OSDN Git Service

ac8625edb626c5db17d112b13c0a46899d94c88a
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / dfp.c
1 /* Decimal floating point support.
2    Copyright (C) 2005, 2006, 2007 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GCC.
5
6 GCC is free software; you can redistribute it and/or modify it under
7 the terms of the GNU General Public License as published by the Free
8 Software Foundation; either version 2, or (at your option) any later
9 version.
10
11 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
12 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
13 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
14 for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
18 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
19 02110-1301, USA.  */
20
21 #include "config.h"
22 #include "system.h"
23 #include "coretypes.h"
24 #include "tm.h"
25 #include "tree.h"
26 #include "toplev.h"
27 #include "real.h"
28 #include "tm_p.h"
29 #include "dfp.h"
30
31 /* The order of the following headers is important for making sure
32    decNumber structure is large enough to hold decimal128 digits.  */
33
34 #include "decimal128.h"
35 #include "decimal64.h"
36 #include "decimal32.h"
37 #include "decNumber.h"
38
39 static uint32_t
40 dfp_byte_swap (uint32_t in)
41 {
42   uint32_t out = 0;
43   unsigned char *p = (unsigned char *) &out;
44   union {
45     uint32_t i;
46     unsigned char b[4];
47   } u;
48
49   u.i = in;
50   p[0] = u.b[3];
51   p[1] = u.b[2];
52   p[2] = u.b[1];
53   p[3] = u.b[0];
54
55   return out;
56 }
57
58 /* Initialize R (a real with the decimal flag set) from DN.  Can
59    utilize status passed in via CONTEXT, if a previous operation had
60    interesting status.  */
61
62 static void
63 decimal_from_decnumber (REAL_VALUE_TYPE *r, decNumber *dn, decContext *context)
64 {
65   memset (r, 0, sizeof (REAL_VALUE_TYPE));
66
67   r->cl = rvc_normal;
68   if (decNumberIsZero (dn))
69     r->cl = rvc_zero;
70   if (decNumberIsNaN (dn))
71     r->cl = rvc_nan;
72   if (decNumberIsInfinite (dn))
73     r->cl = rvc_inf;
74   if (context->status & DEC_Overflow)
75     r->cl = rvc_inf;
76   if (decNumberIsNegative (dn))
77     r->sign = 1;
78   r->decimal = 1;
79
80   if (r->cl != rvc_normal)
81     return;
82
83   decContextDefault (context, DEC_INIT_DECIMAL128);
84   context->traps = 0;
85
86   decimal128FromNumber ((decimal128 *) r->sig, dn, context);
87 }
88
89 /* Create decimal encoded R from string S.  */
90
91 void
92 decimal_real_from_string (REAL_VALUE_TYPE *r, const char *s)
93 {
94   decNumber dn;
95   decContext set;
96   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
97   set.traps = 0;
98
99   decNumberFromString (&dn, s, &set);
100
101   /* It would be more efficient to store directly in decNumber format,
102      but that is impractical from current data structure size.
