lib/isnan.c

   1 /* Test for NaN that does not need libm.
   2    Copyright (C) 2007-2008 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 /* Written by Bruno Haible <bruno@clisp.org>, 2007.  */
  18
  19 #include <config.h>
  20
  21 #include <float.h>
  22 #include <math.h>
  23 #include <string.h>
  24
  25 #include "float+.h"
  26
  27 #ifdef USE_LONG_DOUBLE
  28 # define FUNC rpl_isnanl
  29 # define DOUBLE long double
  30 # define MAX_EXP LDBL_MAX_EXP
  31 # define MIN_EXP LDBL_MIN_EXP
  32 # if defined LDBL_EXPBIT0_WORD && defined LDBL_EXPBIT0_BIT
  33 #  define KNOWN_EXPBIT0_LOCATION
  34 #  define EXPBIT0_WORD LDBL_EXPBIT0_WORD
  35 #  define EXPBIT0_BIT LDBL_EXPBIT0_BIT
  36 # endif
  37 # define SIZE SIZEOF_LDBL
  38 # define L_(literal) literal##L
  39 #elif ! defined USE_FLOAT
  40 # define FUNC rpl_isnand
  41 # define DOUBLE double
  42 # define MAX_EXP DBL_MAX_EXP
  43 # define MIN_EXP DBL_MIN_EXP
  44 # if defined DBL_EXPBIT0_WORD && defined DBL_EXPBIT0_BIT
  45 #  define KNOWN_EXPBIT0_LOCATION
  46 #  define EXPBIT0_WORD DBL_EXPBIT0_WORD
  47 #  define EXPBIT0_BIT DBL_EXPBIT0_BIT
  48 # endif
  49 # define SIZE SIZEOF_DBL
  50 # define L_(literal) literal
  51 #else /* defined USE_FLOAT */
  52 # define FUNC rpl_isnanf
  53 # define DOUBLE float
  54 # define MAX_EXP FLT_MAX_EXP
  55 # define MIN_EXP FLT_MIN_EXP
  56 # if defined FLT_EXPBIT0_WORD && defined FLT_EXPBIT0_BIT
  57 #  define KNOWN_EXPBIT0_LOCATION
  58 #  define EXPBIT0_WORD FLT_EXPBIT0_WORD
  59 #  define EXPBIT0_BIT FLT_EXPBIT0_BIT
  60 # endif
  61 # define SIZE SIZEOF_FLT
  62 # define L_(literal) literal##f
  63 #endif
  64
  65 #define EXP_MASK ((MAX_EXP - MIN_EXP) | 7)
  66
  67 #define NWORDS \
  68   ((sizeof (DOUBLE) + sizeof (unsigned int) - 1) / sizeof (unsigned int))
  69 typedef union { DOUBLE value; unsigned int word[NWORDS]; } memory_double;
  70
  71 int
  72 FUNC (DOUBLE x)
  73 {
  74 #ifdef KNOWN_EXPBIT0_LOCATION
  75 # if defined USE_LONG_DOUBLE && ((defined __ia64 && LDBL_MANT_DIG == 64) || (defined __x86_64__ || defined __amd64__) || (defined __i386 || defined __i386__ || defined _I386 || defined _M_IX86 || defined _X86_))
  76   /* Special CPU dependent code is needed to treat bit patterns outside the
  77      IEEE 754 specification (such as Pseudo-NaNs, Pseudo-Infinities,
  78      Pseudo-Zeroes, Unnormalized Numbers, and Pseudo-Denormals) as NaNs.
  79      These bit patterns are:
  80        - exponent = 0x0001..0x7FFF, mantissa bit 63 = 0,
  81        - exponent = 0x0000, mantissa bit 63 = 1.
  82      The NaN bit pattern is:
  83        - exponent = 0x7FFF, mantissa >= 0x8000000000000001.  */
  84   memory_double m;
  85   unsigned int exponent;
  86
  87   m.value = x;
  88   exponent = (m.word[EXPBIT0_WORD] >> EXPBIT0_BIT) & EXP_MASK;
  89 #  ifdef WORDS_BIGENDIAN
  90   /* Big endian: EXPBIT0_WORD = 0, EXPBIT0_BIT = 16.  */
  91   if (exponent == 0)
  92     return 1 & (m.word[0] >> 15);
  93   else if (exponent == EXP_MASK)
  94     return (((m.word[0] ^ 0x8000U) << 16) | m.word[1] | (m.word[2] >> 16)) != 0;
  95   else
  96     return 1 & ~(m.word[0] >> 15);
  97 #  else
  98   /* Little endian: EXPBIT0_WORD = 2, EXPBIT0_BIT = 0.  */
  99   if (exponent == 0)
 100     return (m.word[1] >> 31);
 101   else if (exponent == EXP_MASK)
 102     return ((m.word[1] ^ 0x80000000U) | m.word[0]) != 0;
 103   else
 104     return (m.word[1] >> 31) ^ 1;
 105 #  endif
 106 # else
 107   /* Be careful to not do any floating-point operation on x, such as x == x,
 108      because x may be a signaling NaN.  */
 109 #  if defined __SUNPRO_C || defined __DECC || (defined __sgi && !defined __GNUC__)
 110   /* The Sun C 5.0 compilers and the Compaq (ex-DEC) 6.4 compilers don't
 111      recognize the initializers as constant expressions.  The latter compiler
 112      also fails when constant-folding 0.0 / 0.0 even when constant-folding is
 113      not required.  The SGI MIPSpro C compiler complains about "floating-point
 114      operation result is out of range".  */
 115   memory_double nan;
 116   DOUBLE plus_inf = L_(1.0) / L_(0.0);
 117   DOUBLE minus_inf = -L_(1.0) / L_(0.0);
 118   nan.value = NAN;
 119 #  else
 120   static memory_double nan = { L_(0.0) / L_(0.0) };
 121   static DOUBLE plus_inf = L_(1.0) / L_(0.0);
 122   static DOUBLE minus_inf = -L_(1.0) / L_(0.0);
 123 #  endif
 124   {
 125     memory_double m;
 126
 127     /* A NaN can be recognized through its exponent.  But exclude +Infinity and
 128        -Infinity, which have the same exponent.  */
 129     m.value = x;
 130     if (((m.word[EXPBIT0_WORD] ^ nan.word[EXPBIT0_WORD])
 131          & (EXP_MASK << EXPBIT0_BIT))
 132         == 0)
 133       return (memcmp (&m.value, &plus_inf, SIZE) != 0
 134               && memcmp (&m.value, &minus_inf, SIZE) != 0);
 135     else
 136       return 0;
 137   }
 138 # endif
 139 #else
 140   /* The configuration did not find sufficient information.  Give up about
 141      the signaling NaNs, handle only the quiet NaNs.  */
 142   if (x == x)
 143     {
 144 # if defined USE_LONG_DOUBLE && ((defined __ia64 && LDBL_MANT_DIG == 64) || (defined __x86_64__ || defined __amd64__) || (defined __i386 || defined __i386__ || defined _I386 || defined _M_IX86 || defined _X86_))
 145       /* Detect any special bit patterns that pass ==; see comment above.  */
 146       memory_double m1;
 147       memory_double m2;
 148
 149       memset (&m1.value, 0, SIZE);
 150       memset (&m2.value, 0, SIZE);
 151       m1.value = x;
 152       m2.value = x + (x ? 0.0L : -0.0L);
 153       if (memcmp (&m1.value, &m2.value, SIZE) != 0)
 154         return 1;
 155 # endif
 156       return 0;
 157     }
 158   else
 159     return 1;
 160 #endif
 161 }