mono/metadata/decimal.c

   1 /*
   2  * decimal.c
   3  *
   4  * conversions and numerical operations for the c# type System.Decimal
   5  *
   6  * Author: Martin Weindel (martin.weindel@t-online.de)
   7  *
   8  * (C) 2001 by Martin Weindel
   9  */
  10
  11 /*
  12  * machine dependent configuration for
  13  * CSharp value type System.Decimal
  14  */
  15
  16 #include "config.h"
  17 #include <mono/metadata/exception.h>
  18 #include <stdio.h>
  19 #include <stdlib.h>
  20 #include <string.h>
  21 #include <math.h>
  22 #ifdef HAVE_MEMORY_H
  23 #include <memory.h>
  24 #endif
  25 #ifdef _MSC_VER
  26 #include <intrin.h>
  27 #endif
  28
  29 #ifndef DISABLE_DECIMAL
  30
  31 /* needed for building microsoft dll */
  32 #ifdef __GNUC__
  33 #define DECINLINE __inline
  34 #else
  35 #define DECINLINE
  36 #endif
  37
  38 #define LIT_GUINT32(x) x
  39 #define LIT_GUINT64(x) x##LL
  40
  41
  42 /* we need a UInt64 type => guint64 */
  43 #include <glib.h>
  44
  45 #include "decimal.h"
  46
  47 /*
  48  * Deal with anon union support.
  49  */
  50 #define ss32 u.ss32
  51 #define signscale u.signscale
  52
  53 /* debugging stuff */
  54 #ifdef _DEBUG
  55 #include <assert.h>
  56 #define PRECONDITION(flag)  assert(flag)
  57 #define POSTCONDITION(flag)  assert(flag)
  58 #define TEST(flag)  assert(flag)
  59 #define INVARIANT_TEST(p) assert(p->signscale.scale >= 0 && p->signscale.scale <= DECIMAL_MAX_SCALE \
  60         && p->signscale.reserved1 == 0 && p->signscale.reserved2 == 0);
  61 #else
  62 #define PRECONDITION(flag)
  63 #define POSTCONDITION(flag)
  64 #define TEST(flag)
  65 #define INVARIANT_TEST(p)
  66 #endif /*#ifdef _DEBUG*/
  67
  68 #define DECIMAL_MAX_SCALE 28
  69 #define DECIMAL_MAX_INTFACTORS 9
  70
  71 #define DECIMAL_SUCCESS 0
  72 #define DECIMAL_FINISHED 1
  73 #define DECIMAL_OVERFLOW 2
  74 #define DECIMAL_INVALID_CHARACTER 2
  75 #define DECIMAL_INTERNAL_ERROR 3
  76 #define DECIMAL_INVALID_BITS 4
  77 #define DECIMAL_DIVIDE_BY_ZERO 5
  78 #define DECIMAL_BUFFER_OVERFLOW 6
  79
  80 /* some MACROS */
  81 #define DECINIT(src) memset(src, 0, sizeof(decimal_repr))
  82
  83 #define DECCOPY(dest, src) memcpy(dest, src, sizeof(decimal_repr))
  84
  85 #define DECSWAP(p1, p2, h) \
  86         h = (p1)->ss32; (p1)->ss32 = (p2)->ss32; (p2)->ss32 = h; \
  87         h = (p1)->hi32; (p1)->hi32 = (p2)->hi32; (p2)->hi32 = h; \
  88         h = (p1)->mid32; (p1)->mid32 = (p2)->mid32; (p2)->mid32 = h; \
  89         h = (p1)->lo32; (p1)->lo32 = (p2)->lo32; (p2)->lo32 = h;
  90
  91 #define DECNEGATE(p1) (p1)->signscale.sign = 1 - (p1)->signscale.sign
  92
  93 #define LIT_DEC128(hi, mid, lo) { (((guint64)mid)<<32 | lo), hi }
  94
  95 #define DECTO128(pd, lo, hi) \
  96         lo = (((guint64)(pd)->mid32) << 32) | (pd)->lo32; \
  97     hi = (pd)->hi32;
  98
  99 /* some constants */
 100 #define LIT_GUINT32_HIGHBIT LIT_GUINT32(0x80000000)
 101 #define LIT_GUINT64_HIGHBIT LIT_GUINT64(0x8000000000000000)
 102
 103 #define DECIMAL_LOG_NEGINF -1000
 104
 105 static const guint32 constantsDecadeInt32Factors[DECIMAL_MAX_INTFACTORS+1] = {
 106     LIT_GUINT32(1), LIT_GUINT32(10), LIT_GUINT32(100), LIT_GUINT32(1000),
 107     LIT_GUINT32(10000), LIT_GUINT32(100000), LIT_GUINT32(1000000),
 108     LIT_GUINT32(10000000), LIT_GUINT32(100000000), LIT_GUINT32(1000000000)
 109 };
 110
 111 typedef struct {
 112     guint64 lo;
 113     guint64 hi;
 114 } dec128_repr;
 115
 116 static const dec128_repr dec128decadeFactors[DECIMAL_MAX_SCALE+1] = {
 117     LIT_DEC128( 0, 0, 1u), /* == 1 */
 118     LIT_DEC128( 0, 0, 10u), /* == 10 */
 119     LIT_DEC128( 0, 0, 100u), /* == 100 */
 120     LIT_DEC128( 0, 0, 1000u), /* == 1e3m */
 121     LIT_DEC128( 0, 0, 10000u), /* == 1e4m */
 122     LIT_DEC128( 0, 0, 100000u), /* == 1e5m */
 123     LIT_DEC128( 0, 0, 1000000u), /* == 1e6m */
 124     LIT_DEC128( 0, 0, 10000000u), /* == 1e7m */
 125     LIT_DEC128( 0, 0, 100000000u), /* == 1e8m */
 126     LIT_DEC128( 0, 0, 1000000000u), /* == 1e9m */
 127     LIT_DEC128( 0, 2u, 1410065408u), /* == 1e10m */
 128     LIT_DEC128( 0, 23u, 1215752192u), /* == 1e11m */
 129     LIT_DEC128( 0, 232u, 3567587328u), /* == 1e12m */
 130     LIT_DEC128( 0, 2328u, 1316134912u), /* == 1e13m */
 131     LIT_DEC128( 0, 23283u, 276447232u), /* == 1e14m */
 132     LIT_DEC128( 0, 232830u, 2764472320u), /* == 1e15m */
 133     LIT_DEC128( 0, 2328306u, 1874919424u), /* == 1e16m */
 134     LIT_DEC128( 0, 23283064u, 1569325056u), /* == 1e17m */
 135     LIT_DEC128( 0, 232830643u, 2808348672u), /* == 1e18m */
 136     LIT_DEC128( 0, 2328306436u, 2313682944u), /* == 1e19m */
 137     LIT_DEC128( 5u, 1808227885u, 1661992960u), /* == 1e20m */
 138     LIT_DEC128( 54u, 902409669u, 3735027712u), /* == 1e21m */
 139     LIT_DEC128( 542u, 434162106u, 2990538752u), /* == 1e22m */
 140     LIT_DEC128( 5421u, 46653770u, 4135583744u), /* == 1e23m */
 141     LIT_DEC128( 54210u, 466537709u, 2701131776u), /* == 1e24m */
 142     LIT_DEC128( 542101u, 370409800u, 1241513984u), /* == 1e25m */
 143     LIT_DEC128( 5421010u, 3704098002u, 3825205248u), /* == 1e26m */
 144     LIT_DEC128( 54210108u, 2681241660u, 3892314112u), /* == 1e27m */
 145     LIT_DEC128( 542101086u, 1042612833u, 268435456u), /* == 1e28m */
 146 };
 147
 148 /* 192 bit addition: c = a + b
 149    addition is modulo 2**128, any carry is lost */
 150 DECINLINE static void add128(guint64 alo, guint64 ahi,
 151                              guint64 blo, guint64 bhi,
 152                              guint64* pclo, guint64* pchi)
 153 {
 154     alo += blo;
 155     if (alo < blo) ahi++; /* carry */
 156     ahi += bhi;
 157
 158     *pclo = alo;
 159     *pchi = ahi;
 160 }
 161
 162 /* 128 bit subtraction: c = a - b
 163    subtraction is modulo 2**128, any carry is lost */
 164 DECINLINE static void sub128(guint64 alo, guint64 ahi,
 165                              guint64 blo, guint64 bhi,
 166                              guint64* pclo, guint64* pchi)
 167 {
 168     guint64 clo, chi;
 169
 170     clo = alo - blo;
 171     chi = ahi - bhi;
 172     if (alo < blo) chi--; /* borrow */
 173
 174     *pclo = clo;
 175     *pchi = chi;
 176 }
 177
 178 /* 192 bit addition: c = a + b
 179    addition is modulo 2**192, any carry is lost */
 180 DECINLINE static void add192(guint64 alo, guint64 ami, guint64 ahi,
 181                              guint64 blo, guint64 bmi, guint64 bhi,
 182                              guint64* pclo, guint64* pcmi, guint64* pchi)
 183 {
 184     alo += blo;
 185     if (alo < blo) { /* carry low */
 186         ami++;