103      Encoding as a decimal128 is much more compact.  */
104   decimal_from_decnumber (r, &dn, &set);
105 }
106
107 /* Initialize a decNumber from a REAL_VALUE_TYPE.  */
108
109 static void
110 decimal_to_decnumber (const REAL_VALUE_TYPE *r, decNumber *dn)
111 {
112   decContext set;
113   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
114   set.traps = 0;
115
116   switch (r->cl)
117     {
118     case rvc_zero:
119       decNumberZero (dn);
120       break;
121     case rvc_inf:
122       decNumberFromString (dn, "Infinity", &set);
123       break;
124     case rvc_nan:
125       if (r->signalling)
126         decNumberFromString (dn, "snan", &set);
127       else
128         decNumberFromString (dn, "nan", &set);
129       break;
130     case rvc_normal:
131       gcc_assert (r->decimal);
132       decimal128ToNumber ((const decimal128 *) r->sig, dn);
133       break;
134     default:
135       gcc_unreachable ();
136     }
137
138   /* Fix up sign bit.  */
139   if (r->sign != decNumberIsNegative (dn))
140     dn->bits ^= DECNEG;
141 }
142
143 /* Encode a real into an IEEE 754R decimal32 type.  */
144
145 void
146 encode_decimal32 (const struct real_format *fmt ATTRIBUTE_UNUSED,
147                   long *buf, const REAL_VALUE_TYPE *r)
148 {
149   decNumber dn;
150   decimal32 d32;
151   decContext set;
152
153   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
154   set.traps = 0;
155
156   decimal_to_decnumber (r, &dn); 
157   decimal32FromNumber (&d32, &dn, &set);
158
159   if (FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN)
160     buf[0] = *(uint32_t *) d32.bytes;
161   else
162     buf[0] = dfp_byte_swap (*(uint32_t *) d32.bytes);
163 }
164
165 /* Decode an IEEE 754R decimal32 type into a real.  */
166
167 void
168 decode_decimal32 (const struct real_format *fmt ATTRIBUTE_UNUSED,
169                   REAL_VALUE_TYPE *r, const long *buf)
170 {
171   decNumber dn;
172   decimal32 d32;
173   decContext set;
174
175   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
176   set.traps = 0;
177
178   if (FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN)
179     *((uint32_t *) d32.bytes) = (uint32_t) buf[0];
180   else
181     *((uint32_t *) d32.bytes) = dfp_byte_swap ((uint32_t) buf[0]);
182
183   decimal32ToNumber (&d32, &dn);
184   decimal_from_decnumber (r, &dn, &set); 
185 }
186
187 /* Encode a real into an IEEE 754R decimal64 type.  */
188
189 void
190 encode_decimal64 (const struct real_format *fmt ATTRIBUTE_UNUSED,
191                   long *buf, const REAL_VALUE_TYPE *r)
192 {
193   decNumber dn;
194   decimal64 d64;
195   decContext set;
196
197   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
198   set.traps = 0;
199
200   decimal_to_decnumber (r, &dn);
201   decimal64FromNumber (&d64, &dn, &set);
202
203   if (FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN)
204     {
205       buf[0] = *(uint32_t *) &d64.bytes[0];
206       buf[1] = *(uint32_t *) &d64.bytes[4];
207     }
208   else
209     {
210       buf[1] = dfp_byte_swap (*(uint32_t *) &d64.bytes[0]);
211       buf[0] = dfp_byte_swap (*(uint32_t *) &d64.bytes[4]);
212     }
213 }
214
215 /* Decode an IEEE 754R decimal64 type into a real.  */
216
217 void
218 decode_decimal64 (const struct real_format *fmt ATTRIBUTE_UNUSED,
219                   REAL_VALUE_TYPE *r, const long *buf)
220
221   decNumber dn;
222   decimal64 d64;
223   decContext set;
224
225   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
226   set.traps = 0;
227
228   if (FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN)
229     {
230       *((uint32_t *) &d64.bytes[0]) = (uint32_t) buf[0];
231       *((uint32_t *) &d64.bytes[4]) = (uint32_t) buf[1];
232     }
233   else
234     {
