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

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