Unconditionally include stdlib.h.
[libfirm] / ir / tv / fltcalc.c
index df890d8..ba377b1 100644 (file)
-/* fltcalc.c
- * Authors: Matthias Heil
- */
-
 /*
- * TODO:
+ * Copyright (C) 1995-2008 University of Karlsruhe.  All right reserved.
  *
- * This code uses the C-type LLDBL to respesent floating
- * point values. This is bad because:
+ * This file is part of libFirm.
  *
- * 1.) It depends on IEEE arithmetic on the compilation engine (hardly a problem)
- * 2.) The existance on the type and its bits size (may be identical to double or even float)
- * 3.) Arithmetic operations will be done with "higher order" precision, which might be wrong
+ * This file may be distributed and/or modified under the terms of the
+ * GNU General Public License version 2 as published by the Free Software
+ * Foundation and appearing in the file LICENSE.GPL included in the
+ * packaging of this file.
  *
- * Replace this code ASAP.
+ * Licensees holding valid libFirm Professional Edition licenses may use
+ * this file in accordance with the libFirm Commercial License.
+ * Agreement provided with the Software.
+ *
+ * This file is provided AS IS with NO WARRANTY OF ANY KIND, INCLUDING THE
+ * WARRANTY OF DESIGN, MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
+ * PURPOSE.
  */
+
+/**
+ * @file
+ * @brief    tarval floating point calculations
+ * @date     2003
+ * @author   Mathias Heil
+ * @version  $Id$
+ */
+
+#include "config.h"
+
 #include "fltcalc.h"
-#include <string.h>
-#include <float.h>
+#include "strcalc.h"
+
+#include <math.h>    /* need isnan() and isinf() (will be changed)*/
+/* undef some reused constants defined by math.h */
+#ifdef NAN
+#  undef NAN
+#endif
+
+#ifdef HAVE_INTTYPES_H
+# include <inttypes.h>
+#endif
+#ifdef HAVE_STRING_H
+# include <string.h>
+#endif
 #include <stdlib.h>
 #include <stdio.h>
+#include <assert.h>
 
-#ifdef USE_LONG_DOUBLE
-/* have long double type */
+#include "xmalloc.h"
 
-/* only defined in C99 mode */
-extern long double strtold(const char *str, char **end);
+/** The number of extra precision rounding bits */
+#define ROUNDING_BITS 2
 
-#define strtoLLD       strtold
+typedef uint32_t UINT32;
 
+#ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
+#ifdef WORDS_BIGENDIAN
+typedef union {
+       struct {
+               UINT32 high;
+               UINT32 mid;
+               UINT32 low;
+       } val;
+       volatile long double d;
+} value_t;
+#else
+typedef union {
+       struct {
+               UINT32 low;
+               UINT32 mid;
+               UINT32 high;
+       } val;
+       volatile long double d;
+} value_t;
+#endif
+#else
+#ifdef WORDS_BIGENDIAN
+typedef union {
+       struct {
+               UINT32 high;
+               UINT32 low;
+       } val;
+       volatile double d;
+} value_t;
 #else
-/* don't have long double type */
+typedef union {
+       struct {
+               UINT32 low;
+               UINT32 high;
+       } val;
+       volatile double d;
+} value_t;
+#endif
+#endif
+
+#define CLEAR_BUFFER(buffer) memset(buffer, 0, calc_buffer_size)
+
+/* our floating point value */
+struct _fp_value {
+       ieee_descriptor_t desc;
+       char sign;
+       char value[1];                  /* exp[value_size] + mant[value_size] */
+};
+
+#define _exp(a)  &((a)->value[0])
+#define _mant(a) &((a)->value[value_size])
 
-extern double strtod(const char *str, char **end);
+#define _save_result(x) memcpy((x), sc_get_buffer(), value_size)
+#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))
 
-#define strtoLLD       strtod
 
+#ifdef FLTCALC_DEBUG
+#  define DEBUGPRINTF(x) printf x
+#else
+#  define DEBUGPRINTF(x) ((void)0)
 #endif
 
-/********
- * globals
- ********/
-static LLDBL value;
+#ifdef FLTCALC_TRACE_CALC
+#  define TRACEPRINTF(x) printf x
+#else
+#  define TRACEPRINTF(x) ((void)0)
+#endif
 
-#define CAST_IN(val) (*((LLDBL *)((val))))
-#define CAST_OUT(val) ((void *)&(val))
+/** The immediate precision. */
+static unsigned immediate_prec = 0;
 
-#define CLEAR_BUFFER() memset((char*)&value, 0, sizeof(LLDBL))
-/********
- * private functions
- ********/
+/** A temporal buffer. */
+static fp_value *calc_buffer = NULL;
+
+/** Current rounding mode.*/
+static fc_rounding_mode_t rounding_mode;
+
+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))
+               printf("ERROR: Unexpected character '%c'\n", *(str + pos));
+       else
+               printf("ERROR: Unexpected end of string\n");
+       while (len-- && *str) printf("%c", *str++); printf("\n");
+       while (pos--) printf(" "); printf("^\n");
+       /* the front end has to to check constant strings */
+       exit(-1);
+}
+#endif
+
+/** pack machine-like */
+static void *pack(const fp_value *int_float, void *packed) {
+       char     *shift_val;
+       char     *temp;
+       fp_value *val_buffer;
+       int      pos;
+
+       temp      = alloca(value_size);
+       shift_val = alloca(value_size);
+
+       switch ((value_class_t)int_float->desc.clss) {
+       case NAN:
+               val_buffer = alloca(calc_buffer_size);
+               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, val_buffer);
+               val_buffer->sign = int_float->sign;
+               int_float = val_buffer;
+               break;
+
+       default:
+               break;
+       }
+       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);
+
+       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);
+
+       /* 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(ROUNDING_BITS, shift_val);
+       _shift_right(_mant(int_float), shift_val, temp);
+
+       /* remove leading 1 (or 0 if denormalized) */
+       sc_max_from_bits(pos, 0, shift_val); /* all mantissa bits are 1's */
+       sc_and(temp, shift_val, temp);
+
+       /* combine sign|exponent|mantissa */
+       sc_or(temp, packed, packed);
+
+       return packed;
+}
+
+/**
+ * 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);
+
+       /* 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;
+               memcpy(&out_val->desc, &in_val->desc, sizeof(out_val->desc));
+       }
+
+       out_val->desc.clss = NORMAL;
+
+       /* 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;
+       }
+
+       /* shift the first 1 into the left of the radix point (i.e. hsb == -1) */
+       if (hsb < -1)   {
+               /* shift right */
+               sc_val_from_ulong(-hsb-1, temp);
+
+               _shift_right(_mant(in_val), temp, _mant(out_val));
+