 187         if (ami == 0) ahi++; /* carry mid */
 188     }
 189     ami += bmi;
 190     if (ami < bmi) ahi++; /* carry mid */
 191     ahi += bhi;
 192     *pclo = alo;
 193     *pcmi = ami;
 194     *pchi = ahi;
 195 }
 196
 197 /* 192 bit subtraction: c = a - b
 198    subtraction is modulo 2**192, any carry is lost */
 199 DECINLINE static void sub192(guint64 alo, guint64 ami, guint64 ahi,
 200                              guint64 blo, guint64 bmi, guint64 bhi,
 201                              guint64* pclo, guint64* pcmi, guint64* pchi)
 202 {
 203     guint64 clo, cmi, chi;
 204
 205     clo = alo - blo;
 206     cmi = ami - bmi;
 207     chi = ahi - bhi;
 208     if (alo < blo) {
 209         if (cmi == 0) chi--; /* borrow mid */
 210         cmi--; /* borrow low */
 211     }
 212     if (ami < bmi) chi--; /* borrow mid */
 213     *pclo = clo;
 214     *pcmi = cmi;
 215     *pchi = chi;
 216 }
 217
 218 /* multiplication c(192bit) = a(96bit) * b(96bit) */
 219 DECINLINE static void mult96by96to192(guint32 alo, guint32 ami, guint32 ahi,
 220                                       guint32 blo, guint32 bmi, guint32 bhi,
 221                                       guint64* pclo, guint64* pcmi, guint64* pchi)
 222 {
 223     guint64 a, b, c, d;
 224     guint32 h0, h1, h2, h3, h4, h5;
 225     int carry0, carry1;
 226
 227     a = ((guint64)alo) * blo;
 228     h0 = (guint32) a;
 229
 230     a >>= 32; carry0 = 0;
 231     b = ((guint64)alo) * bmi;
 232     c = ((guint64)ami) * blo;
 233     a += b; if (a < b) carry0++;
 234     a += c; if (a < c) carry0++;
 235     h1 = (guint32) a;
 236
 237     a >>= 32; carry1 = 0;
 238     b = ((guint64)alo) * bhi;
 239     c = ((guint64)ami) * bmi;
 240     d = ((guint64)ahi) * blo;
 241     a += b; if (a < b) carry1++;
 242     a += c; if (a < c) carry1++;
 243     a += d; if (a < d) carry1++;
 244     h2 = (guint32) a;
 245
 246     a >>= 32; a += carry0; carry0 = 0;
 247     b = ((guint64)ami) * bhi;
 248     c = ((guint64)ahi) * bmi;
 249     a += b; if (a < b) carry0++;
 250     a += c; if (a < c) carry0++;
 251     h3 = (guint32) a;
 252
 253     a >>= 32; a += carry1;
 254     b = ((guint64)ahi) * bhi;
 255     a += b;
 256     h4 = (guint32) a;
 257
 258     a >>= 32; a += carry0;
 259     h5 = (guint32) a;
 260
 261     *pclo = ((guint64)h1) << 32 | h0;
 262     *pcmi = ((guint64)h3) << 32 | h2;
 263     *pchi = ((guint64)h5) << 32 | h4;
 264 }
 265
 266 /* multiplication c(128bit) = a(96bit) * b(32bit) */
 267 DECINLINE static void mult96by32to128(guint32 alo, guint32 ami, guint32 ahi,
 268                                       guint32 factor,
 269                                       guint64* pclo, guint64* pchi)
 270 {
 271     guint64 a;
 272     guint32 h0, h1;
 273
 274     a = ((guint64)alo) * factor;
 275     h0 = (guint32) a;
 276
 277     a >>= 32;
 278     a += ((guint64)ami) * factor;
 279     h1 = (guint32) a;
 280
 281     a >>= 32;
 282     a += ((guint64)ahi) * factor;
 283
 284     *pclo = ((guint64)h1) << 32 | h0;
 285     *pchi = a;
 286 }
 287
 288 /* multiplication c(128bit) *= b(32bit) */
 289 DECINLINE static int mult128by32(guint64* pclo, guint64* pchi, guint32 factor, int roundBit)
 290 {
 291     guint64 a;
 292     guint32 h0, h1;
 293
 294     a = ((guint64)(guint32)(*pclo)) * factor;
 295     if (roundBit) a += factor / 2;
 296     h0 = (guint32) a;
 297
 298     a >>= 32;
 299     a += (*pclo >> 32) * factor;
 300     h1 = (guint32) a;
 301
 302     *pclo = ((guint64)h1) << 32 | h0;
 303
 304     a >>= 32;
 305     a += ((guint64)(guint32)(*pchi)) * factor;
 306     h0 = (guint32) a;
 307
 308     a >>= 32;
 309     a += (*pchi >> 32) * factor;
 310     h1 = (guint32) a;
 311
 312     *pchi = ((guint64)h1) << 32 | h0;
 313
 314     return ((a >> 32) == 0) ? DECIMAL_SUCCESS : DECIMAL_OVERFLOW;
 315 }
 316
 317 DECINLINE static int mult128DecadeFactor(guint64* pclo, guint64* pchi, int powerOfTen)
 318 {
 319     int idx, rc;
 320
 321     while (powerOfTen > 0) {
 322         idx = (powerOfTen >= DECIMAL_MAX_INTFACTORS) ? DECIMAL_MAX_INTFACTORS : powerOfTen;
 323         powerOfTen -= idx;
 324         rc = mult128by32(pclo, pchi, constantsDecadeInt32Factors[idx], 0);
 325         if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
 326     }
 327     return DECIMAL_SUCCESS;
 328 }
 329
 330 /* division: x(128bit) /= factor(32bit)
 331    returns roundBit */
 332 DECINLINE static int div128by32(guint64* plo, guint64* phi, guint32 factor, guint32* pRest)
 333 {
 334     guint64 a, b, c, h;
 335
 336     h = *phi;
 337     a = (guint32)(h >> 32);
 338     b = a / factor;
 339     a -= b * factor;
 340     a <<= 32;
 341     a |= (guint32) h;
 342     c = a / factor;
 343     a -= c * factor;
 344     a <<= 32;
 345     *phi = b << 32 | (guint32)c;
 346
 347     h = *plo;
 348     a |= (guint32)(h >> 32);
 349     b = a / factor;
 350     a -= b * factor;
 351     a <<= 32;
 352     a |= (guint32) h;
 353     c = a / factor;
 354     a -= c * factor;
 355     *plo = b << 32 | (guint32)c;
 356
 357     if (pRest) *pRest = (guint32) a;
 358
 359     a <<= 1;
 360     return (a >= factor || (a == factor && (c & 1) == 1)) ? 1 : 0;
 361 }
 362
 363 /* division: x(192bit) /= factor(32bit)
 364    no rest and no rounding*/
 365 DECINLINE static void div192by32(guint64* plo, guint64* pmi, guint64* phi,
 366                                  guint32 factor)
 367 {
 368     guint64 a, b, c, h;
 369
 370     h = *phi;
 371     a = (guint32)(h >> 32);
 372     b = a / factor;
 373     a -= b * factor;
 374     a <<= 32;
 375     a |= (guint32) h;
 376     c = a / factor;
 377     a -= c * factor;
 378     a <<= 32;
 379     *phi = b << 32 | (guint32)c;
 380
 381     h = *pmi;
 382     a |= (guint32)(h >> 32);
 383     b = a / factor;
 384     a -= b * factor;
 385     a <<= 32;
 386     a |= (guint32) h;
 387     c = a / factor;
 388     a -= c * factor;
 389     a <<= 32;
 390     *pmi = b << 32 | (guint32)c;
 391
 392     h = *plo;
 393     a |= (guint32)(h >> 32);
 394     b = a / factor;
 395     a -= b * factor;
 396     a <<= 32;
 397     a |= (guint32) h;
 398     c = a / factor;
 399     a -= c * factor;
 400     a <<= 32;
 401     *plo = b << 32 | (guint32)c;
 402 }
 403
 404 /* returns upper 32bit for a(192bit) /= b(32bit)
 405    a will contain remainder */
 406 DECINLINE static guint32 div192by96to32withRest(guint64* palo, guint64* pami, guint64* pahi,
 407                                                                                                 guint32 blo, guint32 bmi, guint32 bhi)
 408 {
