lib/printf-frexp.c

   1 /* Split a double into fraction and mantissa, for hexadecimal printf.
   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 2, or (at your option)
   7    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 along
  15    with this program; if not, write to the Free Software Foundation,
  16    Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301, USA.  */
  17
  18 #include <config.h>
  19
  20 #if !(defined USE_LONG_DOUBLE && !HAVE_LONG_DOUBLE)
  21
  22 /* Specification.  */
  23 # ifdef USE_LONG_DOUBLE
  24 #  include "printf-frexpl.h"
  25 # else
  26 #  include "printf-frexp.h"
  27 # endif
  28
  29 # include <float.h>
  30 # include <math.h>
  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 L_(literal) literal##L
  46 # else
  47 #  define FUNC printf_frexp
  48 #  define DOUBLE double
  49 #  define MIN_EXP DBL_MIN_EXP
  50 #  if HAVE_FREXP_IN_LIBC && HAVE_LDEXP_IN_LIBC
  51 #   define USE_FREXP_LDEXP
  52 #   define FREXP frexp
  53 #   define LDEXP ldexp
  54 #  endif
  55 #  define L_(literal) literal
  56 # endif
  57
  58 DOUBLE
  59 FUNC (DOUBLE x, int *exp)
  60 {
  61   int exponent;
  62
  63 # ifdef USE_FREXP_LDEXP
  64   /* frexp and ldexp are usually faster than the loop below.  */
  65   x = FREXP (x, &exponent);
  66
  67   x = x + x;
  68   exponent -= 1;
  69
  70   if (exponent < MIN_EXP - 1)
  71     {
  72       x = LDEXP (x, exponent - (MIN_EXP - 1));
  73       exponent = MIN_EXP - 1;
  74     }
  75 # else
  76   /* Since the exponent is an 'int', it fits in 64 bits.  Therefore the
  77      loops are executed no more than 64 times.  */
  78   DOUBLE pow2[64]; /* pow2[i] = 2^2^i */
  79   DOUBLE powh[64]; /* powh[i] = 2^-2^i */
  80   int i;
  81
  82   exponent = 0;
  83   if (x >= L_(1.0))
  84     {
  85       /* A nonnegative exponent.  */
  86       {
  87         DOUBLE pow2_i; /* = pow2[i] */
  88         DOUBLE powh_i; /* = powh[i] */
  89
  90         /* Invariants: pow2_i = 2^2^i, powh_i = 2^-2^i,
  91            x * 2^exponent = argument, x >= 1.0.  */
  92         for (i = 0, pow2_i = L_(2.0), powh_i = L_(0.5);
  93              ;
  94              i++, pow2_i = pow2_i * pow2_i, powh_i = powh_i * powh_i)
  95           {
  96             if (x >= pow2_i)
  97               {
  98                 exponent += (1 << i);
  99                 x *= powh_i;
 100               }
 101             else
 102               break;
 103
 104             pow2[i] = pow2_i;
 105             powh[i] = powh_i;
 106           }
 107       }
 108       /* Here 1.0 <= x < 2^2^i.  */
 109     }
 110   else
 111     {
 112       /* A negative exponent.  */
 113       {
 114         DOUBLE pow2_i; /* = pow2[i] */
 115         DOUBLE powh_i; /* = powh[i] */
 116
 117         /* Invariants: pow2_i = 2^2^i, powh_i = 2^-2^i,
 118            x * 2^exponent = argument, x < 1.0, exponent >= MIN_EXP - 1.  */
 119         for (i = 0, pow2_i = L_(2.0), powh_i = L_(0.5);
 120              ;
 121              i++, pow2_i = pow2_i * pow2_i, powh_i = powh_i * powh_i)
 122           {
 123             if (exponent - (1 << i) < MIN_EXP - 1)
 124               break;
 125
 126             exponent -= (1 << i);
 127             x *= pow2_i;
 128             if (x >= L_(1.0))
 129               break;
 130
 131             pow2[i] = pow2_i;
 132             powh[i] = powh_i;
 133           }
 134       }
 135       /* Here either x < 1.0 and exponent - 2^i < MIN_EXP - 1 <= exponent,
 136          or 1.0 <= x < 2^2^i and exponent >= MIN_EXP - 1.  */
 137
 138       if (x < L_(1.0))
 139         /* Invariants: x * 2^exponent = argument, x < 1.0 and
 140            exponent - 2^i < MIN_EXP - 1 <= exponent.  */
 141         while (i > 0)
 142           {
 143             i--;
 144             if (exponent - (1 << i) >= MIN_EXP - 1)
 145               {
 146                 exponent -= (1 << i);
 147                 x *= pow2[i];
 148                 if (x >= L_(1.0))
 149                   break;
 150               }
 151           }
 152
 153       /* Here either x < 1.0 and exponent = MIN_EXP - 1,
 154          or 1.0 <= x < 2^2^i and exponent >= MIN_EXP - 1.  */
 155     }
 156
 157   /* Invariants: x * 2^exponent = argument, and
 158      either x < 1.0 and exponent = MIN_EXP - 1,
 159      or 1.0 <= x < 2^2^i and exponent >= MIN_EXP - 1.  */
 160   while (i > 0)
 161     {
 162       i--;
 163       if (x >= pow2[i])
 164         {
 165           exponent += (1 << i);
 166           x *= powh[i];
 167         }
 168     }
 169   /* Here either x < 1.0 and exponent = MIN_EXP - 1,
 170      or 1.0 <= x < 2.0 and exponent >= MIN_EXP - 1.  */
 171 # endif
 172
 173   *exp = exponent;
 174   return x;
 175 }
 176
 177 #else
 178
 179 /* This declaration is solely to ensure that after preprocessing
 180    this file is never empty.  */
 181 typedef int dummy;
 182
 183 #endif