+               /* remember if some bits were shifted away */
+               if (sc_had_carry()) {
+                       exact = 0;
+                       sticky = 1;
+               }
+               sc_add(_exp(in_val), temp, _exp(out_val));
+       } else if (hsb > -1) {
+               /* shift left */
+               sc_val_from_ulong(hsb+1, temp);
+
+               _shift_left(_mant(in_val), temp, _mant(out_val));
+
+               sc_sub(_exp(in_val), temp, _exp(out_val));
+       }
+
+       /* check for exponent underflow */
+       if (sc_is_negative(_exp(out_val)) || sc_is_zero(_exp(out_val))) {
+               DEBUGPRINTF(("Exponent underflow!\n"));
+               /* exponent underflow */
+               /* shift the mantissa right to have a zero exponent */
+               sc_val_from_ulong(1, temp);
+               sc_sub(temp, _exp(out_val), NULL);
+
+               _shift_right(_mant(out_val), sc_get_buffer(), _mant(out_val));
+               if (sc_had_carry()) {
+                       exact  = 0;
+                       sticky = 1;
+               }
+               /* denormalized means exponent of zero */
+               sc_val_from_ulong(0, _exp(out_val));
+
+               out_val->desc.clss = SUBNORMAL;
+       }
+
+       /* 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 + ROUNDING_BITS, 0) & 0x7;
+       guard = (lsb&0x2)>>1;
+       round = lsb&0x1;
+
+       switch (rounding_mode) {
+       case FC_TONEAREST:
+               /* round to nearest representable value, if in doubt choose the version
+                * with lsb == 0 */
+               round_dir = guard && (sticky || round || lsb>>2);
+               break;
+       case FC_TOPOSITIVE:
+               /* if positive: round to one if the exact value is bigger, else to zero */
+               round_dir = (!out_val->sign && (guard || round || sticky));
+               break;
+       case FC_TONEGATIVE:
+               /* if negative: round to one if the exact value is bigger, else to zero */
+               round_dir = (out_val->sign && (guard || round || sticky));
+               break;
+       case FC_TOZERO:
+               /* always round to 0 (chopping mode) */
+               round_dir = 0;
+               break;
+       }
+       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"));
+
+       if (round_dir == 1) {
+               guard = (round^guard)<<1;
+               lsb = !(round || guard)<<2 | guard | round;
+       } else {
+               lsb = -((guard<<1) | round);
+       }
+
+       /* add the rounded value */
+       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 */
+       if (sc_is_zero(_mant(out_val)) && (out_val->desc.clss == SUBNORMAL))
+               out_val->desc.clss = ZERO;
+
+       /* check for rounding overflow */
+       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,
+                * so adapt the exponent accordingly */
+               sc_val_from_ulong(1, temp);
+               sc_add(_exp(out_val), temp, _exp(out_val));
+
+               out_val->desc.clss = NORMAL;
+       }
+       /* no further rounding is needed, because rounding overflow means
+        * the carry of the original rounding was propagated all the way
+        * up to the bit left of the radix point. This implies the bits
+        * to the right are all zeros (rounding is +1) */
+
+       /* check for exponent overflow */
+       sc_val_from_ulong((1 << out_val->desc.exponent_size) - 1, temp);
+       if (sc_comp(_exp(out_val), temp) != -1) {
+               DEBUGPRINTF(("Exponent overflow!\n"));
+               /* exponent overflow, reaction depends on rounding method:
+                *
+                * mode        | sign of value |  result
+                *--------------------------------------------------------------
+                * TO_NEAREST  |      +        |   +inf
+                *             |      -        |   -inf
+                *--------------------------------------------------------------
+                * TO_POSITIVE |      +        |   +inf
+                *             |      -        |   smallest representable value
+                *--------------------------------------------------------------
+                * TO_NEAGTIVE |      +        |   largest representable value
+                *             |      -        |   -inf
+                *--------------------------------------------------------------
+                * TO_ZERO     |      +        |   largest representable value
+                *             |      -        |   smallest representable value
+                *--------------------------------------------------------------*/
+               if (out_val->sign == 0) {
+                       /* value is positive */
+                       switch (rounding_mode) {
+                       case FC_TONEAREST:
+                       case FC_TOPOSITIVE:
+                               out_val->desc.clss = INF;
+                               break;
+
+                       case FC_TONEGATIVE:
+                       case FC_TOZERO:
+                               fc_get_max(&out_val->desc, out_val);
+                       }
+               } else {
+                       /* value is negative */
+                       switch (rounding_mode) {
+                       case FC_TONEAREST:
+                       case FC_TONEGATIVE:
+                               out_val->desc.clss = INF;
+                               break;
+
+                       case FC_TOPOSITIVE:
+                       case FC_TOZERO:
+                               fc_get_min(&out_val->desc, out_val);
+                       }
+               }
+       }
+       return exact;
+}
+
+/**
+ * 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)
+
+
+/**
+ * calculate a + b, where a is the value with the bigger exponent
+ */
+static void _fadd(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
+       char *temp;
+       char *exp_diff;
+
+       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)
+               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_exact = 0;
+               fc_get_qnan(&a->desc, result);
+               return;
+       }
+
+       temp     = alloca(value_size);
+       exp_diff = alloca(value_size);
+
+       /* get exponent difference */
+       sc_sub(_exp(a), _exp(b), exp_diff);
+
+       /* initially set sign to be the sign of a, special treatment of subtraction
+        * when exponents are equal is required though.