235       *((uint32_t *) &d64.bytes[0]) = dfp_byte_swap ((uint32_t) buf[1]);
236       *((uint32_t *) &d64.bytes[4]) = dfp_byte_swap ((uint32_t) buf[0]); 
237     }
238
239   decimal64ToNumber (&d64, &dn);
240   decimal_from_decnumber (r, &dn, &set); 
241 }
242
243 /* Encode a real into an IEEE 754R decimal128 type.  */
244
245 void
246 encode_decimal128 (const struct real_format *fmt ATTRIBUTE_UNUSED,
247                    long *buf, const REAL_VALUE_TYPE *r)
248 {
249   decNumber dn;
250   decContext set;
251   decimal128 d128;
252
253   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
254   set.traps = 0;
255
256   decimal_to_decnumber (r, &dn);
257   decimal128FromNumber (&d128, &dn, &set);
258
259   if (FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN)
260     {
261       buf[0] = *(uint32_t *) &d128.bytes[0];
262       buf[1] = *(uint32_t *) &d128.bytes[4];
263       buf[2] = *(uint32_t *) &d128.bytes[8];
264       buf[3] = *(uint32_t *) &d128.bytes[12];
265     }
266   else
267     {
268       buf[0] = dfp_byte_swap (*(uint32_t *) &d128.bytes[12]);
269       buf[1] = dfp_byte_swap (*(uint32_t *) &d128.bytes[8]);
270       buf[2] = dfp_byte_swap (*(uint32_t *) &d128.bytes[4]);
271       buf[3] = dfp_byte_swap (*(uint32_t *) &d128.bytes[0]);
272     }
273 }
274
275 /* Decode an IEEE 754R decimal128 type into a real.  */
276
277 void
278 decode_decimal128 (const struct real_format *fmt ATTRIBUTE_UNUSED,
279                    REAL_VALUE_TYPE *r, const long *buf)
280 {
281   decNumber dn;
282   decimal128 d128;
283   decContext set;
284
285   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
286   set.traps = 0;
287
288   if (FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN)
289     {
290       *((uint32_t *) &d128.bytes[0])  = (uint32_t) buf[0];
291       *((uint32_t *) &d128.bytes[4])  = (uint32_t) buf[1];
292       *((uint32_t *) &d128.bytes[8])  = (uint32_t) buf[2];
293       *((uint32_t *) &d128.bytes[12]) = (uint32_t) buf[3];
294     }
295   else
296     {
297       *((uint32_t *) &d128.bytes[0])  = dfp_byte_swap ((uint32_t) buf[3]);
298       *((uint32_t *) &d128.bytes[4])  = dfp_byte_swap ((uint32_t) buf[2]);
299       *((uint32_t *) &d128.bytes[8])  = dfp_byte_swap ((uint32_t) buf[1]);
300       *((uint32_t *) &d128.bytes[12]) = dfp_byte_swap ((uint32_t) buf[0]);
301     }
302
303   decimal128ToNumber (&d128, &dn);
304   decimal_from_decnumber (r, &dn, &set); 
305 }
306
307 /* Helper function to convert from a binary real internal
308    representation.  */
309
310 static void
311 decimal_to_binary (REAL_VALUE_TYPE *to, const REAL_VALUE_TYPE *from,
312                    enum machine_mode mode)
313 {
314   char string[256];
315   const decimal128 *const d128 = (const decimal128 *) from->sig;
316
317   decimal128ToString (d128, string);
318   real_from_string3 (to, string, mode);
319 }
320
321
322 /* Helper function to convert from a binary real internal
323    representation.  */
324
325 static void
326 decimal_from_binary (REAL_VALUE_TYPE *to, const REAL_VALUE_TYPE *from)
327 {
328   char string[256];
329
330   /* We convert to string, then to decNumber then to decimal128.  */
331   real_to_decimal (string, from, sizeof (string), 0, 1);
332   decimal_real_from_string (to, string);
333 }
334
335 /* Helper function to real.c:do_compare() to handle decimal internal
336    representation including when one of the operands is still in the
337    binary internal representation.  */
338
339 int
340 decimal_do_compare (const REAL_VALUE_TYPE *a, const REAL_VALUE_TYPE *b,
341                     int nan_result)
342 {
343   decContext set;
344   decNumber dn, dn2, dn3;
345   REAL_VALUE_TYPE a1, b1;
346
347   /* If either operand is non-decimal, create temporary versions.  */
