OSDN Git Service

(ASM_SPEC): Delete asm_arch.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / libiberty / floatformat.c
1 /* IEEE floating point support routines, for GDB, the GNU Debugger.
2    Copyright (C) 1991, 1994 Free Software Foundation, Inc.
3
4 This file is part of GDB.
5
6 This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7 it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9 (at your option) any later version.
10
11 This program is distributed in the hope that it will be useful,
12 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 GNU General Public License for more details.
15
16 You should have received a copy of the GNU General Public License
17 along with this program; if not, write to the Free Software
18 Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA 02111-1307, USA.  */
19
20 #include "floatformat.h"
21 #include <math.h>               /* ldexp */
22 #ifdef __STDC__
23 #include <stddef.h>
24 extern void *memcpy (void *s1, const void *s2, size_t n);
25 extern void *memset (void *s, int c, size_t n);
26 #else
27 extern char *memcpy ();
28 extern char *memset ();
29 #endif
30
31 /* The odds that CHAR_BIT will be anything but 8 are low enough that I'm not
32    going to bother with trying to muck around with whether it is defined in
33    a system header, what we do if not, etc.  */
34 #define FLOATFORMAT_CHAR_BIT 8
35
36 /* floatformats for IEEE single and double, big and little endian.  */
37 const struct floatformat floatformat_ieee_single_big =
38 {
39   floatformat_big, 32, 0, 1, 8, 127, 255, 9, 23, floatformat_intbit_no
40 };
41 const struct floatformat floatformat_ieee_single_little =
42 {
43   floatformat_little, 32, 0, 1, 8, 127, 255, 9, 23, floatformat_intbit_no
44 };
45 const struct floatformat floatformat_ieee_double_big =
46 {
47   floatformat_big, 64, 0, 1, 11, 1023, 2047, 12, 52, floatformat_intbit_no
48 };
49 const struct floatformat floatformat_ieee_double_little =
50 {
51   floatformat_little, 64, 0, 1, 11, 1023, 2047, 12, 52, floatformat_intbit_no
52 };
53
54 /* floatformat for IEEE double, little endian byte order, with big endian word
55    ordering, as on the ARM.  */
56
57 const struct floatformat floatformat_ieee_double_littlebyte_bigword =
58 {
59   floatformat_littlebyte_bigword, 64, 0, 1, 11, 1023, 2047, 12, 52, floatformat_intbit_no
60 };
61
62 const struct floatformat floatformat_i387_ext =
63 {
64   floatformat_little, 80, 0, 1, 15, 0x3fff, 0x7fff, 16, 64,
65   floatformat_intbit_yes
66 };
67 const struct floatformat floatformat_m68881_ext =
68 {
69   /* Note that the bits from 16 to 31 are unused.  */
70   floatformat_big, 96, 0, 1, 15, 0x3fff, 0x7fff, 32, 64, floatformat_intbit_yes
71 };
72 const struct floatformat floatformat_i960_ext =
73 {
74   /* Note that the bits from 0 to 15 are unused.  */
75   floatformat_little, 96, 16, 17, 15, 0x3fff, 0x7fff, 32, 64,
76   floatformat_intbit_yes
77 };
78 const struct floatformat floatformat_m88110_ext =
79 {
80 #ifdef HARRIS_FLOAT_FORMAT
81   /* Harris uses raw format 128 bytes long, but the number is just an ieee
82      double, and the last 64 bits are wasted. */
83   floatformat_big,128, 0, 1, 11,  0x3ff,  0x7ff, 12, 52,
84   floatformat_intbit_no
85 #else
86   floatformat_big, 80, 0, 1, 15, 0x3fff, 0x7fff, 16, 64,
87   floatformat_intbit_yes
88 #endif /* HARRIS_FLOAT_FORMAT */
89 };
90 const struct floatformat floatformat_arm_ext =
91 {
92   /* Bits 1 to 16 are unused.  */
93   floatformat_big, 96, 0, 17, 15, 0x3fff, 0x7fff, 32, 64,
94   floatformat_intbit_yes
95 };
96 \f
97 static unsigned long get_field PARAMS ((unsigned char *,
98                                         enum floatformat_byteorders,
99                                         unsigned int,
100                                         unsigned int,
101                                         unsigned int));
102
103 /* Extract a field which starts at START and is LEN bytes long.  DATA and
104    TOTAL_LEN are the thing we are extracting it from, in byteorder ORDER.  */
105 static unsigned long
106 get_field (data, order, total_len, start, len)
107      unsigned char *data;
108      enum floatformat_byteorders order;
109      unsigned int total_len;
110      unsigned int start;
111      unsigned int len;
112 {
113   unsigned long result;
114   unsigned int cur_byte;
115   int cur_bitshift;
116
117   /* Start at the least significant part of the field.  */
118   cur_byte = (start + len) / FLOATFORMAT_CHAR_BIT;
119   if (order == floatformat_little)
120     cur_byte = (total_len / FLOATFORMAT_CHAR_BIT) - cur_byte - 1;
121   cur_bitshift =
122     ((start + len) % FLOATFORMAT_CHAR_BIT) - FLOATFORMAT_CHAR_BIT;
123   result = *(data + cur_byte) >> (-cur_bitshift);
124   cur_bitshift += FLOATFORMAT_CHAR_BIT;
125   if (order == floatformat_little)
126     ++cur_byte;
127   else
128     --cur_byte;
129
130   /* Move towards the most significant part of the field.  */
131   while (cur_bitshift < len)
132     {
133       if (len - cur_bitshift < FLOATFORMAT_CHAR_BIT)
134         /* This is the last byte; zero out the bits which are not part of
135            this field.  */
136         result |=
137           (*(data + cur_byte) & ((1 << (len - cur_bitshift)) - 1))
138             << cur_bitshift;
139       else
140         result |= *(data + cur_byte) << cur_bitshift;
141       cur_bitshift += FLOATFORMAT_CHAR_BIT;
142       if (order == floatformat_little)
143         ++cur_byte;
144       else
145         --cur_byte;
146     }
147   return result;
148 }
149   
150 #ifndef min
151 #define min(a, b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
152 #endif
153
154 /* Convert from FMT to a double.