+        * Also special care about the sign is needed when the mantissas are equal
+        * (+/- 0 ?) */
+       if (sign && sc_val_to_long(exp_diff) == 0) {
+               switch (sc_comp(_mant(a), _mant(b))) {
+               case 1:  /* a > b */
+                       res_sign = a->sign;  /* abs(a) is bigger and a is negative */
+                       break;
+               case 0:  /* a == b */
+                       res_sign = (rounding_mode == FC_TONEGATIVE);
+                       break;
+               case -1: /* a < b */
+                       res_sign = b->sign; /* abs(b) is bigger and b is negative */
+                       break;
+               default:
+                       /* can't be reached */
+                       res_sign = 0;
+                       break;
+               }
+       }
+       else
+               res_sign = a->sign;
+       result->sign = res_sign;
+
+       /* sign has been taken care of, check for special cases */
+       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;
+       }
+
+       /* shift the smaller value to the right to align the radix point */
+       /* subnormals have their radix point shifted to the right,
+        * take care of this first */
+       if ((b->desc.clss == SUBNORMAL) && (a->desc.clss != SUBNORMAL)) {
+               sc_val_from_ulong(1, temp);
+               sc_sub(exp_diff, temp, exp_diff);
+       }
+
+       _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
+                * more than the represented value to a negative value this, in addition to the
+                * still set sticky bit, takes account of the 'little more' */
+               char *temp1 = alloca(calc_buffer_size);
+               sc_val_from_ulong(1, temp1);
+               sc_add(temp, temp1, temp);
+       }
+
+       if (sign) {
+               if (sc_comp(_mant(a), temp) == -1)
+                       sc_sub(temp, _mant(a), _mant(result));
+               else
+                       sc_sub(_mant(a), temp, _mant(result));
+       } else {
+               sc_add(_mant(a), temp, _mant(result));
+       }
+
+       /* _normalize expects a 'normal' radix point, adding two subnormals
+        * results in a subnormal radix point -> shifting before normalizing */
+       if ((a->desc.clss == SUBNORMAL) && (b->desc.clss == SUBNORMAL)) {
+               sc_val_from_ulong(1, NULL);
+               _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
+       }
+
+       /* resulting exponent is the bigger one */
+       memmove(_exp(result), _exp(a), value_size);
+
+       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)
+               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, result);
+                       fc_exact = 0;
+               } else {
+                       if (a != result)
+                               memcpy(result, a, calc_buffer_size);
+                       result->sign = res_sign;
+               }
+               return;
+       }
+       if (b->desc.clss == ZERO) {
+               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;
+               }
+               return;
+       }
+
+       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;
+               return;
+       }
+
+       /* exp = exp(a) + exp(b) - excess */
+       sc_add(_exp(a), _exp(b), _exp(result));
+
+       sc_val_from_ulong((1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1, temp);
+       sc_sub(_exp(result), temp, _exp(result));
+
+       /* mixed normal, subnormal values introduce an error of 1, correct it */
+       if ((a->desc.clss == SUBNORMAL) ^ (b->desc.clss == SUBNORMAL)) {
+               sc_val_from_ulong(1, temp);
+               sc_add(_exp(result), temp, _exp(result));
+       }
+
+       sc_mul(_mant(a), _mant(b), _mant(result));
+
+       /* realign result: after a multiplication the digits right of the radix
+        * 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
+        * 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;
+
+       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)
+               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, result);
+                       fc_exact = 0;
+               } else {
+                       /* 0/x -> a */
+                       if (a != result)
+                               memcpy(result, a, calc_buffer_size);
+                       result->sign = res_sign;
+               }
+               return;
+       }
+
+       if (b->desc.clss == INF) {
+               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));
+                       _save_result(_mant(result));
+                       result->desc.clss = ZERO;
+               }
+               return;
+       }
+
+       if (a->desc.clss == INF) {
+               fc_exact = 0;
+               /* inf/x -> inf */
+               if (a != result)
+                       memcpy(result, a, calc_buffer_size);
+               result->sign = res_sign;
+               return;
+       }
+       if (b->desc.clss == ZERO) {
+               fc_exact = 0;
+               /* division by zero */
+               if (result->sign)
+                       fc_get_minusinf(&a->desc, result);
+               else
+                       fc_get_plusinf(&a->desc, result);
+               return;
+       }
+
+       /* exp = exp(a) - exp(b) + excess - 1*/
+       sc_sub(_exp(a), _exp(b), _exp(result));
+       sc_val_from_ulong((1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 2, temp);
+       sc_add(_exp(result), temp, _exp(result));
+
+       /* mixed normal, subnormal values introduce an error of 1, correct it */
+       if ((a->desc.clss == SUBNORMAL) ^ (b->desc.clss == SUBNORMAL)) {
+               sc_val_from_ulong(1, temp);
+               sc_add(_exp(result), temp, _exp(result));
+       }
+
+       /* mant(res) = mant(a) / 1/2mant(b) */
+       /* to gain more bits of precision in the result the dividend could be
+        * shifted left, as this operation does not loose bits. This would not
