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