 409     guint64 rlo, rmi, rhi; /* remainder */
 410     guint64 tlo, thi; /* term */
 411     guint32 c;
 412
 413     rlo = *palo; rmi = *pami; rhi = *pahi;
 414     if (rhi >= (((guint64)bhi) << 32)) {
 415         c = LIT_GUINT32(0xFFFFFFFF);
 416     } else {
 417         c = (guint32) (rhi / bhi);
 418     }
 419     mult96by32to128(blo, bmi, bhi, c, &tlo, &thi);
 420     sub192(rlo, rmi, rhi, 0, tlo, thi, &rlo, &rmi, &rhi);
 421     while (((gint64)rhi) < 0) {
 422         c--;
 423         add192(rlo, rmi, rhi, 0, (((guint64)bmi)<<32) | blo, bhi, &rlo, &rmi, &rhi);
 424     }
 425     *palo = rlo ; *pami = rmi ; *pahi = rhi;
 426
 427     POSTCONDITION(rhi >> 32 == 0);
 428
 429     return c;
 430 }
 431
 432 /* c(128bit) = a(192bit) / b(96bit)
 433    b must be >= 2^95 */
 434 DECINLINE static void div192by96to128(guint64 alo, guint64 ami, guint64 ahi,
 435                                                                           guint32 blo, guint32 bmi, guint32 bhi,
 436                                                                           guint64* pclo, guint64* pchi)
 437 {
 438     guint64 rlo, rmi, rhi; /* remainder */
 439     guint32 h, c;
 440
 441     PRECONDITION(ahi < (((guint64)bhi) << 32 | bmi)
 442         || (ahi == (((guint64)bhi) << 32 | bmi) && (ami >> 32) > blo));
 443
 444     /* high 32 bit*/
 445     rlo = alo; rmi = ami; rhi = ahi;
 446     h = div192by96to32withRest(&rlo, &rmi, &rhi, blo, bmi, bhi);
 447
 448     /* mid 32 bit*/
 449     rhi = (rhi << 32) | (rmi >> 32); rmi = (rmi << 32) | (rlo >> 32); rlo <<= 32;
 450     *pchi = (((guint64)h) << 32) | div192by96to32withRest(&rlo, &rmi, &rhi, blo, bmi, bhi);
 451
 452     /* low 32 bit */
 453     rhi = (rhi << 32) | (rmi >> 32); rmi = (rmi << 32) | (rlo >> 32); rlo <<= 32;
 454     h = div192by96to32withRest(&rlo, &rmi, &rhi, blo, bmi, bhi);
 455
 456     /* estimate lowest 32 bit (two last bits may be wrong) */
 457     if (rhi >= bhi) {
 458         c = LIT_GUINT32(0xFFFFFFFF);
 459     } else {
 460         rhi <<= 32;
 461         c = (guint32) (rhi / bhi);
 462     }
 463     *pclo = (((guint64)h) << 32) | c;
 464 }
 465
 466 DECINLINE static void roundUp128(guint64* pclo, guint64* pchi) {
 467     if (++(*pclo) == 0) ++(*pchi);
 468 }
 469
 470 DECINLINE static int normalize128(guint64* pclo, guint64* pchi, int* pScale,
 471                                                                   int roundFlag, int roundBit)
 472 {
 473     guint32 overhang = (guint32)(*pchi >> 32);
 474     int scale = *pScale;
 475     int deltaScale;
 476
 477     while (overhang != 0) {
 478         for (deltaScale = 1; deltaScale < DECIMAL_MAX_INTFACTORS; deltaScale++)
 479         {
 480             if (overhang < constantsDecadeInt32Factors[deltaScale]) break;
 481         }
 482
 483         scale -= deltaScale;
 484         if (scale < 0) return DECIMAL_OVERFLOW;
 485
 486         roundBit = div128by32(pclo, pchi, constantsDecadeInt32Factors[deltaScale], 0);
 487
 488         overhang = (guint32)(*pchi >> 32);
 489         if (roundFlag && roundBit && *pclo == (guint64)-1 && (gint32)*pchi == (gint32)-1) {
 490             overhang = 1;
 491         }
 492     }
 493
 494     *pScale = scale;
 495
 496     if (roundFlag && roundBit) {
 497         roundUp128(pclo, pchi);
 498         TEST((*pchi >> 32) == 0);
 499     }
 500
 501     return DECIMAL_SUCCESS;
 502 }
 503
 504 DECINLINE static int maxLeftShift(/*[In, Out]*/decimal_repr* pA)
 505 {
 506     guint64 lo64 = (((guint64)(pA->mid32)) << 32) | pA->lo32;
 507     guint32 hi32 = pA->hi32;
 508     int shift;
 509
 510     for (shift = 0; ((gint32)hi32) >= 0 && shift < 96; shift++) {
 511         hi32 <<= 1;
 512         if (((gint64)lo64) < 0) hi32++;
 513         lo64 <<= 1;
 514     }
 515
 516     pA->lo32 = (guint32) lo64;
 517     pA->mid32 = (guint32)(lo64>>32);
 518     pA->hi32 = hi32;
 519
 520     return shift;
 521 }
 522
 523 DECINLINE static void rshift128(guint64* pclo, guint64* pchi)
 524 {
 525     *pclo >>= 1;
 526         *pclo |= (*pchi & 1) << 63;
 527     *pchi >>= 1;
 528 }
 529
 530 DECINLINE static void lshift96(guint32* pclo, guint32* pcmid, guint32* pchi)
 531 {
 532     *pchi <<= 1;
 533         *pchi |= (*pcmid & LIT_GUINT32_HIGHBIT) >> 31;
 534     *pcmid <<= 1;
 535         *pcmid |= (*pclo & LIT_GUINT32_HIGHBIT) >> 31;
 536     *pclo <<= 1;
 537 }
 538
 539 DECINLINE static void lshift128(guint64* pclo, guint64* pchi)
 540 {
 541     *pchi <<= 1;
 542         *pchi |= (*pclo & LIT_GUINT64_HIGHBIT) >> 63;
 543     *pclo <<= 1;
 544 }
 545
 546 DECINLINE static void rshift192(guint64* pclo, guint64* pcmi, guint64* pchi)
 547 {
 548     *pclo >>= 1;
 549         *pclo |= (*pcmi & 1) << 63;
 550     *pcmi >>= 1;
 551         *pcmi |= (*pchi & 1) << 63;
 552     *pchi >>= 1;
 553 }
 554
 555 static inline gint
 556 my_g_bit_nth_msf (gsize mask)
 557 {
 558         /* Mask is expected to be != 0 */
 559 #if defined(__i386__) && defined(__GNUC__)
 560         int r;
 561
 562         __asm__("bsrl %1,%0\n\t"
 563                         : "=r" (r) : "rm" (mask));
 564         return r;
 565 #elif defined(__x86_64) && defined(__GNUC__)
 566         guint64 r;
 567
 568         __asm__("bsrq %1,%0\n\t"
 569                         : "=r" (r) : "rm" (mask));
 570         return r;
 571 #elif defined(__i386__) && defined(_MSC_VER)
 572         unsigned long bIndex = 0;
 573         if (_BitScanReverse (&bIndex, mask))
 574                 return bIndex;
 575         return -1;
 576 #elif defined(__x86_64__) && defined(_MSC_VER)
 577         unsigned long bIndex = 0;
 578         if (_BitScanReverse64 (&bIndex, mask))
 579                 return bIndex;
 580         return -1;
 581 #else
 582         int i;
 583
 584         i = sizeof (gsize) * 8;
 585         while (i > 0) {
 586                 i --;
 587                 if (mask & (1UL << i))
 588                         return i;
 589         }
 590         return -1;
 591 #endif
 592 }
 593
 594 /* returns log2(a) or DECIMAL_LOG_NEGINF for a = 0 */
 595 DECINLINE static int log2_32(guint32 a)
 596 {
 597     if (a == 0) return DECIMAL_LOG_NEGINF;
 598
 599         return my_g_bit_nth_msf (a) + 1;
 600 }
 601
 602 /* returns log2(a) or DECIMAL_LOG_NEGINF for a = 0 */
 603 DECINLINE static int log2_64(guint64 a)
 604 {
 605     if (a == 0) return DECIMAL_LOG_NEGINF;
 606
 607 #if SIZEOF_VOID_P == 8
 608         return my_g_bit_nth_msf (a) + 1;
 609 #else
 610         if ((a >> 32) == 0)
 611                 return my_g_bit_nth_msf ((guint32)a) + 1;
 612         else