+        * 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(ROUNDING_BITS + result->desc.mantissa_size, temp);
+
+       _shift_left(_mant(a), temp, dividend);
+
+       {
+               char *divisor = alloca(calc_buffer_size);
+               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;
+       }
+
+       fc_exact &= normalize(result, result, sticky);
+}
+
+#if 0
+static void _power_of_ten(int exp, ieee_descriptor_t *desc, char *result) {
+       char *build;
+       char *temp;
+
+       /* positive sign */
+       result->sign = 0;
+
+       /* set new descriptor (else result is supposed to already have one) */
+       if (desc != NULL)
+               result->desc = *desc;
+
+       build = alloca(value_size);
+       temp = alloca(value_size);
+
+       sc_val_from_ulong((1 << (result->desc.exponent_size - 1)) - 1, _exp(result));
+
+       if (exp > 0) {
+               /* temp is value of ten now */
+               sc_val_from_ulong(10, NULL);
+               _save_result(temp);
+
+               for (exp--; exp > 0; exp--) {
+                       _save_result(build);
+                       sc_mul(build, temp, NULL);
+               }
+               _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 + ROUNDING_BITS, temp);
+
+               _shift_left(build, temp, _mant(result));
+
+               _normalize(result, result, 0);
+       }
+}
+#endif
+
+/**
+ * Truncate the fractional part away.
+ *
+ * This does not clip to any integer range.
+ */
+static void _trunc(const fp_value *a, fp_value *result) {
+       /*
+        * When exponent == 0 all bits left of the radix point
+        * are the integral part of the value. For 15bit exp_size
+        * this would require a left shift of max. 16383 bits which
+        * is too much.
+        * But it is enough to ensure that no bit right of the radix
+        * point remains set. This restricts the interesting
+        * exponents to the interval [0, mant_size-1].
+        * Outside this interval the truncated value is either 0 or
+        * it does not have fractional parts.
+        */
+
+       int exp_bias, exp_val;
+       char *temp;
+
+       /* fixme: can be exact */
+       fc_exact = 0;
+
+       temp = alloca(value_size);
+
+       if (a != result)
+               result->desc = a->desc;
+
+       exp_bias = (1 << (a->desc.exponent_size - 1)) - 1;
+       exp_val  = sc_val_to_long(_exp(a)) - exp_bias;
+
+       if (exp_val < 0) {
+               sc_val_from_ulong(0, NULL);
+               _save_result(_exp(result));
+               _save_result(_mant(result));
+               result->desc.clss = ZERO;
+
+               return;
+       }
+
+       if (exp_val > a->desc.mantissa_size) {
+               if (a != result)
+                       memcpy(result, a, calc_buffer_size);
+
+               return;
+       }
+
+       /* set up a proper mask to delete all bits right of the
+        * radix point if the mantissa had been shifted until exp == 0 */
+       sc_max_from_bits(1 + exp_val, 0, temp);
+       sc_val_from_long(a->desc.mantissa_size - exp_val + 2, NULL);
+       _shift_left(temp, sc_get_buffer(), temp);
+
+       /* and the mask and return the result */
+       sc_and(_mant(a), temp, _mant(result));
+
+       if (a != result) memcpy(_exp(result), _exp(a), value_size);
+}
 
 /********
  * functions defined in fltcalc.h
  ********/
-const void *fc_get_buffer(void)
-{
-  return CAST_OUT(value);
-}
-
-const int fc_get_buffer_length(void)
-{
-  return sizeof(LLDBL);
-}
-
-void fc_val_from_str(const char *str, unsigned int len)
-{
-  CLEAR_BUFFER();
-  value = strtoLLD(str, NULL);
-}
-
-void fc_val_from_float(LLDBL l)
-{
-  CLEAR_BUFFER();
-  value = l;
-}
-
-LLDBL fc_val_to_float(const void *val)
-{
-  return CAST_IN(val);
-}
-
-void fc_get_min(unsigned int num_bits)
-{
-  CLEAR_BUFFER();
-
-  /*
-   * Beware: FLT_MIN is the "Minimum normalised float",
-   * not the smallest number in arithmetic sense
-   */
-  switch (num_bits) {
-    case 32:
-      value = -FLT_MAX;
-      break;
-    case 64:
-      value = -DBL_MAX;
-      break;
-    case 80:
-    default:
-      value = -LDBL_MAX;
-      break;
-  }
-}
-
-void fc_get_max(unsigned int num_bits)
-{
-  CLEAR_BUFFER();
-  switch (num_bits)
-  {
-    case 32:
-      value = FLT_MAX;
-      break;
-    case 64:
-      value = DBL_MAX;
-      break;
-    case 80:
-    default:
-      value = LDBL_MAX;
-      break;
-  }
-}
-
-void fc_get_nan(void)
-{
-  value = strtoLLD("nan", NULL);
-
-}
-
-void fc_get_inf(void)
-{
-  value = strtoLLD("inf", NULL);
-}
-
-void fc_calc(const void *a, const void *b, int opcode)
-{
-  CLEAR_BUFFER();
-  switch (opcode)
-  {
-    case FC_ADD:
-      value = CAST_IN(a) + CAST_IN(b);
-      break;
-    case FC_SUB:
-      value = CAST_IN(a) - CAST_IN(b);
-      break;
-    case FC_MUL:
-      value = CAST_IN(a) * CAST_IN(b);
-      break;
-    case FC_DIV:
-      value = CAST_IN(a) / CAST_IN(b);
-      break;
-    case FC_NEG:
-      value = -CAST_IN(a);
-      break;
-  }
-}
-
-int fc_comp(const void *a, const void *b)
-{
-
-  if (CAST_IN(a) == CAST_IN(b)) {
-    return 0;
-  }
-  else if (CAST_IN(a) > CAST_IN(b)) {
-    return 1;
-  }
-  else {
-    return -1;
-  }
-}
-
-char *fc_print_dec(const void *a, char *buf, int buflen)
-{
-  int n;
-
-#ifdef USE_LONG_DOUBLE
-  n = snprintf(buf, buflen, "%1.30Lg", CAST_IN(a));
+const void *fc_get_buffer(void) {
+       return calc_buffer;
+}
+
+int fc_get_buffer_length(void) {
+       return calc_buffer_size;
+}
+
+void *fc_val_from_str(const char *str, unsigned int len, const ieee_descriptor_t *desc, void *result) {
+#if 0
+       enum {
+               START,
+               LEFT_OF_DOT,
+               RIGHT_OF_DOT,
+               EXP_START,
+               EXPONENT,
+               END
+       };
+
+       char exp_sign;
+       int exp_int, hsb, state;
+
+       const char *old_str;
+
+       int pos;
+       char *mant_str, *exp_val, *power_val;
+
+       (void) len;
