src/fdlibm/mprec.h

   1 /****************************************************************
   2  *
   3  * The author of this software is David M. Gay.
   4  *
   5  * Copyright (c) 1991, 2000 by AT&T.
   6  *
   7  * Permission to use, copy, modify, and distribute this software for any
   8  * purpose without fee is hereby granted, provided that this entire notice
   9  * is included in all copies of any software which is or includes a copy
  10  * or modification of this software and in all copies of the supporting
  11  * documentation for such software.
  12  *
  13  * THIS SOFTWARE IS BEING PROVIDED "AS IS", WITHOUT ANY EXPRESS OR IMPLIED
  14  * WARRANTY.  IN PARTICULAR, NEITHER THE AUTHOR NOR AT&T MAKES ANY
  15  * REPRESENTATION OR WARRANTY OF ANY KIND CONCERNING THE MERCHANTABILITY
  16  * OF THIS SOFTWARE OR ITS FITNESS FOR ANY PARTICULAR PURPOSE.
  17  *
  18  ***************************************************************/
  19
  20 /* Please send bug reports to
  21         David M. Gay
  22         AT&T Bell Laboratories, Room 2C-463
  23         600 Mountain Avenue
  24         Murray Hill, NJ 07974-2070
  25         U.S.A.
  26         dmg@research.att.com or research!dmg
  27  */
  28
  29 #ifndef __CLASSPATH_MPREC_H__
  30 #define __CLASSPATH_MPREC_H__
  31
  32 #include <config.h>
  33 #include "ieeefp.h"
  34
  35 #if defined HAVE_STDINT_H
  36 #include <stdint.h>
  37 #elif defined HAVE_INTTYPES_H
  38 #include <inttypes.h>
  39 #endif
  40
  41 #if defined HAVE_SYS_TYPES_H
  42 #include <sys/types.h>
  43 #endif
  44
  45 #if defined HAVE_SYS_CONFIG_H
  46 #include <sys/config.h>
  47 #endif
  48
  49 #ifdef __cplusplus
  50 extern "C" {
  51 #endif
  52
  53 /* ISO C99 int type declarations */
  54
  55 #if !defined HAVE_INT32_DEFINED && defined HAVE_BSD_INT32_DEFINED
  56 typedef u_int32_t uint32_t;
  57 #endif
  58
  59 #if !defined HAVE_BSD_INT32_DEFINED && !defined HAVE_INT32_DEFINED
  60 /* FIXME this could have problems with systems that don't define SI to be 4 */
  61 typedef int int32_t __attribute__((mode(SI)));
  62
  63 /* This is a blatant hack: on Solaris 2.5, pthread.h defines uint32_t
  64    in pthread.h, which we sometimes include.  We protect our
  65    definition the same way Solaris 2.5 does, to avoid redefining it.  */
  66 #  ifndef _UINT32_T
  67 typedef unsigned int uint32_t __attribute__((mode(SI)));
  68 #  endif
  69 #endif
  70
  71   /* These typedefs are true for the targets running Java. */
  72
  73 #ifdef __IEEE_LITTLE_ENDIAN
  74 #define IEEE_8087
  75 #endif
  76
  77 #ifdef __IEEE_BIG_ENDIAN
  78 #define IEEE_MC68k
  79 #endif
  80
  81 #ifdef __Z8000__
  82 #define Just_16
  83 #endif
  84
  85 #ifdef DEBUG
  86 #include "stdio.h"
  87 #define Bug(x) {fprintf(stderr, "%s\n", x); exit(1);}
  88 #endif
  89
  90
  91 #ifdef Unsigned_Shifts
  92 #define Sign_Extend(a,b) if (b < 0) a |= (uint32_t)0xffff0000;
  93 #else
  94 #define Sign_Extend(a,b) /*no-op*/
  95 #endif
  96
  97 #if defined(IEEE_8087) + defined(IEEE_MC68k) + defined(VAX) + defined(IBM) != 1
  98 Exactly one of IEEE_8087, IEEE_MC68k, VAX, or IBM should be defined.
  99 #endif
 100
 101 /* If we are going to examine or modify specific bits in a double using
 102    the word0 and/or word1 macros, then we must wrap the double inside
 103    a union.  This is necessary to avoid undefined behavior according to
 104    the ANSI C spec.  */
 105 union double_union
 106 {
 107   double d;
 108   uint32_t i[2];
 109 };
 110
 111 #ifdef IEEE_8087
 112 #define word0(x) (x.i[1])
 113 #define word1(x) (x.i[0])
 114 #else
 115 #define word0(x) (x.i[0])
 116 #define word1(x) (x.i[1])
 117 #endif
 118
 119 /* The following definition of Storeinc is appropriate for MIPS processors.