 613                 return my_g_bit_nth_msf ((guint32)(a >> 32)) + 1 + 32;
 614 #endif
 615 }
 616
 617 /* returns log2(a) or DECIMAL_LOG_NEGINF for a = 0 */
 618 DECINLINE static int log2_128(guint64 alo, guint64 ahi)
 619 {
 620     if (ahi == 0) return log2_64(alo);
 621     else return log2_64(ahi) + 64;
 622 }
 623
 624 /* returns a upper limit for log2(a) considering scale */
 625 DECINLINE static int log2withScale_128(guint64 alo, guint64 ahi, int scale)
 626 {
 627     int tlog2 = log2_128(alo, ahi);
 628     if (tlog2 < 0) tlog2 = 0;
 629     return tlog2 - (scale * 33219) / 10000;
 630 }
 631
 632 DECINLINE static int pack128toDecimal(/*[Out]*/decimal_repr* pA, guint64 alo, guint64 ahi,
 633                                       int scale, int sign)
 634 {
 635     PRECONDITION((ahi >> 32) == 0);
 636     PRECONDITION(sign == 0 || sign == 1);
 637     PRECONDITION(scale >= 0 && scale <= DECIMAL_MAX_SCALE);
 638
 639     if (scale < 0 || scale > DECIMAL_MAX_SCALE || (ahi >> 32) != 0) {
 640         return DECIMAL_OVERFLOW;
 641     }
 642
 643     pA->lo32 = (guint32) alo;
 644     pA->mid32 = (guint32) (alo >> 32);
 645     pA->hi32 = (guint32) ahi;
 646     pA->signscale.sign = sign;
 647     pA->signscale.scale = scale;
 648
 649     return DECIMAL_SUCCESS;
 650 }
 651
 652 DECINLINE static int adjustScale128(guint64* palo, guint64* pahi, int deltaScale)
 653 {
 654     int idx, rc;
 655
 656     if (deltaScale < 0) {
 657         deltaScale *= -1;
 658         if (deltaScale > DECIMAL_MAX_SCALE) return DECIMAL_INTERNAL_ERROR;
 659         while (deltaScale > 0) {
 660             idx = (deltaScale > DECIMAL_MAX_INTFACTORS) ? DECIMAL_MAX_INTFACTORS : deltaScale;
 661             deltaScale -= idx;
 662             div128by32(palo, pahi, constantsDecadeInt32Factors[idx], 0);
 663         }
 664     } else if (deltaScale > 0) {
 665         if (deltaScale > DECIMAL_MAX_SCALE) return DECIMAL_INTERNAL_ERROR;
 666         while (deltaScale > 0) {
 667             idx = (deltaScale > DECIMAL_MAX_INTFACTORS) ? DECIMAL_MAX_INTFACTORS : deltaScale;
 668             deltaScale -= idx;
 669             rc = mult128by32(palo, pahi, constantsDecadeInt32Factors[idx], 0);
 670             if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
 671         }
 672     }
 673
 674     return DECIMAL_SUCCESS;
 675 }
 676
 677 /* input: c * 10^-(*pScale) * 2^-exp
 678    output: c * 10^-(*pScale) with
 679    minScale <= *pScale <= maxScale and (chi >> 32) == 0 */
 680 DECINLINE static int rescale128(guint64* pclo, guint64* pchi, int* pScale, int texp,
 681                                 int minScale, int maxScale, int roundFlag)
 682 {
 683     guint32 factor, overhang;
 684     int scale, i, rc, roundBit = 0;
 685
 686     PRECONDITION(texp >= 0);
 687
 688     scale = *pScale;
 689
 690     if (texp > 0) {
 691         /* reduce exp */
 692         while (texp > 0 && scale <= maxScale) {
 693             overhang = (guint32)(*pchi >> 32);
 694
 695                         /* The original loop was this: */
 696                         /*
 697             while (texp > 0 && (overhang > (2<<DECIMAL_MAX_INTFACTORS) || (*pclo & 1) == 0)) {
 698                                 if (--texp == 0)
 699                                         roundBit = (int)(*pclo & 1);
 700                 rshift128(pclo, pchi);
 701                 overhang = (guint32)(*pchi >> 32);
 702             }
 703                         */
 704                         if (overhang > 0) {
 705                                 int msf = my_g_bit_nth_msf (overhang);
 706                                 int shift = msf - (DECIMAL_MAX_INTFACTORS + 2);
 707
 708                                 if (shift >= texp)
 709                                         shift = texp - 1;
 710
 711                                 if (shift > 0) {
 712                                         texp -= shift;
 713                                         *pclo = (*pclo >> shift) | ((*pchi & ((1 << shift) - 1)) << (64 - shift));
 714                                         *pchi >>= shift;
 715                                         overhang >>= shift;
 716
 717                                         g_assert (texp > 0);
 718                                         g_assert (overhang > (2 << DECIMAL_MAX_INTFACTORS));
 719                                 }
 720                         }
 721             while (texp > 0 && (overhang > (2<<DECIMAL_MAX_INTFACTORS) || (*pclo & 1) == 0)) {
 722                                 if (--texp == 0) roundBit = (int)(*pclo & 1);
 723                 rshift128(pclo, pchi);
 724                 overhang >>= 1;
 725             }
 726
 727             if (texp > DECIMAL_MAX_INTFACTORS) i = DECIMAL_MAX_INTFACTORS;
 728             else i = texp;
 729             if (scale + i > maxScale) i = maxScale - scale;
 730             if (i == 0) break;
 731             texp -= i;
 732             scale += i;
 733             factor = constantsDecadeInt32Factors[i] >> i; /* 10^i/2^i=5^i */
 734             mult128by32(pclo, pchi, factor, 0);
 735     /*printf("3: %.17e\n", (((double)chi) * pow(2,64) + clo) * pow(10, -scale) * pow(2, -texp));*/
 736         }
 737
 738         while (texp > 0) {
 739             if (--texp == 0) roundBit = (int)(*pclo & 1);
 740             rshift128(pclo, pchi);
 741         }
 742     }
 743
 744     TEST(texp == 0);
 745
 746     while (scale > maxScale) {
 747         i = scale - maxScale;
 748         if (i > DECIMAL_MAX_INTFACTORS) i = DECIMAL_MAX_INTFACTORS;
 749         scale -= i;
 750         roundBit = div128by32(pclo, pchi, constantsDecadeInt32Factors[i], 0);
 751     }
 752
 753     while (scale < minScale) {
 754         if (!roundFlag) roundBit = 0;
 755         i = minScale - scale;
 756         if (i > DECIMAL_MAX_INTFACTORS) i = DECIMAL_MAX_INTFACTORS;
 757         scale += i;
 758         rc = mult128by32(pclo, pchi, constantsDecadeInt32Factors[i], roundBit);
 759         if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
 760         roundBit = 0;
 761     }
 762
 763     TEST(scale >= 0 && scale <= DECIMAL_MAX_SCALE);
 764
 765     *pScale = scale;
 766
 767     return normalize128(pclo, pchi, pScale, roundFlag, roundBit);
 768 }
 769
 770 /* performs a += b */
 771 gint32 mono_decimalIncr(/*[In, Out]*/decimal_repr* pA, /*[In]*/decimal_repr* pB)
 772 {
 773     guint64 alo, ahi, blo, bhi;
 774     int log2A, log2B, log2Result, log10Result, rc;
 775     int subFlag, sign, scaleA, scaleB;
 776
 777     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
 778