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       exp_val = alloca(value_size);
+       power_val = alloca(calc_buffer_size);
+       mant_str = alloca((len)?(len):(strlen(str)));
+
+       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;
+       exp_int = 0;
+       state = START;
+
+       while (len == 0 || str-old_str < len) {
+               switch (state) {
+               case START:
+                       switch (*str) {
+                       case '+':
+                               result->sign = 0;
+                               state = LEFT_OF_DOT;
+                               str++;
+                               break;
+
+                       case '-':
+                               result->sign = 1;
+                               state = LEFT_OF_DOT;
+                               str++;
+                               break;
+
+                       case '0': case '1': case '2': case '3': case '4': case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':
+                               result->sign = 0;
+                               state = LEFT_OF_DOT;
+                               break;
+
+                       case '.':
+                               result->sign = 0;
+                               state = RIGHT_OF_DOT;
+                               str++;
+                               break;
+
+                       case 'n':
+                       case 'N':
+                       case 'i':
+                       case 'I':
+                               break;
+
+                       default:
+                               fail_char(old_str, len, str - old_str);
+                       }
+                       break;
+
+               case LEFT_OF_DOT:
+                       switch (*str) {
+                       case '0': case '1': case '2': case '3': case '4': case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':
+                               mant_str[pos++] = *(str++);
+                               break;
+
+                       case '.':
+                               state = RIGHT_OF_DOT;
+                               str++;
+                               break;
+
+                       case 'e':
+                       case 'E':
+                               state = EXP_START;
+                               str++;
+                               break;
+
+                       case '\0':
+                               mant_str[pos] = '\0';
+                               goto done;
+
+                       default:
+                               fail_char(old_str, len, str - old_str);
+                       }
+                       break;
+
+               case RIGHT_OF_DOT:
+                       switch (*str) {
+                       case '0': case '1': case '2': case '3': case '4': case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':
+                               mant_str[pos++] = *(str++);
+                               exp_int++;
+                               break;
+
+                       case 'e':
+                       case 'E':
+                               state = EXP_START;
+                               str++;
+                               break;
+
+                       case '\0':
+                               mant_str[pos] = '\0';
+                               goto done;
+
+                       default:
+                               fail_char(old_str, len, str - old_str);
+                       }
+                       break;
+
+               case EXP_START:
+                       switch (*str) {
+                       case '-':
+                               exp_sign = 1;
+                               /* fall through */
+                       case '+':
+                               if (*(str-1) != 'e' && *(str-1) != 'E') fail_char(old_str, len, str - old_str);
+                               str++;
+                               break;
+
+                       case '0': case '1': case '2': case '3': case '4': case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':
+                               mant_str[pos] = '\0';
+                               pos = 1;
+                               str++;
+                               state = EXPONENT;
+                               break;
+
+                       default:
+                               fail_char(old_str, len, str - old_str);
+                       }
+                       break;
+
+               case EXPONENT:
+                       switch (*str) {
+                       case '0': case '1': case '2': case '3': case '4': case '5': case '6': case '7': case '8': case '9':
+                               pos++;
+                               str++;
+                               break;
+
+                       case '\0': goto done;
+
+                       default:
+                               fail_char(old_str, len, str - old_str);
+                       }
+               }
+       } /*  switch(state) */
+
+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 + ROUNDING_BITS, exp_val);
+
+       _shift_left(_mant(result), exp_val, _mant(result));
+
+       sc_val_from_ulong((1 << (exp_size - 1)) - 1, _exp(result));
+
+       _normalize(result, result, 0);
+
+       if (state == EXPONENT) {
+               exp_int -= atoi(str-pos);
+       }
+
+       _power_of_ten(exp_int, &result->desc, power_val);
+
+       _fdiv(result, power_val, result);
+
+       return result;
+#else
+       /* XXX excuse of an implementation to make things work */
+       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));
+       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
-  n = snprintf(buf, buflen, "%1.30g", CAST_IN(a));
-#endif
-
-  if (n > -1 && n < buflen) {
-    /*
-     * for some backends we always want to present 0 as 0.0
-     * as I could not find the best format to express this, add
-     * a .0 explicitely if not found
-     */
-    if (NULL == strrchr(buf, '.'))