348   if (!a->decimal)
349     {
350       decimal_from_binary (&a1, a);
351       a = &a1;
352     }
353   if (!b->decimal)
354     {
355       decimal_from_binary (&b1, b);
356       b = &b1;
357     }
358     
359   /* Convert into decNumber form for comparison operation.  */
360   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
361   set.traps = 0;  
362   decimal128ToNumber ((const decimal128 *) a->sig, &dn2);
363   decimal128ToNumber ((const decimal128 *) b->sig, &dn3);
364
365   /* Finally, do the comparison.  */
366   decNumberCompare (&dn, &dn2, &dn3, &set);
367
368   /* Return the comparison result.  */
369   if (decNumberIsNaN (&dn))
370     return nan_result;
371   else if (decNumberIsZero (&dn))
372     return 0;
373   else if (decNumberIsNegative (&dn))
374     return -1;
375   else 
376     return 1;
377 }
378
379 /* Helper to round_for_format, handling decimal float types.  */
380
381 void
382 decimal_round_for_format (const struct real_format *fmt, REAL_VALUE_TYPE *r)
383 {
384   decNumber dn;
385   decContext set;
386
387   /* Real encoding occurs later.  */
388   if (r->cl != rvc_normal)
389     return;
390
391   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
392   set.traps = 0;
393   decimal128ToNumber ((decimal128 *) r->sig, &dn);
394
395   if (fmt == &decimal_quad_format)
396     {
397       /* The internal format is already in this format.  */
398       return;
399     }
400   else if (fmt == &decimal_single_format)
401     {
402       decimal32 d32;
403       decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL32);
404       set.traps = 0;
405
406       decimal32FromNumber (&d32, &dn, &set);
407       decimal32ToNumber (&d32, &dn);
408     }
409   else if (fmt == &decimal_double_format)
410     {
411       decimal64 d64;
412       decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL64);
413       set.traps = 0;
414
415       decimal64FromNumber (&d64, &dn, &set);
416       decimal64ToNumber (&d64, &dn);
417     }
418   else
419     gcc_unreachable ();
420
421   decimal_from_decnumber (r, &dn, &set);
422 }
423
424 /* Extend or truncate to a new mode.  Handles conversions between
425    binary and decimal types.  */
426
427 void
428 decimal_real_convert (REAL_VALUE_TYPE *r, enum machine_mode mode, 
429                       const REAL_VALUE_TYPE *a)
430 {
431   const struct real_format *fmt = REAL_MODE_FORMAT (mode);
432
433   if (a->decimal && fmt->b == 10)
434     return;
435   if (a->decimal)
436       decimal_to_binary (r, a, mode);
437   else
438       decimal_from_binary (r, a);
439 }
440
441 /* Render R_ORIG as a decimal floating point constant.  Emit DIGITS
442    significant digits in the result, bounded by BUF_SIZE.  If DIGITS
443    is 0, choose the maximum for the representation.  If
444    CROP_TRAILING_ZEROS, strip trailing zeros.  Currently, not honoring
445    DIGITS or CROP_TRAILING_ZEROS.  */
446
447 void
448 decimal_real_to_decimal (char *str, const REAL_VALUE_TYPE *r_orig,
449                          size_t buf_size,
450                          size_t digits ATTRIBUTE_UNUSED,
451                          int crop_trailing_zeros ATTRIBUTE_UNUSED)
452 {
453   const decimal128 *const d128 = (const decimal128*) r_orig->sig;
454
455   /* decimal128ToString requires space for at least 24 characters;
456      Require two more for suffix.  */
457   gcc_assert (buf_size >= 24);
458   decimal128ToString (d128, str);
459 }
460
461 static bool
462 decimal_do_add (REAL_VALUE_TYPE *r, const REAL_VALUE_TYPE *op0,
463                 const REAL_VALUE_TYPE *op1, int subtract_p)
464 {
465   decNumber dn;
466   decContext set;
467   decNumber dn2, dn3;
468
469   decimal_to_decnumber (op0, &dn2);
470   decimal_to_decnumber (op1, &dn3);