 779     DECTO128(pA, alo, ahi);
 780     DECTO128(pB, blo, bhi);
 781
 782     sign = pA->signscale.sign;
 783     subFlag = sign - (int)pB->signscale.sign;
 784     scaleA = pA->signscale.scale;
 785     scaleB = pB->signscale.scale;
 786     if (scaleA == scaleB) {
 787         /* same scale, that's easy */
 788         if (subFlag) {
 789             sub128(alo, ahi, blo, bhi, &alo, &ahi);
 790             if (ahi & LIT_GUINT64_HIGHBIT) {
 791                 alo--;
 792                 alo = ~alo;
 793                 if (alo == 0) ahi--;
 794                 ahi = ~ahi;
 795                 sign = !sign;
 796             }
 797         } else {
 798             add128(alo, ahi, blo, bhi, &alo, &ahi);
 799         }
 800         rc = normalize128(&alo, &ahi, &scaleA, 1, 0);
 801     } else {
 802         /* scales must be adjusted */
 803         /* Estimate log10 and scale of result for adjusting scales */
 804         log2A = log2withScale_128(alo, ahi, scaleA);
 805         log2B = log2withScale_128(blo, bhi, scaleB);
 806         log2Result = MAX (log2A, log2B);
 807         if (!subFlag) log2Result++; /* result can have one bit more */
 808         log10Result = (log2Result * 1000) / 3322 + 1;
 809         /* we will calculate in 128bit, so we may need to adjust scale */
 810         if (scaleB > scaleA) scaleA = scaleB;
 811         if (scaleA + log10Result > DECIMAL_MAX_SCALE + 7) {
 812             /* this may not fit in 128bit, so limit it */
 813             scaleA = DECIMAL_MAX_SCALE + 7 - log10Result;
 814         }
 815
 816         rc = adjustScale128(&alo, &ahi, scaleA - (int)pA->signscale.scale);
 817         if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
 818         rc = adjustScale128(&blo, &bhi, scaleA - scaleB);
 819         if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
 820
 821         if (subFlag) {
 822             sub128(alo, ahi, blo, bhi, &alo, &ahi);
 823             if (ahi & LIT_GUINT64_HIGHBIT) {
 824                 alo--;
 825                 alo = ~alo;
 826                 if (alo == 0) ahi--;
 827                 ahi = ~ahi;
 828                 sign = !sign;
 829             }
 830         } else {
 831             add128(alo, ahi, blo, bhi, &alo, &ahi);
 832         }
 833
 834         rc = rescale128(&alo, &ahi,&scaleA, 0, 0, DECIMAL_MAX_SCALE, 1);
 835     }
 836
 837     if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
 838
 839     return pack128toDecimal(pA, alo, ahi, scaleA, sign);
 840 }
 841
 842 /* performs a += factor * constants[idx] */
 843 static int incMultConstant128(guint64* palo, guint64* pahi, int idx, int factor)
 844 {
 845     guint64 blo, bhi, h;
 846
 847     PRECONDITION(idx >= 0 && idx <= DECIMAL_MAX_SCALE);
 848     PRECONDITION(factor > 0 && factor <= 9);
 849
 850     blo = dec128decadeFactors[idx].lo;
 851     h = bhi = dec128decadeFactors[idx].hi;
 852     if (factor != 1) {
 853         mult128by32(&blo, &bhi, factor, 0);
 854         if (h > bhi) return DECIMAL_OVERFLOW;
 855     }
 856     h = *pahi;
 857     add128(*palo, *pahi, blo, bhi, palo, pahi);
 858     if (h > *pahi) return DECIMAL_OVERFLOW;
 859     return DECIMAL_SUCCESS;
 860 }
 861
 862 DECINLINE static void div128DecadeFactor(guint64* palo, guint64* pahi, int powerOfTen)
 863 {
 864     int idx, roundBit = 0;
 865
 866     while (powerOfTen > 0) {
 867         idx = (powerOfTen > DECIMAL_MAX_INTFACTORS) ? DECIMAL_MAX_INTFACTORS : powerOfTen;
 868         powerOfTen -= idx;
 869         roundBit = div128by32(palo, pahi, constantsDecadeInt32Factors[idx], 0);
 870     }
 871
 872     if (roundBit) roundUp128(palo, pahi);
 873 }
 874
 875 /* calc significant digits of mantisse */
 876 DECINLINE static int calcDigits(guint64 alo, guint64 ahi)
 877 {
 878     int tlog2 = 0;
 879     int tlog10;
 880
 881     if (ahi == 0) {
 882         if (alo == 0) {
 883             return 0; /* zero has no signficant digits */
 884         } else {
 885             tlog2 = log2_64(alo);
 886         }
 887     } else {
 888         tlog2 = 64 + log2_64(ahi);
 889     }
 890
 891     tlog10 = (tlog2 * 1000) / 3322;
 892     /* we need an exact floor value of log10(a) */
 893     if (dec128decadeFactors[tlog10].hi > ahi
 894             || (dec128decadeFactors[tlog10].hi == ahi
 895                     && dec128decadeFactors[tlog10].lo > alo)) {
 896         --tlog10;
 897     }
 898     return tlog10+1;
 899 }
 900
 901 gint32 mono_double2decimal(/*[Out]*/decimal_repr* pA, double val, gint32 digits)
 902 {
 903     guint64 alo, ahi;
 904     guint64* p = (guint64*)(&val);
 905     int sigDigits, sign, texp, rc, scale;
 906     guint16 k;
 907
 908     PRECONDITION(digits <= 15);
 909
 910     sign = ((*p & LIT_GUINT64_HIGHBIT) != 0) ? 1 : 0;
 911     k = ((guint16)((*p) >> 52)) & 0x7FF;
 912     alo = (*p & LIT_GUINT64(0xFFFFFFFFFFFFF)) | LIT_GUINT64(0x10000000000000);
 913     ahi = 0;
 914
 915     texp = (k & 0x7FF) - 0x3FF;
 916     if (k == 0x7FF || texp >= 96) return DECIMAL_OVERFLOW; /* NaNs, SNaNs, Infinities or >= 2^96 */
 917     if (k == 0 || texp <= -94) { /* Subnormals, Zeros or < 2^-94 */
 918         DECINIT(pA); /* return zero */
 919         return DECIMAL_SUCCESS;
 920     }
 921
 922     texp -= 52;
 923     if (texp > 0) {
 924         for (; texp > 0; texp--) {
 925             lshift128(&alo, &ahi);
 926         }
 927     }
 928
 929     scale = 0;
 930     rc = rescale128(&alo, &ahi, &scale, -texp, 0, DECIMAL_MAX_SCALE, 0);
 931     if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
 932
 933     sigDigits = calcDigits(alo, ahi);
 934     /* too much digits, then round */
 935     if (sigDigits > digits) {
 936         div128DecadeFactor(&alo, &ahi, sigDigits - digits);
 937         scale -= sigDigits - digits;
 938         /* check value, may be 10^(digits+1) caused by rounding */
 939         if (ahi == dec128decadeFactors[digits].hi
 940             && alo == dec128decadeFactors[digits].lo) {
 941             div128by32(&alo, &ahi, 10, 0);
 942             scale--;
 943         }
 944         if (scale < 0) {
 945             rc = mult128DecadeFactor(&alo, &ahi, -scale);
 946             if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
 947             scale = 0;
 948         }
 949     }
 950
 951     return pack128toDecimal(pA, alo, ahi, scale, sign);
 952 }
 953
 954 /**
 955  * mono_string2decimal:
 956  * @decimal_repr:
 957  * @str:
 958  * @decrDecimal:
 959  * @sign:
 960  *
 961  * converts a digit string to decimal
 962  * The significant digits must be passed as an integer in buf !