-      strncat(buf, ".0", buflen);
-  }
-
-  return buf;
-}
-
-unsigned char fc_sub_bits(const void *value, unsigned num_bits, unsigned byte_ofs)
-{
-  LLDBL val = CAST_IN(value);
-  float f;
-  double d;
-
-  unsigned char *p;
-  unsigned len;
-
-  switch (num_bits) {
-  case 32:
-    f = (float)val;
-    p = (unsigned char *)&f;
-    len = 4;
-    break;
-
-  case 64:
-    d = (double)val;
-    p = (unsigned char *)&d;
-    len = 8;
-    break;
-
-  case 80:
-    p = (unsigned char *)&val;
-    len = 10;
-    break;
-
-  default:
-    return 0;
-  }
-
-  if (byte_ofs > len)
-    return 0;
-  return p[byte_ofs];
+       val = strtod(str, NULL);
+       DEBUGPRINTF(("val_from_str(%s)\n", str));
+       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, desc, result);
+#endif
+}
+
+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 << (desc->exponent_size - 1)) - 1);
+
+#ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
+       mant_val  = 63;
+       bias_val  = 0x3fff;
+       sign      = (srcval.val.high & 0x00008000) != 0;
+       exponent  = (srcval.val.high & 0x00007FFF) ;
+       mantissa0 = srcval.val.mid;
+       mantissa1 = srcval.val.low;
+#else /* no long double */
+       mant_val  = 52;
+       bias_val  = 0x3ff;
+       sign      = (srcval.val.high & 0x80000000) != 0;
+       exponent  = (srcval.val.high & 0x7FF00000) >> 20;
+       mantissa0 = srcval.val.high & 0x000FFFFF;
+       mantissa1 = srcval.val.low;
+#endif
+
+#ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
+       TRACEPRINTF(("val_from_float(%.8X%.8X%.8X)\n", ((int*)&l)[2], ((int*)&l)[1], ((int*)&l)[0]));/* srcval.val.high, srcval.val.mid, srcval.val.low)); */
+       DEBUGPRINTF(("(%d-%.4X-%.8X%.8X)\n", sign, exponent, mantissa0, mantissa1));
+#else
+       TRACEPRINTF(("val_from_float(%.8X%.8X)\n", srcval.val.high, srcval.val.low));
+       DEBUGPRINTF(("(%d-%.3X-%.5X%.8X)\n", sign, exponent, mantissa0, mantissa1));
+#endif
+
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+       temp = alloca(value_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
+        * encoding is needed. the function can return immediately in these cases */
+       if (isnan(l)) {
+               result->desc.clss = NAN;
+               TRACEPRINTF(("val_from_float resulted in NAN\n"));
+               return result;
+       }
+       else if (isinf(l)) {
+               result->desc.clss = INF;
+               TRACEPRINTF(("val_from_float resulted in %sINF\n", (result->sign == 1) ? "-" : ""));
+               return result;
+       }
+
+       /* build exponent, because input and output exponent and mantissa sizes may differ
+        * 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 */
+       sc_val_from_long((exponent - bias_val + bias_res) - (mant_val - desc->mantissa_size), _exp(result));
+
+       /* build mantissa representation */
+       if (exponent != 0) {
+               /* insert the hidden bit */
+               sc_val_from_ulong(1, temp);
+               sc_val_from_ulong(mant_val + ROUNDING_BITS, NULL);
+               _shift_left(temp, sc_get_buffer(), NULL);
+       }
+       else {
+               sc_val_from_ulong(0, NULL);
+       }
+
+       _save_result(_mant(result));
+
+       /* bits from the upper word */
+       sc_val_from_ulong(mantissa0, temp);
+       sc_val_from_ulong(34, NULL);
+       _shift_left(temp, sc_get_buffer(), temp);
+       sc_or(_mant(result), temp, _mant(result));
+
+       /* bits from the lower word */
+       sc_val_from_ulong(mantissa1, temp);
+       sc_val_from_ulong(ROUNDING_BITS, NULL);
+       _shift_left(temp, sc_get_buffer(), temp);
+       sc_or(_mant(result), temp, _mant(result));
+
+       /* _normalize expects the radix point to be normal, so shift mantissa of subnormal
+        * origin one to the left */
+       if (exponent == 0) {
+               sc_val_from_ulong(1, NULL);
+               _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
+       }
+
+       normalize(result, result, 0);
+
+       TRACEPRINTF(("val_from_float results in %s\n", fc_print(result, temp, calc_buffer_size, FC_PACKED)));
+
+       return result;
+}
+
+LLDBL fc_val_to_ieee754(const fp_value *val) {
+       fp_value *value;
+       fp_value *temp = NULL;
+
+       int byte_offset;
+
+       UINT32 sign;
+       UINT32 exponent;
+       UINT32 mantissa0;
+       UINT32 mantissa1;
+
+       value_t           buildval;
+       ieee_descriptor_t desc;
+       unsigned          mantissa_size;
+
+#ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
+       desc.exponent_size = 15;
+       desc.mantissa_size = 63;
+       desc.explicit_one  = 1;
+       desc.clss          = NORMAL;
+#else
+       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);
+       value = fc_cast(val, &desc, temp);
+
+       sign = value->sign;
+
+       /* @@@ long double exponent is 15bit, so the use of sc_val_to_long should not
+        * lead to wrong results */
+       exponent = sc_val_to_long(_exp(value)) ;
+
+       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), mantissa_size, byte_offset) << (byte_offset << 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;
+       buildval.val.high |= exponent;
+       buildval.val.mid = mantissa0;
+       buildval.val.low = mantissa1;
+#else /* no long double */
+       mantissa0 &= 0x000FFFFF;  /* get rid of garbage */
+       buildval.val.high = sign << 31;
+       buildval.val.high |= exponent << 20;