 120  * An alternative that might be better on some machines is
 121  * #define Storeinc(a,b,c) (*a++ = b << 16 | c & 0xffff)
 122  */
 123 #if defined(IEEE_8087) + defined(VAX)
 124 #define Storeinc(a,b,c) (((unsigned short *)a)[1] = (unsigned short)b, \
 125 ((unsigned short *)a)[0] = (unsigned short)c, a++)
 126 #else
 127 #define Storeinc(a,b,c) (((unsigned short *)a)[0] = (unsigned short)b, \
 128 ((unsigned short *)a)[1] = (unsigned short)c, a++)
 129 #endif
 130
 131 /* #define P DBL_MANT_DIG */
 132 /* Ten_pmax = floor(P*log(2)/log(5)) */
 133 /* Bletch = (highest power of 2 < DBL_MAX_10_EXP) / 16 */
 134 /* Quick_max = floor((P-1)*log(FLT_RADIX)/log(10) - 1) */
 135 /* Int_max = floor(P*log(FLT_RADIX)/log(10) - 1) */
 136
 137 #if defined(IEEE_8087) + defined(IEEE_MC68k)
 138 #if defined (_DOUBLE_IS_32BITS)
 139 #define Exp_shift   23
 140 #define Exp_shift1  23
 141 #define Exp_msk1    ((uint32_t)0x00800000L)
 142 #define Exp_msk11   ((uint32_t)0x00800000L)
 143 #define Exp_mask    ((uint32_t)0x7f800000L)
 144 #define P           24
 145 #define Bias        127
 146 #if 0
 147 #define IEEE_Arith  /* it is, but the code doesn't handle IEEE singles yet */
 148 #endif
 149 #define Emin        (-126)
 150 #define Exp_1       ((uint32_t)0x3f800000L)
 151 #define Exp_11      ((uint32_t)0x3f800000L)
 152 #define Ebits       8
 153 #define Frac_mask   ((uint32_t)0x007fffffL)
 154 #define Frac_mask1  ((uint32_t)0x007fffffL)
 155 #define Ten_pmax    10
 156 #define Sign_bit    ((uint32_t)0x80000000L)
 157 #define Ten_pmax    10
 158 #define Bletch      2
 159 #define Bndry_mask  ((uint32_t)0x007fffffL)
 160 #define Bndry_mask1 ((uint32_t)0x007fffffL)
 161 #define LSB 1
 162 #define Sign_bit    ((uint32_t)0x80000000L)
 163 #define Log2P       1
 164 #define Tiny0       0
 165 #define Tiny1       1
 166 #define Quick_max   5
 167 #define Int_max     6
 168 #define Infinite(x) (word0(x) == ((uint32_t)0x7f800000L))
 169 #undef word0
 170 #undef word1
 171
 172 #define word0(x) (x.i[0])
 173 #define word1(x) 0
 174 #else
 175
 176 #define Exp_shift  20
 177 #define Exp_shift1 20
 178 #define Exp_msk1    ((uint32_t)0x100000L)
 179 #define Exp_msk11   ((uint32_t)0x100000L)
 180 #define Exp_mask  ((uint32_t)0x7ff00000L)
 181 #define P 53
 182 #define Bias 1023
 183 #define IEEE_Arith
 184 #define Emin (-1022)
 185 #define Exp_1  ((uint32_t)0x3ff00000L)
 186 #define Exp_11 ((uint32_t)0x3ff00000L)
 187 #define Ebits 11
 188 #define Frac_mask  ((uint32_t)0xfffffL)
 189 #define Frac_mask1 ((uint32_t)0xfffffL)
 190 #define Ten_pmax 22
 191 #define Bletch 0x10
 192 #define Bndry_mask  ((uint32_t)0xfffffL)
 193 #define Bndry_mask1 ((uint32_t)0xfffffL)
 194 #define LSB 1
 195 #define Sign_bit ((uint32_t)0x80000000L)
 196 #define Log2P 1
 197 #define Tiny0 0
 198 #define Tiny1 1
 199 #define Quick_max 14
 200 #define Int_max 14
 201 #define Infinite(x) (word0(x) == ((uint32_t)0x7ff00000L)) /* sufficient test for here */
 202 #endif
 203
 204 #else
 205 #undef  Sudden_Underflow
 206 #define Sudden_Underflow
 207 #ifdef IBM
 208 #define Exp_shift  24
 209 #define Exp_shift1 24
 210 #define Exp_msk1   ((uint32_t)0x1000000L)
