1a53846851e973b662d9eae050ecfaf33575fb9c
[debian/gzip] / lib / printf-frexp.c
1 /* Split a double into fraction and mantissa, for hexadecimal printf.
2    Copyright (C) 2007, 2009, 2010 Free Software Foundation, Inc.
3
4    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
5    it under the terms of the GNU General Public License as published by
6    the Free Software Foundation; either version 3 of the License, or
7    (at your option) any later version.
8
9    This program is distributed in the hope that it will be useful,
10    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
12    GNU General Public License for more details.
13
14    You should have received a copy of the GNU General Public License
15    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.  */
16
17 #include <config.h>
18
19 /* Specification.  */
20 #ifdef USE_LONG_DOUBLE
21 # include "printf-frexpl.h"
22 #else
23 # include "printf-frexp.h"
24 #endif
25
26 #include <float.h>
27 #include <math.h>
28 #ifdef USE_LONG_DOUBLE
29 # include "fpucw.h"
30 #endif
31
32 /* This file assumes FLT_RADIX = 2.  If FLT_RADIX is a power of 2 greater
33    than 2, or not even a power of 2, some rounding errors can occur, so that
34    then the returned mantissa is only guaranteed to be <= 2.0, not < 2.0.  */
35
36 #ifdef USE_LONG_DOUBLE
37 # define FUNC printf_frexpl
38 # define DOUBLE long double
39 # define MIN_EXP LDBL_MIN_EXP
40 # if HAVE_FREXPL_IN_LIBC && HAVE_LDEXPL_IN_LIBC
41 #  define USE_FREXP_LDEXP
42 #  define FREXP frexpl
43 #  define LDEXP ldexpl
44 # endif
45 # define DECL_ROUNDING DECL_LONG_DOUBLE_ROUNDING
46 # define BEGIN_ROUNDING() BEGIN_LONG_DOUBLE_ROUNDING ()
47 # define END_ROUNDING() END_LONG_DOUBLE_ROUNDING ()
48 # define L_(literal) literal##L
49 #else
50 # define FUNC printf_frexp
51 # define DOUBLE double
52 # define MIN_EXP DBL_MIN_EXP
53 # if HAVE_FREXP_IN_LIBC && HAVE_LDEXP_IN_LIBC
54 #  define USE_FREXP_LDEXP
55 #  define FREXP frexp
56 #  define LDEXP ldexp
57 # endif
58 # define DECL_ROUNDING
59 # define BEGIN_ROUNDING()
60 # define END_ROUNDING()
61 # define L_(literal) literal
62 #endif
63
64 DOUBLE
65 FUNC (DOUBLE x, int *expptr)
66 {
67   int exponent;
68   DECL_ROUNDING
69
70   BEGIN_ROUNDING ();
71
72 #ifdef USE_FREXP_LDEXP
73   /* frexp and ldexp are usually faster than the loop below.  */
74   x = FREXP (x, &exponent);
75
76   x = x + x;
77   exponent -= 1;
78
79   if (exponent < MIN_EXP - 1)
80     {
81       x = LDEXP (x, exponent - (MIN_EXP - 1));
82       exponent = MIN_EXP - 1;
83     }
84 #else
85   {
86     /* Since the exponent is an 'int', it fits in 64 bits.  Therefore the
87        loops are executed no more than 64 times.  */
88     DOUBLE pow2[64]; /* pow2[i] = 2^2^i */
89     DOUBLE powh[64]; /* powh[i] = 2^-2^i */
90     int i;
91
92     exponent = 0;
93     if (x >= L_(1.0))
94       {
95         /* A nonnegative exponent.  */
96         {
97           DOUBLE pow2_i; /* = pow2[i] */
98           DOUBLE powh_i; /* = powh[i] */
99
100           /* Invariants: pow2_i = 2^2^i, powh_i = 2^-2^i,
101              x * 2^exponent = argument, x >= 1.0.  */
102           for (i = 0, pow2_i = L_(2.0), powh_i = L_(0.5);
103                ;
104                i++, pow2_i = pow2_i * pow2_i, powh_i = powh_i * powh_i)
105             {
106               if (x >= pow2_i)
107                 {
108                   exponent += (1 << i);
109                   x *= powh_i;
110                 }
111               else
112                 break;
113
114               pow2[i] = pow2_i;
115               powh[i] = powh_i;
116             }
117         }
118         /* Here 1.0 <= x < 2^2^i.  */
119       }
120     else
121       {
122         /* A negative exponent.  */
123         {
124           DOUBLE pow2_i; /* = pow2[i] */
125           DOUBLE powh_i; /* = powh[i] */
126
127           /* Invariants: pow2_i = 2^2^i, powh_i = 2^-2^i,
128              x * 2^exponent = argument, x < 1.0, exponent >= MIN_EXP - 1.  */
129           for (i = 0, pow2_i = L_(2.0), powh_i = L_(0.5);
130                ;
131                i++, pow2_i = pow2_i * pow2_i, powh_i = powh_i * powh_i)
132             {
133               if (exponent - (1 << i) < MIN_EXP - 1)
134                 break;
135
136               exponent -= (1 << i);
137               x *= pow2_i;
138               if (x >= L_(1.0))
139                 break;
140
141               pow2[i] = pow2_i;
142               powh[i] = powh_i;
143             }
144         }
145         /* Here either x < 1.0 and exponent - 2^i < MIN_EXP - 1 <= exponent,
146            or 1.0 <= x < 2^2^i and exponent >= MIN_EXP - 1.  */
147
148         if (x < L_(1.0))
149           /* Invariants: x * 2^exponent = argument, x < 1.0 and
150              exponent - 2^i < MIN_EXP - 1 <= exponent.  */
151           while (i > 0)
152             {
153               i--;
154               if (exponent - (1 << i) >= MIN_EXP - 1)
155                 {
156                   exponent -= (1 << i);
157                   x *= pow2[i];
158                   if (x >= L_(1.0))
159                     break;
160                 }
161             }
162
163         /* Here either x < 1.0 and exponent = MIN_EXP - 1,
164            or 1.0 <= x < 2^2^i and exponent >= MIN_EXP - 1.  */
165       }
166
167     /* Invariants: x * 2^exponent = argument, and
168        either x < 1.0 and exponent = MIN_EXP - 1,
169        or 1.0 <= x < 2^2^i and exponent >= MIN_EXP - 1.  */
170     while (i > 0)
171       {
172         i--;
173         if (x >= pow2[i])
174           {
175             exponent += (1 << i);
176             x *= powh[i];
177           }
178       }
179     /* Here either x < 1.0 and exponent = MIN_EXP - 1,
180        or 1.0 <= x < 2.0 and exponent >= MIN_EXP - 1.  */
181   }
182 #endif
183
184   END_ROUNDING ();
185
186   *expptr = exponent;
187   return x;
188 }