+       buildval.val.high |= mantissa0;
+       buildval.val.low = mantissa1;
+#endif
+
+       TRACEPRINTF(("val_to_float: %d-%x-%x%x\n", sign, exponent, mantissa0, mantissa1));
+       return buildval.d;
+}
+
+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 == 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 = 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;
+
+       /* when the mantissa sizes differ normalizing has to shift to align it.
+        * 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 << (desc->exponent_size - 1)) - 1;
+
+       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));
+
+       /* _normalize expects normalized radix point */
+       if (value->desc.clss == SUBNORMAL) {
+               sc_val_from_ulong(1, NULL);
+               _shift_left(_mant(value), sc_get_buffer(), _mant(result));
+       } else if (value != result) {
+               memcpy(_mant(result), _mant(value), value_size);
+       } else {
+               memmove(_mant(result), _mant(value), value_size);
+       }
+
+       normalize(result, result, 0);
+       TRACEPRINTF(("Cast results in %s\n", fc_print(result, temp, value_size, FC_PACKED)));
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_get_max(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       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 << desc->exponent_size) - 2, _exp(result));
+
+       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(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       fc_get_max(desc, result);
+       result->sign = 1;
+
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_get_snan(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       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 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
+
+       /* signaling NaN has non-zero mantissa with msb not set */
+       sc_val_from_ulong(1, _mant(result));
+
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_get_qnan(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       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 << 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(desc->mantissa_size + 1, NULL);
+       _shift_left(_mant(result), sc_get_buffer(), _mant(result));
+
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_get_plusinf(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       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 << desc->exponent_size) - 1, _exp(result));
+
+       sc_val_from_ulong(0, _mant(result));
+
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_get_minusinf(const ieee_descriptor_t *desc, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       fc_get_plusinf(desc, result);
+       result->sign = 1;
+
+       return result;
+}
+
+int fc_comp(const fp_value *val_a, const fp_value *val_b) {
+       int mul = 1;
+
+       /*
+        * shortcut: if both values are identical, they are either
+        * Unordered if NaN or equal
+        */
+       if (val_a == val_b)
+               return val_a->desc.clss == NAN ? 2 : 0;
+
+       /* unordered if one is a NaN */
+       if (val_a->desc.clss == NAN || val_b->desc.clss == NAN)
+               return 2;
+
+       /* zero is equal independent of sign */
+       if ((val_a->desc.clss == ZERO) && (val_b->desc.clss == ZERO))
+               return 0;
+
+       /* different signs make compare easy */
+       if (val_a->sign != val_b->sign)
+               return (val_a->sign == 0) ? (1) : (-1);
+
+       mul = val_a->sign ? -1 : 1;
+
+       /* both infinity means equality */
+       if ((val_a->desc.clss == INF) && (val_b->desc.clss == INF))
+               return 0;
+
+       /* infinity is bigger than the rest */
+       if (val_a->desc.clss == INF)
+               return  1 * mul;
+       if (val_b->desc.clss == INF)
+               return -1 * mul;
+
+       /* check first exponent, that mantissa if equal */
+       switch (sc_comp(_exp(val_a), _exp(val_b))) {
+       case -1:
+               return -1 * mul;
+       case  1:
+               return  1 * mul;
+       case  0:
+               return sc_comp(_mant(val_a), _mant(val_b)) * mul;
+       default:
+               return 2;
+       }
+}
+
+int fc_is_zero(const fp_value *a) {
+       return a->desc.clss == ZERO;
+}
+
+int fc_is_negative(const fp_value *a) {
+       return a->sign;
+}
+
+int fc_is_inf(const fp_value *a) {
+       return a->desc.clss == INF;
+}
+
+int fc_is_nan(const fp_value *a) {
+       return a->desc.clss == NAN;
+}
+
+int fc_is_subnormal(const fp_value *a) {
+       return a->desc.clss == SUBNORMAL;
+}
+
+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 ((value_class_t)val->desc.clss) {
+               case INF:
+                       snprintf(buf, buflen, "%cINF", val->sign ? '-' : '+');
+                       break;
+               case NAN:
+                       snprintf(buf, buflen, "NaN");
+                       break;
+               case ZERO:
+                       snprintf(buf, buflen, "0.0");
+                       break;
+               default:
+                       flt_val = fc_val_to_ieee754(val);
+#ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
+                       /* XXX 30 is arbitrary */
+                       snprintf(buf, buflen, "%.30LE", flt_val);
+#else
+                       snprintf(buf, buflen, "%.18E", flt_val);
+#endif
+               }
+               break;
+
+       case FC_HEX:
+               switch ((value_class_t)val->desc.clss) {