 963  *
 964  * 1. Example:
 965  *   if you want to convert the number 123.456789012345678901234 to decimal
 966  *     buf := "123456789012345678901234"
 967  *     decrDecimal := 3
 968  *     sign := 0
 969  *
 970  * 2. Example:
 971  *   you want to convert -79228162514264337593543950335 to decimal
 972  *     buf := "79228162514264337593543950335"
 973  *     decrDecimal := 29
 974  *     sign := 1
 975  *
 976  * 3. Example:
 977  *   you want to convert -7922816251426433759354395033.250000000000001 to decimal
 978  *     buf := "7922816251426433759354395033250000000000001"
 979  *     decrDecimal := 29
 980  *     sign := 1
 981  *     returns (decimal)-7922816251426433759354395033.3
 982  *
 983  * 4. Example:
 984  *   you want to convert -7922816251426433759354395033.250000000000000 to decimal
 985  *     buf := "7922816251426433759354395033250000000000000"
 986  *     decrDecimal := 29
 987  *     sign := 1
 988  *     returns (decimal)-7922816251426433759354395033.2
 989  *
 990  * 5. Example:
 991  *   you want to convert -7922816251426433759354395033.150000000000000 to decimal
 992  *     buf := "7922816251426433759354395033150000000000000"
 993  *     decrDecimal := 29
 994  *     sign := 1
 995  *     returns (decimal)-7922816251426433759354395033.2
 996  *
 997  * Uses banker's rule for rounding if there are more digits than can be
 998  * represented by the significant
 999  */
1000 gint32 mono_string2decimal(/*[Out]*/decimal_repr* pA, MonoString* str, gint32 decrDecimal, gint32 sign)
1001 {
1002     gushort *buf = mono_string_chars(str);
1003     gushort *p;
1004     guint64 alo, ahi;
1005     int n, rc, i, len, sigLen = -1, firstNonZero;
1006     int scale, roundBit = 0;
1007
1008     alo = ahi = 0;
1009     DECINIT(pA);
1010
1011     for (p = buf, len = 0; *p != 0; len++, p++) { }
1012
1013     for (p = buf, i = 0; *p != 0; i++, p++) {
1014         n = *p - '0';
1015         if (n < 0 || n > 9) {
1016             return DECIMAL_INVALID_CHARACTER;
1017         }
1018         if (n) {
1019             if (sigLen < 0) {
1020                 firstNonZero = i;
1021                 sigLen = (len - firstNonZero > DECIMAL_MAX_SCALE+1)
1022                     ? DECIMAL_MAX_SCALE+1+firstNonZero : len;
1023                 if (decrDecimal > sigLen+1) return DECIMAL_OVERFLOW;
1024             }
1025             if (i >= sigLen) break;
1026             rc = incMultConstant128(&alo, &ahi, sigLen - 1 - i, n);
1027             if (rc != DECIMAL_SUCCESS) {
1028                 return rc;
1029             }
1030         }
1031     }
1032
1033     scale = sigLen - decrDecimal;
1034
1035     if (i < len) { /* too much digits, we must round */
1036         n = buf[i] - '0';
1037         if (n < 0 || n > 9) {
1038             return DECIMAL_INVALID_CHARACTER;
1039         }
1040         if (n > 5) roundBit = 1;
1041         else if (n == 5) { /* we must take a nearer look */
1042             n = buf[i-1] - '0';
1043             for (++i; i < len; ++i) {
1044                 if (buf[i] != '0') break; /* we are greater than .5 */
1045             }
1046             if (i < len /* greater than exactly .5 */
1047                 || n % 2 == 1) { /* exactly .5, use banker's rule for rounding */
1048                 roundBit = 1;
1049             }
1050         }
1051     }
1052
1053     if (ahi != 0) {
1054         rc = normalize128(&alo, &ahi, &scale, 1, roundBit);
1055         if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
1056     }
1057
1058     if (alo == 0 && ahi == 0) {
1059         DECINIT(pA);
1060         return DECIMAL_SUCCESS;
1061     } else {
1062         return pack128toDecimal(pA, alo, ahi, sigLen - decrDecimal, sign);
1063     }
1064 }
1065
1066 /**
1067  * mono_decimal2string:
1068  * @
1069  * returns minimal number of digit string to represent decimal
1070  * No leading or trailing zeros !
1071  * Examples:
1072  * *pA == 0            =>   buf = "", *pDecPos = 1, *pSign = 0
1073  * *pA == 12.34        =>   buf = "1234", *pDecPos = 2, *pSign = 0
1074  * *pA == -1000.0000   =>   buf = "1", *pDecPos = 4, *pSign = 1
1075  * *pA == -0.00000076  =>   buf = "76", *pDecPos = -6, *pSign = 0
1076  *
1077  * Parameters:
1078  *    pA         decimal instance to convert
1079  *    digits     < 0: use decimals instead
1080  *               = 0: gets mantisse as integer
1081  *               > 0: gets at most <digits> digits, rounded according to banker's rule if necessary
1082  *    decimals   only used if digits < 0
1083  *               >= 0: number of decimal places
1084  *    buf        pointer to result buffer
1085  *    bufSize    size of buffer
1086  *    pDecPos    receives insert position of decimal point relative to start of buffer
1087  *    pSign      receives sign
1088  */
1089 gint32 mono_decimal2string(/*[In]*/decimal_repr* pA, gint32 digits, gint32 decimals,
1090                                    MonoArray* pArray, gint32 bufSize, gint32* pDecPos, gint32* pSign)
1091 {
1092     guint16 tmp[41];
1093     guint16 *buf = (guint16*) mono_array_addr(pArray, guint16, 0);
1094     guint16 *q, *p = tmp;
1095     decimal_repr aa;
1096     guint64 alo, ahi;
1097     guint32 rest;
1098     gint32 sigDigits, d;
1099     int i, scale, len;
1100
1101     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1102
1103     scale = pA->signscale.scale;
1104     DECTO128(pA, alo, ahi);
1105     sigDigits = calcDigits(alo, ahi); /* significant digits */
1106
1107     /* calc needed digits (without leading or trailing zeros) */
1108     d = (digits == 0) ? sigDigits : digits;
1109     if (d < 0) { /* use decimals ? */
1110         if (0 <= decimals && decimals < scale) {
1111             d = sigDigits - scale + decimals;
1112         } else {
1113             d = sigDigits; /* use all you can get */
1114         }
1115     }
1116
1117     if (sigDigits > d) { /* we need to round decimal number */
1118         DECCOPY(&aa, pA);
1119         aa.signscale.scale = DECIMAL_MAX_SCALE;
1120         mono_decimalRound(&aa, DECIMAL_MAX_SCALE - sigDigits + d);
1121         DECTO128(&aa, alo, ahi);
1122         sigDigits += calcDigits(alo, ahi) - d;
1123     }
1124
1125     len = 0;
1126     if (d > 0) {
1127         /* get digits starting from the tail */
1128         for (; (alo != 0 || ahi != 0) && len < 40; len++) {
1129             div128by32(&alo, &ahi, 10, &rest);
1130             *p++ = '0' + (char) rest;
1131         }
1132     }
1133     *p = 0;
1134
1135     if (len >= bufSize) return DECIMAL_BUFFER_OVERFLOW;
1136
1137     /* now we have the minimal count of digits,
1138        extend to wished count of digits or decimals */
1139     q = buf;
1140     if (digits >= 0) { /* count digits */
1141         if (digits >= bufSize) return DECIMAL_BUFFER_OVERFLOW;
1142         if (len == 0) {
1143             /* zero or rounded to zero */
1144             *pDecPos = 1;
1145         } else {
1146             /* copy significant digits */
1147             for (i = 0; i < len; i++) {
1148                 *q++ = *(--p);
1149             }
1150             *pDecPos = sigDigits - scale;
1151         }
1152         /* add trailing zeros */
1153         for (i = len; i < digits; i++) {
1154             *q++ = '0';
1155         }
1156     } else { /* count decimals */
1157         if (scale >= sigDigits) { /* add leading zeros */
1158             if (decimals+2 >= bufSize) return DECIMAL_BUFFER_OVERFLOW;
1159             *pDecPos = 1;
1160             for (i = 0; i <= scale - sigDigits; i++) {
1161                 *q++ = '0';
1162             }
1163         } else {
1164             if (sigDigits - scale + decimals+1 >= bufSize) return DECIMAL_BUFFER_OVERFLOW;
1165             *pDecPos = sigDigits - scale;
1166         }
1167         /* copy significant digits */
1168         for (i = 0; i < len; i++) {
1169             *q++ = *(--p);
1170         }
1171         /* add trailing zeros */
1172         for (i = scale; i < decimals; i++) {