471
472   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
473   set.traps = 0;
474
475   if (subtract_p)
476     decNumberSubtract (&dn, &dn2, &dn3, &set);
477   else 
478     decNumberAdd (&dn, &dn2, &dn3, &set);
479
480   decimal_from_decnumber (r, &dn, &set);
481
482   /* Return true, if inexact.  */
483   return (set.status & DEC_Inexact);
484 }
485
486 /* Compute R = OP0 * OP1.  */
487
488 static bool
489 decimal_do_multiply (REAL_VALUE_TYPE *r, const REAL_VALUE_TYPE *op0,
490                      const REAL_VALUE_TYPE *op1)
491 {
492   decContext set;
493   decNumber dn, dn2, dn3;
494
495   decimal_to_decnumber (op0, &dn2);
496   decimal_to_decnumber (op1, &dn3);
497
498   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
499   set.traps = 0;
500
501   decNumberMultiply (&dn, &dn2, &dn3, &set);
502   decimal_from_decnumber (r, &dn, &set);
503
504   /* Return true, if inexact.  */
505   return (set.status & DEC_Inexact);
506 }
507
508 /* Compute R = OP0 / OP1.  */
509
510 static bool
511 decimal_do_divide (REAL_VALUE_TYPE *r, const REAL_VALUE_TYPE *op0,
512                    const REAL_VALUE_TYPE *op1)
513 {
514   decContext set;
515   decNumber dn, dn2, dn3;
516
517   decimal_to_decnumber (op0, &dn2);
518   decimal_to_decnumber (op1, &dn3);
519
520   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
521   set.traps = 0;
522
523   decNumberDivide (&dn, &dn2, &dn3, &set);
524   decimal_from_decnumber (r, &dn, &set);
525
526   /* Return true, if inexact.  */
527   return (set.status & DEC_Inexact);
528 }
529
530 /* Set R to A truncated to an integral value toward zero (decimal
531    floating point).  */
532
533 void
534 decimal_do_fix_trunc (REAL_VALUE_TYPE *r, const REAL_VALUE_TYPE *a)
535 {
536   decNumber dn, dn2;
537   decContext set;
538
539   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
540   set.traps = 0;
541   set.round = DEC_ROUND_DOWN;
542   decimal128ToNumber ((const decimal128 *) a->sig, &dn2);
543
544   decNumberToIntegralValue (&dn, &dn2, &set);
545   decimal_from_decnumber (r, &dn, &set);
546 }
547
548 /* Render decimal float value R as an integer.  */
549
550 HOST_WIDE_INT
551 decimal_real_to_integer (const REAL_VALUE_TYPE *r)
552 {
553   decContext set;
554   decNumber dn, dn2, dn3;
555   REAL_VALUE_TYPE to;
556   char string[256];
557
558   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
559   set.traps = 0;
560   set.round = DEC_ROUND_DOWN;
561   decimal128ToNumber ((const decimal128 *) r->sig, &dn);
562
563   decNumberToIntegralValue (&dn2, &dn, &set);
564   decNumberZero (&dn3);
565   decNumberRescale (&dn, &dn2, &dn3, &set);
566
567   /* Convert to REAL_VALUE_TYPE and call appropriate conversion
568      function.  */
569   decNumberToString (&dn, string);
570   real_from_string (&to, string);
571   return real_to_integer (&to);
572 }
573
574 /* Likewise, but to an integer pair, HI+LOW.  */
575
576 void
577 decimal_real_to_integer2 (HOST_WIDE_INT *plow, HOST_WIDE_INT *phigh,
578                           const REAL_VALUE_TYPE *r)
579 {
580   decContext set;
581   decNumber dn, dn2, dn3;
582   REAL_VALUE_TYPE to;
583   char string[256];
584
585   decContextDefault (&set, DEC_INIT_DECIMAL128);
586   set.traps = 0;
587   set.round = DEC_ROUND_DOWN;
588   decimal128ToNumber ((const decimal128 *) r->sig, &dn);
589
590   decNumberToIntegralValue (&dn2, &dn, &set);
591   decNumberZero (&dn3);
592   decNumberRescale (&dn, &dn2, &dn3, &set);
593
594   /* Conver to REAL_VALUE_TYPE and call appropriate conversion
595      function.  */
596   decNumberToString (&dn, string);
597   real_from_string (&to, string);
598   real_to_integer2 (plow, phigh, &to);
599 }
600
601 /* Perform the decimal floating point operation described by CODE.