+               case INF:
+                       snprintf(buf, buflen, "%cINF", val->sign ? '-' : '+');
+                       break;
+               case NAN:
+                       snprintf(buf, buflen, "NAN");
+                       break;
+               case ZERO:
+                       snprintf(buf, buflen, "0.0");
+                       break;
+               default:
+                       flt_val = fc_val_to_ieee754(val);
+#ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
+                       snprintf(buf, buflen, "%LA", flt_val);
+#else
+                       snprintf(buf, buflen, "%A", flt_val);
+#endif
+               }
+               break;
+
+       case FC_PACKED:
+       default:
+               snprintf(buf, buflen, "%s", sc_print(pack(val, mul_1), value_size*4, SC_HEX, 0));
+               buf[buflen - 1] = '\0';
+               break;
+       }
+       return buf;
+}
+
+unsigned char fc_sub_bits(const fp_value *value, unsigned num_bits, unsigned byte_ofs) {
+       /* this is used to cache the packed version of the value */
+       static char *packed_value = NULL;
+
+       if (packed_value == NULL) packed_value = XMALLOCN(char, value_size);
+
+       if (value != NULL)
+               pack(value, packed_value);
+
+       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)) == 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)
+               rounding_mode = mode;
+
+       return rounding_mode;
+}
+
+fc_rounding_mode_t fc_get_rounding_mode(void) {
+       return rounding_mode;
+}
+
+void init_fltcalc(int precision) {
+       if (calc_buffer == NULL) {
+               /* does nothing if already init */
+               if (precision == 0) precision = FC_DEFAULT_PRECISION;
+
+               init_strcalc(precision + 2 + ROUNDING_BITS);
+
+               /* needs additionally rounding bits, one bit as explicit 1., and one for
+                * addition overflow */
+               max_precision = sc_get_precision() - (2 + ROUNDING_BITS);
+               if (max_precision < precision)
+                       printf("WARNING: not enough precision available, using %d\n", max_precision);
+
+               rounding_mode    = FC_TONEAREST;
+               value_size       = sc_get_buffer_length();
+               calc_buffer_size = sizeof(fp_value) + 2*value_size - 1;
+
+               calc_buffer = xmalloc(calc_buffer_size);
+               memset(calc_buffer, 0, calc_buffer_size);
+               DEBUGPRINTF(("init fltcalc:\n\tVALUE_SIZE = %d\ntCALC_BUFFER_SIZE = %d\n\tcalc_buffer = %p\n\n", value_size, calc_buffer_size, calc_buffer));
+#ifdef HAVE_LONG_DOUBLE
+               DEBUGPRINTF(("\tUsing long double (1-15-64) interface\n"));
+#else
+               DEBUGPRINTF(("\tUsing double (1-11-52) interface\n"));
+#endif
+#ifdef WORDS_BIGENDIAN
+               DEBUGPRINTF(("\tWord order is big endian\n\n"));
+#else
+               DEBUGPRINTF(("\tWord order is little endian\n\n"));
+#endif
+       }
+}
+
+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) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       TRACEPRINTF(("+ %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+
+       /* make the value with the bigger exponent the first one */
+       if (sc_comp(_exp(a), _exp(b)) == -1)
+               _fadd(b, a, result);
+       else
+               _fadd(a, b, result);
+
+       TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_sub(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
+       fp_value *temp;
+
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       TRACEPRINTF(("- %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+
+       temp = alloca(calc_buffer_size);
+       memcpy(temp, b, calc_buffer_size);
+       temp->sign = !b->sign;
+       if (sc_comp(_exp(a), _exp(temp)) == -1)
+               _fadd(temp, a, result);
+       else
+               _fadd(a, temp, result);
+
+       TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_mul(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       TRACEPRINTF(("* %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+
+       _fmul(a, b, result);
+
+       TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_div(const fp_value *a, const fp_value *b, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       TRACEPRINTF(("/ %s ", fc_print(b, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+
+       _fdiv(a, b, result);
+
+       TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_neg(const fp_value *a, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       TRACEPRINTF(("- %s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+
+       if (a != result)
+               memcpy(result, a, calc_buffer_size);
+       result->sign = !a->sign;
+
+       TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       return result;
+}
+
+fp_value *fc_int(const fp_value *a, fp_value *result) {
+       if (result == NULL) result = calc_buffer;
+
+       TRACEPRINTF(("%s ", fc_print(a, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       TRACEPRINTF(("truncated to integer "));
+
+       _trunc(a, result);
+
+       TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       return 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 "));
+
+       assert(!"fc_rnd() not yet implemented");
+
+       TRACEPRINTF(("= %s\n", fc_print(result, buffer, sizeof(buffer), FC_PACKED)));
+       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;
 }