lib/isnan.c

   1 /* Test for NaN that does not need libm.
   2    Copyright (C) 2007 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 <string.h>
  23
  24 #include "float+.h"
  25
  26 #ifdef USE_LONG_DOUBLE
  27 # define FUNC rpl_isnanl
  28 # define DOUBLE long double
  29 # define MAX_EXP LDBL_MAX_EXP
  30 # define MIN_EXP LDBL_MIN_EXP
  31 # if defined LDBL_EXPBIT0_WORD && defined LDBL_EXPBIT0_BIT
  32 #  define KNOWN_EXPBIT0_LOCATION
  33 #  define EXPBIT0_WORD LDBL_EXPBIT0_WORD
  34 #  define EXPBIT0_BIT LDBL_EXPBIT0_BIT
  35 # endif
  36 # define SIZE SIZEOF_LDBL
  37 # define L_(literal) literal##L
  38 #elif ! defined USE_FLOAT
  39 # define FUNC rpl_isnan
  40 # define DOUBLE double
  41 # define MAX_EXP DBL_MAX_EXP
  42 # define MIN_EXP DBL_MIN_EXP
  43 # if defined DBL_EXPBIT0_WORD && defined DBL_EXPBIT0_BIT
  44 #  define KNOWN_EXPBIT0_LOCATION
  45 #  define EXPBIT0_WORD DBL_EXPBIT0_WORD
  46 #  define EXPBIT0_BIT DBL_EXPBIT0_BIT
  47 # endif
  48 # define SIZE SIZEOF_DBL
  49 # define L_(literal) literal
  50 #else /* defined USE_FLOAT */
  51 # define FUNC rpl_isnanf
  52 # define DOUBLE float
  53 # define MAX_EXP FLT_MAX_EXP
  54 # define MIN_EXP FLT_MIN_EXP
  55 # if defined FLT_EXPBIT0_WORD && defined FLT_EXPBIT0_BIT
  56 #  define KNOWN_EXPBIT0_LOCATION
  57 #  define EXPBIT0_WORD FLT_EXPBIT0_WORD
  58 #  define EXPBIT0_BIT FLT_EXPBIT0_BIT
  59 # endif
  60 # define SIZE SIZEOF_FLT
  61 # define L_(literal) literal##f
  62 #endif
  63
  64 #define EXP_MASK ((MAX_EXP - MIN_EXP) | 7)
  65
  66 #define NWORDS \
  67   ((sizeof (DOUBLE) + sizeof (unsigned int) - 1) / sizeof (unsigned int))
  68 typedef union { DOUBLE value; unsigned int word[NWORDS]; } memory_double;
  69
  70 int
  71 FUNC (DOUBLE x)
  72 {
  73 #ifdef KNOWN_EXPBIT0_LOCATION
  74 # 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_))
  75   /* Special CPU dependent code is needed to treat bit patterns outside the
  76      IEEE 754 specification (such as Pseudo-NaNs, Pseudo-Infinities,
  77      Pseudo-Zeroes, Unnormalized Numbers, and Pseudo-Denormals) as NaNs.
  78      These bit patterns are:
  79        - exponent = 0x0001..0x7FFF, mantissa bit 63 = 0,
  80        - exponent = 0x0000, mantissa bit 63 = 1.
  81      The NaN bit pattern is:
  82        - exponent = 0x7FFF, mantissa >= 0x8000000000000001.  */
  83   memory_double m;
  84   unsigned int exponent;
  85
  86   m.value = x;
  87   exponent = (m.word[EXPBIT0_WORD] >> EXPBIT0_BIT) & EXP_MASK;
  88 #  ifdef WORDS_BIGENDIAN
  89   /* Big endian: EXPBIT0_WORD = 0, EXPBIT0_BIT = 16.  */
  90   if (exponent == 0)
  91     return 1 & (m.word[0] >> 15);
  92   else if (exponent == EXP_MASK)
  93     return (((m.word[0] ^ 0x8000U) << 16) | m.word[1] | (m.word[2] >> 16)) != 0;
  94   else
  95     return 1 & ~(m.word[0] >> 15);
  96 #  else
  97   /* Little endian: EXPBIT0_WORD = 2, EXPBIT0_BIT = 0.  */
  98   if (exponent == 0)
  99     return (m.word[1] >> 31);
 100   else if (exponent == EXP_MASK)
 101     return ((m.word[1] ^ 0x80000000U) | m.word[0]) != 0;
 102   else
 103     return (m.word[1] >> 31) ^ 1;
 104 #  endif
 105 # else
 106   /* Be careful to not do any floating-point operation on x, such as x == x,
 107      because x may be a signaling NaN.  */
 108 #  if defined __SUNPRO_C || defined __DECC || (defined __sgi && !defined __GNUC__)
 109   /* The Sun C 5.0 compilers and the Compaq (ex-DEC) 6.4 compilers don't
 110      recognize the initializers as constant expressions.  The latter compiler
 111      also fails when constant-folding 0.0 / 0.0 even when constant-folding is
 112      not required.  The SGI MIPSpro C compiler complains about "floating-point
 113      operation result is out of range".  */
 114   static DOUBLE zero = L_(0.0);
 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 = zero / zero;
 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       m1.value = x;
 150       m2.value = x + 0;
 151       if (memcmp (&m1.value, &m2.value, SIZE) != 0)
 152         return 1;
 153 # endif
 154       return 0;
 155     }
 156   else
 157     return 1;
 158 #endif
 159 }