1173             *q++ = '0';
1174         }
1175     }
1176     *q = 0;
1177
1178     *pSign = (sigDigits > 0) ? pA->signscale.sign : 0; /* zero has positive sign */
1179
1180     return DECIMAL_SUCCESS;
1181 }
1182
1183 /**
1184  * mono_decimal2UInt64:
1185  * @pA
1186  * @pResult
1187  * converts a decimal to an UInt64 without rounding
1188  */
1189 gint32 mono_decimal2UInt64(/*[In]*/decimal_repr* pA, guint64* pResult)
1190 {
1191     guint64 alo, ahi;
1192     int scale;
1193
1194     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1195
1196     DECTO128(pA, alo, ahi);
1197     scale = pA->signscale.scale;
1198     if (scale > 0) {
1199         div128DecadeFactor(&alo, &ahi, scale);
1200     }
1201
1202     /* overflow if integer too large or < 0 */
1203     if (ahi != 0 || (alo != 0 && pA->signscale.sign)) return DECIMAL_OVERFLOW;
1204
1205     *pResult = alo;
1206     return DECIMAL_SUCCESS;
1207 }
1208
1209 /**
1210  * mono_decimal2Int64:
1211  * @pA:
1212  * pResult:
1213  * converts a decimal to an Int64 without rounding
1214  */
1215 gint32 mono_decimal2Int64(/*[In]*/decimal_repr* pA, gint64* pResult)
1216 {
1217     guint64 alo, ahi;
1218     int sign, scale;
1219
1220     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1221
1222     DECTO128(pA, alo, ahi);
1223     scale = pA->signscale.scale;
1224     if (scale > 0) {
1225         div128DecadeFactor(&alo, &ahi, scale);
1226     }
1227
1228     if (ahi != 0) return DECIMAL_OVERFLOW;
1229
1230     sign = pA->signscale.sign;
1231     if (sign && alo != 0) {
1232         if (alo > LIT_GUINT64_HIGHBIT) return DECIMAL_OVERFLOW;
1233         *pResult = (gint64) ~(alo-1);
1234     } else {
1235         if (alo & LIT_GUINT64_HIGHBIT) return DECIMAL_OVERFLOW;
1236         *pResult = (gint64) alo;
1237     }
1238
1239     return DECIMAL_SUCCESS;
1240 }
1241
1242 void mono_decimalFloorAndTrunc(/*[In, Out]*/decimal_repr* pA, gint32 floorFlag)
1243 {
1244     guint64 alo, ahi;
1245     guint32 factor, rest;
1246     int scale, sign, idx;
1247     int hasRest = 0;
1248
1249     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1250
1251     scale = pA->signscale.scale;
1252     if (scale == 0) return; /* nothing to do */
1253
1254     DECTO128(pA, alo, ahi);
1255     sign = pA->signscale.sign;
1256
1257     while (scale > 0) {
1258         idx = (scale > DECIMAL_MAX_INTFACTORS) ? DECIMAL_MAX_INTFACTORS : scale;
1259         factor = constantsDecadeInt32Factors[idx];
1260         scale -= idx;
1261         div128by32(&alo, &ahi, factor, &rest);
1262         hasRest = hasRest || (rest != 0);
1263     }
1264
1265     if (floorFlag && hasRest && sign) { /* floor: if negative, we must round up */
1266         roundUp128(&alo, &ahi);
1267     }
1268
1269     pack128toDecimal(pA, alo, ahi, 0, sign);
1270 }
1271
1272 void mono_decimalRound(/*[In, Out]*/decimal_repr* pA, gint32 decimals)
1273 {
1274     guint64 alo, ahi;
1275     int scale, sign;
1276
1277     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1278
1279     DECTO128(pA, alo, ahi);
1280     scale = pA->signscale.scale;
1281     sign = pA->signscale.sign;
1282     if (scale > decimals) {
1283         div128DecadeFactor(&alo, &ahi, scale - decimals);
1284         scale = decimals;
1285     }
1286
1287     pack128toDecimal(pA, alo, ahi, scale, sign);
1288 }
1289
1290 gint32 mono_decimalMult(/*[In, Out]*/decimal_repr* pA, /*[In]*/decimal_repr* pB)
1291 {
1292     guint64 low, mid, high;
1293     guint32 factor;
1294     int scale, sign, rc;
1295
1296     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1297
1298     mult96by96to192(pA->lo32, pA->mid32, pA->hi32, pB->lo32, pB->mid32, pB->hi32,
1299         &low, &mid, &high);
1300
1301     /* adjust scale and sign */
1302     scale = (int)pA->signscale.scale + (int)pB->signscale.scale;
1303     sign = pA->signscale.sign ^ pB->signscale.sign;
1304
1305     /* first scaling step */
1306     factor = constantsDecadeInt32Factors[DECIMAL_MAX_INTFACTORS];
1307     while (high != 0 || (mid>>32) >= factor) {
1308         if (high < 100) {
1309             factor /= 1000; /* we need some digits for final rounding */
1310             scale -= DECIMAL_MAX_INTFACTORS - 3;
1311         } else {
1312             scale -= DECIMAL_MAX_INTFACTORS;
1313         }
1314
1315         div192by32(&low, &mid, &high, factor);
1316     }
1317
1318     /* second and final scaling */
1319     rc = rescale128(&low, &mid, &scale, 0, 0, DECIMAL_MAX_SCALE, 1);
1320     if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
1321
1322     return pack128toDecimal(pA, low, mid, scale, sign);
1323 }
1324
1325 static DECINLINE int decimalDivSub(/*[In]*/decimal_repr* pA, /*[In]*/decimal_repr* pB,
1326                                                                    guint64* pclo, guint64* pchi, int* pExp)
1327 {
1328     guint64 alo, ami, ahi;
1329     guint64 tlo, tmi, thi;
1330     guint32 blo, bmi, bhi;
1331     int ashift, bshift, extraBit, texp;
1332
1333     ahi = (((guint64)(pA->hi32)) << 32) | pA->mid32;
1334     ami = ((guint64)(pA->lo32)) << 32;
1335     alo = 0;
1336     blo = pB->lo32;
1337     bmi = pB->mid32;
1338     bhi = pB->hi32;
1339
1340     if (blo == 0 && bmi == 0 && bhi == 0) {
1341         return DECIMAL_DIVIDE_BY_ZERO;
1342     }
1343
1344     if (ami == 0 && ahi == 0) {
1345         *pclo = *pchi = 0;
1346         return DECIMAL_FINISHED;
1347     }
1348
1349     /* enlarge dividend to get maximal precision */
1350         if (ahi == 0) {
1351                 ahi = ami;
1352                 ami = 0;
1353                 for (ashift = 64; (ahi & LIT_GUINT64_HIGHBIT) == 0; ++ashift) {
1354                         ahi <<= 1;
1355                 }
1356         } else {
1357                 for (ashift = 0; (ahi & LIT_GUINT64_HIGHBIT) == 0; ++ashift) {
1358                         lshift128(&ami, &ahi);
1359                 }
1360         }
1361
1362     /* ensure that divisor is at least 2^95 */
1363         if (bhi == 0) {
1364
1365                 if (bmi == 0) {
1366                         guint32 hi_shift;
1367                         bhi = blo;
1368                         bmi = 0;
1369                         blo = 0;
1370
1371                         //g_assert (g_bit_nth_msf (bhi, 32) == my_g_bit_nth_msf (bhi));
1372
1373                         hi_shift = 31 - my_g_bit_nth_msf (bhi);
1374                         bhi <<= hi_shift;
1375                         bshift = 64 + hi_shift;
1376                 } else {
1377                         bhi = bmi;
1378                         bmi = blo;
1379                         blo = 0;
1380
1381                         for (bshift = 32; (bhi & LIT_GUINT32_HIGHBIT) == 0; ++bshift) {
1382                                 bhi <<= 1;
1383                                 bhi |= (bmi & LIT_GUINT32_HIGHBIT) >> 31;
1384                                 bmi <<= 1;
1385                         }
1386                 }
1387         } else {
1388                 for (bshift = 0; (bhi & LIT_GUINT32_HIGHBIT) == 0; ++bshift) {
1389                         bhi <<= 1;
1390                         bhi |= (bmi & LIT_GUINT32_HIGHBIT) >> 31;
1391                         bmi <<= 1;
1392                         bmi |= (blo & LIT_GUINT32_HIGHBIT) >> 31;
1393                         blo <<= 1;
1394                 }
1395         }
1396
1397     thi = ((guint64)bhi)<<32 | bmi;
1398     tmi = ((guint64)blo)<<32;
1399     tlo = 0;
1400     if (ahi > thi || (ahi == thi && ami >= tmi)) {
1401         sub192(alo, ami, ahi, tlo, tmi, thi, &alo, &ami, &ahi);
1402         extraBit = 1;
1403     } else {
1404         extraBit = 0;
1405     }
1406
1407     div192by96to128(alo, ami, ahi, blo, bmi, bhi, pclo, pchi);
1408     texp = 128 + ashift - bshift;
1409
1410     if (extraBit) {
1411         rshift128(pclo, pchi);
1412         *pchi += LIT_GUINT64_HIGHBIT;
1413         texp--;
1414     }
1415
1416     /* try loss free right shift */