602    For a unary operation, OP1 will be NULL.  This function returns
603    true if the result may be inexact due to loss of precision.  */
604
605 bool
606 decimal_real_arithmetic (REAL_VALUE_TYPE *r, enum tree_code code,
607                          const REAL_VALUE_TYPE *op0,
608                          const REAL_VALUE_TYPE *op1)
609 {
610   REAL_VALUE_TYPE a, b;
611
612   /* If either operand is non-decimal, create temporaries.  */
613   if (!op0->decimal)
614     {
615       decimal_from_binary (&a, op0);
616       op0 = &a;
617     }
618   if (op1 && !op1->decimal)
619     {
620       decimal_from_binary (&b, op1);
621       op1 = &b;
622     }
623
624   switch (code)
625     {
626     case PLUS_EXPR:
627       return decimal_do_add (r, op0, op1, 0);
628
629     case MINUS_EXPR:
630       return decimal_do_add (r, op0, op1, 1);
631
632     case MULT_EXPR:
633       return decimal_do_multiply (r, op0, op1);
634
635     case RDIV_EXPR:
636       return decimal_do_divide (r, op0, op1);
637
638     case MIN_EXPR:
639       if (op1->cl == rvc_nan)
640         *r = *op1;
641       else if (real_compare (UNLT_EXPR, op0, op1))
642         *r = *op0;
643       else
644         *r = *op1;
645       return false;
646
647     case MAX_EXPR:
648       if (op1->cl == rvc_nan)
649         *r = *op1;
650       else if (real_compare (LT_EXPR, op0, op1))
651         *r = *op1;
652       else
653         *r = *op0;
654       return false;
655
656     case NEGATE_EXPR:
657       {
658         *r = *op0;
659         /* Flip sign bit.  */
660         decimal128FlipSign ((decimal128 *) r->sig);
661         /* Keep sign field in sync.  */
662         r->sign ^= 1;
663       }
664       return false;
665
666     case ABS_EXPR:
667       {
668         *r = *op0;
669         /* Clear sign bit.  */
670         decimal128ClearSign ((decimal128 *) r->sig);
671         /* Keep sign field in sync.  */
672         r->sign = 0;
673       }
674       return false;
675
676     case FIX_TRUNC_EXPR:
677       decimal_do_fix_trunc (r, op0);
678       return false;
679
680     default:
681       gcc_unreachable ();
682     }
683 }
684
685 /* Fills R with the largest finite value representable in mode MODE.
686    If SIGN is nonzero, R is set to the most negative finite value.  */
687
688 void
689 decimal_real_maxval (REAL_VALUE_TYPE *r, int sign, enum machine_mode mode)
690
691   const char *max;
692
693   switch (mode)
694     {
695     case SDmode:
696       max = "9.999999E96";
697       break;
698     case DDmode:
699       max = "9.999999999999999E384";
700       break;
701     case TDmode:
702       max = "9.999999999999999999999999999999999E6144";
703       break;
704     default:
705       gcc_unreachable ();
706     }
707
708   decimal_real_from_string (r, max);
709   if (sign)
710     decimal128SetSign ((decimal128 *) r->sig, 1);
711 }