 211 #define Exp_msk11  ((uint32_t)0x1000000L)
 212 #define Exp_mask  ((uint32_t)0x7f000000L)
 213 #define P 14
 214 #define Bias 65
 215 #define Exp_1  ((uint32_t)0x41000000L)
 216 #define Exp_11 ((uint32_t)0x41000000L)
 217 #define Ebits 8 /* exponent has 7 bits, but 8 is the right value in b2d */
 218 #define Frac_mask  ((uint32_t)0xffffffL)
 219 #define Frac_mask1 ((uint32_t)0xffffffL)
 220 #define Bletch 4
 221 #define Ten_pmax 22
 222 #define Bndry_mask  ((uint32_t)0xefffffL)
 223 #define Bndry_mask1 ((uint32_t)0xffffffL)
 224 #define LSB 1
 225 #define Sign_bit ((uint32_t)0x80000000L)
 226 #define Log2P 4
 227 #define Tiny0 ((uint32_t)0x100000L)
 228 #define Tiny1 0
 229 #define Quick_max 14
 230 #define Int_max 15
 231 #else /* VAX */
 232 #define Exp_shift  23
 233 #define Exp_shift1 7
 234 #define Exp_msk1    0x80
 235 #define Exp_msk11   ((uint32_t)0x800000L)
 236 #define Exp_mask  ((uint32_t)0x7f80L)
 237 #define P 56
 238 #define Bias 129
 239 #define Exp_1  ((uint32_t)0x40800000L)
 240 #define Exp_11 ((uint32_t)0x4080L)
 241 #define Ebits 8
 242 #define Frac_mask  ((uint32_t)0x7fffffL)
 243 #define Frac_mask1 ((uint32_t)0xffff007fL)
 244 #define Ten_pmax 24
 245 #define Bletch 2
 246 #define Bndry_mask  ((uint32_t)0xffff007fL)
 247 #define Bndry_mask1 ((uint32_t)0xffff007fL)
 248 #define LSB ((uint32_t)0x10000L)
 249 #define Sign_bit ((uint32_t)0x8000L)
 250 #define Log2P 1
 251 #define Tiny0 0x80
 252 #define Tiny1 0
 253 #define Quick_max 15
 254 #define Int_max 15
 255 #endif
 256 #endif
 257
 258 #ifndef IEEE_Arith
 259 #define ROUND_BIASED
 260 #endif
 261
 262 #ifdef RND_PRODQUOT
 263 #define rounded_product(a,b) a = rnd_prod(a, b)
 264 #define rounded_quotient(a,b) a = rnd_quot(a, b)
 265 #ifdef KR_headers
 266 extern double rnd_prod(), rnd_quot();
 267 #else
 268 extern double rnd_prod(double, double), rnd_quot(double, double);
 269 #endif
 270 #else
 271 #define rounded_product(a,b) a *= b
 272 #define rounded_quotient(a,b) a /= b
 273 #endif
 274
 275 #define Big0 (Frac_mask1 | Exp_msk1*(DBL_MAX_EXP+Bias-1))
 276 #define Big1 ((uint32_t)0xffffffffL)
 277
 278 /* TWISTI to avoid bugs, we should use Just_16 on every platform */
 279 #define Just_16
 280
 281 #ifndef Just_16
 282 /* When Pack_32 is not defined, we store 16 bits per 32-bit long.
 283  * This makes some inner loops simpler and sometimes saves work
 284  * during multiplications, but it often seems to make things slightly
 285  * slower.  Hence the default is now to store 32 bits per long.
 286  */
 287
 288 #ifndef Pack_32
 289 #if SIZEOF_VOID_P != 8
 290 #define Pack_32
 291 #endif
 292 #endif
 293 #endif
 294
 295
 296 #define MAX_BIGNUMS 16
 297 /* TWISTI this does not work at least on alpha */
 298 /* #define MAX_BIGNUM_WDS 32 */
 299 #define MAX_BIGNUM_WDS 64
 300
 301 struct _Jv_Bigint
 302 {
 303   struct _Jv_Bigint *_next;
 304   int _k, _maxwds, _sign, _wds;
 305   unsigned long _x[MAX_BIGNUM_WDS];
 306 };
 307
 308
 309 #define _PTR            void *
 310 #define _AND            ,
 311 #define _NOARGS         void
 312 #define _CONST          const
 313 #define _VOLATILE       volatile
 314 #define _SIGNED         signed
 315 #define _DOTS           , ...