1417     while (texp > 0 && (*pclo & 1) == 0) {
1418         /* right shift */
1419         rshift128(pclo, pchi);
1420         texp--;
1421     }
1422
1423     *pExp = texp;
1424
1425     return DECIMAL_SUCCESS;
1426 }
1427
1428 gint32 mono_decimalDiv(/*[Out]*/decimal_repr* pC, /*[In]*/decimal_repr* pA, /*[In]*/decimal_repr* pB)
1429 {
1430     guint64 clo, chi; /* result */
1431     int scale, texp, rc;
1432
1433     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1434
1435         /* Check for common cases */
1436         if (mono_decimalCompare (pA, pB) == 0)
1437                 /* One */
1438                 return pack128toDecimal (pC, 1, 0, 0, 0);
1439         pA->signscale.sign = pA->signscale.sign ? 0 : 1;
1440         if (mono_decimalCompare (pA, pB) == 0)
1441                 /* Minus one */
1442                 return pack128toDecimal (pC, 1, 0, 0, 1);
1443         pA->signscale.sign = pA->signscale.sign ? 0 : 1;
1444
1445     rc = decimalDivSub(pA, pB, &clo, &chi, &texp);
1446     if (rc != DECIMAL_SUCCESS) {
1447         if (rc == DECIMAL_FINISHED) rc = DECIMAL_SUCCESS;
1448         return rc;
1449     }
1450
1451     /* adjust scale and sign */
1452     scale = (int)pA->signscale.scale - (int)pB->signscale.scale;
1453
1454     /*test: printf("0: %.17e\n", (((double)chi) * pow(2,64) + clo) * pow(10, -scale) * pow(2, -exp));*/
1455     rc = rescale128(&clo, &chi, &scale, texp, 0, DECIMAL_MAX_SCALE, 1);
1456     if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
1457
1458     return pack128toDecimal(pC, clo, chi, scale, pA->signscale.sign ^ pB->signscale.sign);
1459 }
1460
1461 gint32 mono_decimalIntDiv(/*[Out]*/decimal_repr* pC, /*[In]*/decimal_repr* pA, /*[In]*/decimal_repr* pB)
1462 {
1463     guint64 clo, chi; /* result */
1464     int scale, texp, rc;
1465
1466     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1467
1468     rc = decimalDivSub(pA, pB, &clo, &chi, &texp);
1469     if (rc != DECIMAL_SUCCESS) {
1470         if (rc == DECIMAL_FINISHED) rc = DECIMAL_SUCCESS;
1471         return rc;
1472     }
1473
1474     /* calc scale  */
1475     scale = (int)pA->signscale.scale - (int)pB->signscale.scale;
1476
1477     /* truncate result to integer */
1478     rc = rescale128(&clo, &chi, &scale, texp, 0, 0, 0);
1479     if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
1480
1481     return pack128toDecimal(pC, clo, chi, scale, pA->signscale.sign);
1482 }
1483
1484 /* approximation for log2 of a
1485    If q is the exact value for log2(a), then q <= decimalLog2(a) <= q+1 */
1486 DECINLINE static int decimalLog2(/*[In]*/decimal_repr* pA)
1487 {
1488     int tlog2;
1489     int scale = pA->signscale.scale;
1490
1491     if (pA->hi32 != 0) tlog2 = 64 + log2_32(pA->hi32);
1492     else if (pA->mid32 != 0) tlog2 = 32 + log2_32(pA->mid32);
1493     else tlog2 = log2_32(pA->lo32);
1494
1495     if (tlog2 != DECIMAL_LOG_NEGINF) {
1496         tlog2 -= (scale * 33219) / 10000;
1497     }
1498
1499     return tlog2;
1500 }
1501
1502 DECINLINE static int decimalIsZero(/*[In]*/decimal_repr* pA)
1503 {
1504     return (pA->lo32 == 0 && pA->mid32 == 0 && pA->hi32 == 0);
1505 }
1506
1507 gint32 mono_decimalCompare(/*[In]*/decimal_repr* pA, /*[In]*/decimal_repr* pB)
1508 {
1509     int log2a, log2b, delta, sign;
1510     decimal_repr aa;
1511
1512     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1513
1514     sign = (pA->signscale.sign) ? -1 : 1;
1515
1516     if (pA->signscale.sign ^ pB->signscale.sign) {
1517         return (decimalIsZero(pA) && decimalIsZero(pB)) ? 0 : sign;
1518     }
1519
1520     /* try fast comparison via log2 */
1521     log2a = decimalLog2(pA);
1522     log2b = decimalLog2(pB);
1523     delta = log2a - log2b;
1524      /* decimalLog2 is not exact, so we can say nothing
1525         if abs(delta) <= 1 */
1526     if (delta < -1) return -sign;
1527     if (delta > 1) return sign;
1528
1529     DECCOPY(&aa, pA);
1530     DECNEGATE(&aa);
1531     mono_decimalIncr(&aa, pB);
1532
1533     if (decimalIsZero(&aa)) return 0;
1534
1535     return (aa.signscale.sign) ? 1 : -1;
1536 }
1537
1538 /* d=(-1)^sign * n * 2^(k-52) with sign (1bit), k(11bit), n-2^52(52bit) */
1539 DECINLINE static void buildIEEE754Double(double* pd, int sign, int texp, guint64 mantisse)
1540 {
1541     guint64* p = (guint64*) pd;
1542
1543     PRECONDITION(sign == 0 || sign == 1);
1544     *p = (((guint64)sign) << 63) | (((guint64)((1023+texp)&0x7ff)) << 52) | mantisse;
1545 #ifdef ARM_FPU_FPA
1546 #if G_BYTE_ORDER == G_LITTLE_ENDIAN
1547     {
1548             guint32 temp;
1549             guint32 *t = (guint32*)p;
1550             temp = t [0];
1551             t [0] = t [1];
1552             t [1] = temp;
1553     }
1554 #endif
1555 #endif
1556 }
1557
1558 double mono_decimal2double(/*[In]*/decimal_repr* pA)
1559 {
1560     double d;
1561     guint64 alo, ahi, mantisse;
1562     guint32 overhang, factor, roundBits;
1563     int scale, texp, log5, i;
1564
1565     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1566
1567     ahi = (((guint64)(pA->hi32)) << 32) | pA->mid32;
1568     alo = ((guint64)(pA->lo32)) << 32;
1569
1570     /* special case zero */
1571     if (ahi == 0 && alo == 0) return 0.0;
1572
1573     texp = 0;
1574     scale = pA->signscale.scale;
1575
1576     /* transform n * 10^-scale and exp = 0 => m * 2^-exp and scale = 0 */
1577     while (scale > 0) {
1578         while ((ahi & LIT_GUINT64_HIGHBIT) == 0) {
1579             lshift128(&alo, &ahi);
1580             texp++;
1581         }
1582
1583         overhang = (guint32) (ahi >> 32);
1584         if (overhang >= 5) {
1585             /* estimate log5 */
1586             log5 = (log2_32(overhang) * 1000) / 2322; /* ln(5)/ln(2) = 2.3219... */
1587             if (log5 < DECIMAL_MAX_INTFACTORS) {
1588                 /* get maximal factor=5^i, so that overhang / factor >= 1 */
1589                 factor = constantsDecadeInt32Factors[log5] >> log5; /* 5^n = 10^n/2^n */
1590                 i = log5 + overhang / factor;
1591             } else {
1592                 i = DECIMAL_MAX_INTFACTORS; /* we have only constants up to 10^DECIMAL_MAX_INTFACTORS */
1593             }
1594             if (i > scale) i = scale;
1595             factor = constantsDecadeInt32Factors[i] >> i; /* 5^n = 10^n/2^n */
1596             /* n * 10^-scale * 2^-exp => m * 10^-(scale-i) * 2^-(exp+i) with m = n * 5^-i */
1597             div128by32(&alo, &ahi, factor, 0);
1598             scale -= i;
1599             texp += i;
1600         }
1601     }
1602
1603     /* normalize significand (highest bit should be 1) */
1604     while ((ahi & LIT_GUINT64_HIGHBIT) == 0) {
1605         lshift128(&alo, &ahi);
1606         texp++;
1607     }
1608
1609     /* round to nearest even */
1610     roundBits = (guint32)ahi & 0x7ff;
1611     ahi += 0x400;
1612     if ((ahi & LIT_GUINT64_HIGHBIT) == 0) { /* overflow ? */
1613         ahi >>= 1;
1614         texp--;
1615     } else if ((roundBits & 0x400) == 0) ahi &= ~1;
1616
1617     /* 96 bit => 1 implizit bit and 52 explicit bits */
1618     mantisse = (ahi & ~LIT_GUINT64_HIGHBIT) >> 11;
1619
1620     buildIEEE754Double(&d, pA->signscale.sign, -texp+95, mantisse);
1621
1622     return d;
1623 }
1624
1625 /* a *= 10^exp */
1626 gint32 mono_decimalSetExponent(/*[In, Out]*/decimal_repr* pA, gint32 texp)
1627 {
1628     guint64 alo, ahi;
1629     int rc;
1630     int scale = pA->signscale.scale;
1631
1632     MONO_ARCH_SAVE_REGS;
1633
1634     scale -= texp;
1635
1636     if (scale < 0 || scale > DECIMAL_MAX_SCALE) {
1637         DECTO128(pA, alo, ahi);
1638         rc = rescale128(&alo, &ahi, &scale, 0, 0, DECIMAL_MAX_SCALE, 1);
1639         if (rc != DECIMAL_SUCCESS) return rc;
1640         return pack128toDecimal(pA, alo, ahi, scale, pA->signscale.sign);
1641     } else {
1642         pA->signscale.scale = scale;
1643         return DECIMAL_SUCCESS;
1644     }
1645 }
1646
1647 #endif /* DISABLE_DECIMAL */
1648