, one bit as explicit 1., and one for
                 * addition overflow */
-               max_precision = sc_get_precision() - 4;
+               max_precision = sc_get_precision() - (2 + ROUNDING_BITS);
                if (max_precision < precision)
                        printf("WARNING: not enough precision available, using %d\n", max_precision);
 
@@ -1494,7 +1577,9 @@ void finish_fltcalc (void) {
        free(calc_buffer); calc_buffer = NULL;
 }
 
+#ifdef FLTCALC_TRACE_CALC
 static char buffer[100];
+#endif
 
 /* definition of interface functions */
 fp_value *fc_add(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
@@ -1585,6 +1670,7 @@ fp_value *fc_int(const fp_value *a, fp_value *result) {
 fp_value *fc_rnd(const fp_value *a, fp_value *result) {
        if (result == NULL) result = calc_buffer;
 
+       (void) a;
        TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
        TRACEPRINTF(("rounded to integer "));
 
@@ -1594,9 +1680,72 @@ fp_value *fc_rnd(const fp_value *a, fp_value *result) {
        return result;
 }
 
+/*
+ * convert a floating point value into an sc value ...
+ */
+int fc_flt2int(const fp_value *a, void *result, ir_mode *dst_mode) {
+       if (a->desc.clss == NORMAL) {
+               int exp_bias = (1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1;
+               int exp_val  = sc_val_to_long(_exp(a)) - exp_bias;
+               int shift, highest;
+
+               if (a->sign && !mode_is_signed(dst_mode)) {
+                       /* FIXME: for now we cannot convert this */
+                       return 0;
+               }
+
+               assert(exp_val >= 0 && "floating point value not integral before fc_flt2int() call");
+               shift = exp_val - (a->desc.mantissa_size + ROUNDING_BITS);
+
+               if (shift > 0) {
+                       sc_shlI(_mant(a),  shift, 64, 0, result);
+               } else {
+                       sc_shrI(_mant(a), -shift, 64, 0, result);
+               }
+
+               /* check for overflow */
+               highest = sc_get_highest_set_bit(result);
+
+               if (mode_is_signed(dst_mode)) {
+                       if (highest == sc_get_lowest_set_bit(result)) {
+                               /* need extra test for MIN_INT */
+                               if (highest >= (int) get_mode_size_bits(dst_mode)) {
+                                       /* FIXME: handle overflow */
+                                       return 0;
+                               }
+                       } else {
+                               if (highest >= (int) get_mode_size_bits(dst_mode) - 1) {
+                                       /* FIXME: handle overflow */
+                                       return 0;
+                               }
+                       }
+               } else {
+                       if (highest >= (int) get_mode_size_bits(dst_mode)) {
+                               /* FIXME: handle overflow */
+                               return 0;
+                       }
+               }
+
+               if (a->sign)
+                       sc_neg(result, result);
+
+               return 1;
+       }
+       else if (a->desc.clss == ZERO) {
+               sc_zero(result);
+               return 1;
+       }
+       return 0;
+}
+
+
 unsigned fc_set_immediate_precision(unsigned bits) {
        unsigned old = immediate_prec;
 
        immediate_prec = bits;
        return old;
 }
+
+int fc_is_exact(void) {
+       return fc_exact;
+}