 316 #define _VOID void
 317 #define _EXFUN(name, proto)             name proto
 318 #define _DEFUN(name, arglist, args)     name(args)
 319 #define _DEFUN_VOID(name)               name(_NOARGS)
 320 #define _CAST_VOID (void)
 321
 322
 323 struct _Jv_reent
 324 {
 325   /* local copy of errno */
 326   int _errno;
 327
 328   /* used by mprec routines */
 329   struct _Jv_Bigint *_result;
 330   int _result_k;
 331   struct _Jv_Bigint *_p5s;
 332
 333   struct _Jv_Bigint _freelist[MAX_BIGNUMS];
 334   int _allocation_map;
 335
 336   int num;
 337 };
 338
 339
 340 typedef struct _Jv_Bigint _Jv_Bigint;
 341
 342 #define Balloc  _Jv_Balloc
 343 #define Bfree   _Jv_Bfree
 344 #define multadd _Jv_multadd
 345 #define s2b     _Jv_s2b
 346 #define lo0bits _Jv_lo0bits
 347 #define hi0bits _Jv_hi0bits
 348 #define i2b     _Jv_i2b
 349 #define mult    _Jv_mult
 350 #define pow5mult        _Jv_pow5mult
 351 #define lshift  _Jv_lshift
 352 #define cmp     _Jv__mcmp
 353 #define diff    _Jv__mdiff
 354 #define ulp     _Jv_ulp
 355 #define b2d     _Jv_b2d
 356 #define d2b     _Jv_d2b
 357 #define ratio   _Jv_ratio
 358
 359 #define tens _Jv__mprec_tens
 360 #define bigtens _Jv__mprec_bigtens
 361 #define tinytens _Jv__mprec_tinytens
 362
 363 #define _dtoa _Jv_dtoa
 364 #define _dtoa_r _Jv_dtoa_r
 365 #define _strtod_r _Jv_strtod_r
 366
 367 extern double _EXFUN(_strtod_r, (struct _Jv_reent *ptr, const char *s00, char **se));
 368 extern char* _EXFUN(_dtoa_r, (struct _Jv_reent *ptr, double d,
 369                               int mode, int ndigits, int *decpt, int *sign,
 370                               char **rve, int float_type));
 371 void _EXFUN(_dtoa, (double d, int mode, int ndigits, int *decpt, int *sign,
 372                     char **rve, char *buf, int float_type));
 373
 374 double          _EXFUN(ulp,(double x));
 375 double          _EXFUN(b2d,(_Jv_Bigint *a , int *e));
 376 _Jv_Bigint *    _EXFUN(Balloc,(struct _Jv_reent *p, int k));
 377 void            _EXFUN(Bfree,(struct _Jv_reent *p, _Jv_Bigint *v));
 378 _Jv_Bigint *    _EXFUN(multadd,(struct _Jv_reent *p, _Jv_Bigint *, int, int));
 379 _Jv_Bigint *    _EXFUN(s2b,(struct _Jv_reent *, const char*, int, int, unsigned long));
 380 _Jv_Bigint *    _EXFUN(i2b,(struct _Jv_reent *,int));
 381 _Jv_Bigint *    _EXFUN(mult, (struct _Jv_reent *, _Jv_Bigint *, _Jv_Bigint *));
 382 _Jv_Bigint *    _EXFUN(pow5mult, (struct _Jv_reent *, _Jv_Bigint *, int k));
 383 int             _EXFUN(hi0bits,(unsigned long));
 384 int             _EXFUN(lo0bits,(unsigned long *));
 385 _Jv_Bigint *    _EXFUN(d2b,(struct _Jv_reent *p, double d, int *e, int *bits));
 386 _Jv_Bigint *    _EXFUN(lshift,(struct _Jv_reent *p, _Jv_Bigint *b, int k));
 387 _Jv_Bigint *    _EXFUN(diff,(struct _Jv_reent *p, _Jv_Bigint *a, _Jv_Bigint *b));
 388 int             _EXFUN(cmp,(_Jv_Bigint *a, _Jv_Bigint *b));
 389
 390 double          _EXFUN(ratio,(_Jv_Bigint *a, _Jv_Bigint *b));
 391 #define Bcopy(x,y) memcpy((char *)&x->_sign, (char *)&y->_sign, y->_wds*sizeof(long) + 2*sizeof(int))
 392
 393 #if defined(_DOUBLE_IS_32BITS) && defined(__v800)
 394 #define n_bigtens 2
 395 #else
 396 #define n_bigtens 5
 397 #endif
 398
 399 extern _CONST double tinytens[];
 400 extern _CONST double bigtens[];
 401 extern _CONST double tens[];
 402
 403 #ifdef __cplusplus
 404 }
 405 #endif
 406
 407 #endif /* __CLASSPATH_MPREC_H__ */