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

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