155    FROM is the address of the extended float.
156    Store the double in *TO.  */
157
158 void
159 floatformat_to_double (fmt, from, to)
160      const struct floatformat *fmt;
161      char *from;
162      double *to;
163 {
164   unsigned char *ufrom = (unsigned char *)from;
165   double dto;
166   long exponent;
167   unsigned long mant;
168   unsigned int mant_bits, mant_off;
169   int mant_bits_left;
170   int special_exponent;         /* It's a NaN, denorm or zero */
171
172   exponent = get_field (ufrom, fmt->byteorder, fmt->totalsize,
173                         fmt->exp_start, fmt->exp_len);
174   /* Note that if exponent indicates a NaN, we can't really do anything useful
175      (not knowing if the host has NaN's, or how to build one).  So it will
176      end up as an infinity or something close; that is OK.  */
177
178   mant_bits_left = fmt->man_len;
179   mant_off = fmt->man_start;
180   dto = 0.0;
181
182   special_exponent = exponent == 0 || exponent == fmt->exp_nan;
183
184   /* Don't bias zero's, denorms or NaNs.  */
185   if (!special_exponent)
186     exponent -= fmt->exp_bias;
187
188   /* Build the result algebraically.  Might go infinite, underflow, etc;
189      who cares. */
190
191   /* If this format uses a hidden bit, explicitly add it in now.  Otherwise,
192      increment the exponent by one to account for the integer bit.  */
193
194   if (!special_exponent)
195     if (fmt->intbit == floatformat_intbit_no)
196       dto = ldexp (1.0, exponent);
197     else
198       exponent++;
199
200   while (mant_bits_left > 0)
201     {
202       mant_bits = min (mant_bits_left, 32);
203
204       mant = get_field (ufrom, fmt->byteorder, fmt->totalsize,
205                          mant_off, mant_bits);
206
207       dto += ldexp ((double)mant, exponent - mant_bits);
208       exponent -= mant_bits;
209       mant_off += mant_bits;
210       mant_bits_left -= mant_bits;
211     }
212
213   /* Negate it if negative.  */
214   if (get_field (ufrom, fmt->byteorder, fmt->totalsize, fmt->sign_start, 1))
215     dto = -dto;
216   *to = dto;
217 }
218 \f
219 static void put_field PARAMS ((unsigned char *, enum floatformat_byteorders,
220                                unsigned int,
221                                unsigned int,
222                                unsigned int,
223                                unsigned long));
224
225 /* Set a field which starts at START and is LEN bytes long.  DATA and
226    TOTAL_LEN are the thing we are extracting it from, in byteorder ORDER.  */
227 static void
228 put_field (data, order, total_len, start, len, stuff_to_put)
229      unsigned char *data;
230      enum floatformat_byteorders order;
231      unsigned int total_len;
232      unsigned int start;
233      unsigned int len;
234      unsigned long stuff_to_put;
235 {
236   unsigned int cur_byte;
237   int cur_bitshift;
238
239   /* Start at the least significant part of the field.  */
240   cur_byte = (start + len) / FLOATFORMAT_CHAR_BIT;
241   if (order == floatformat_little)
242     cur_byte = (total_len / FLOATFORMAT_CHAR_BIT) - cur_byte - 1;
243   cur_bitshift =
244     ((start + len) % FLOATFORMAT_CHAR_BIT) - FLOATFORMAT_CHAR_BIT;
245   *(data + cur_byte) &=
246     ~(((1 << ((start + len) % FLOATFORMAT_CHAR_BIT)) - 1) << (-cur_bitshift));
247   *(data + cur_byte) |=
248     (stuff_to_put & ((1 << FLOATFORMAT_CHAR_BIT) - 1)) << (-cur_bitshift);
249   cur_bitshift += FLOATFORMAT_CHAR_BIT;
250   if (order == floatformat_little)
251     ++cur_byte;
252   else
253     --cur_byte;
254
255   /* Move towards the most significant part of the field.  */
256   while (cur_bitshift < len)
257     {
258       if (len - cur_bitshift < FLOATFORMAT_CHAR_BIT)
259         {
260           /* This is the last byte.  */
261           *(data + cur_byte) &=
262             ~((1 << (len - cur_bitshift)) - 1);
263           *(data + cur_byte) |= (stuff_to_put >> cur_bitshift);
264         }
265       else
266         *(data + cur_byte) = ((stuff_to_put >> cur_bitshift)
267                               & ((1 << FLOATFORMAT_CHAR_BIT) - 1));
268       cur_bitshift += FLOATFORMAT_CHAR_BIT;
269       if (order == floatformat_little)
270         ++cur_byte;
271       else
272         --cur_byte;
273     }
274 }
275
276 /* The converse: convert the double *FROM to an extended float
277    and store where TO points.  Neither FROM nor TO have any alignment
278    restrictions.  */
279
280 void
281 floatformat_from_double (fmt, from, to)
282      CONST struct floatformat *fmt;
283      double *from;
284      char *to;
285 {
286   double dfrom;
287   int exponent;
288   double mant;
289   unsigned int mant_bits, mant_off;
290   int mant_bits_left;
291   unsigned char *uto = (unsigned char *)to;
292
293   memcpy (&dfrom, from, sizeof (dfrom));
294   memset (uto, 0, fmt->totalsize / FLOATFORMAT_CHAR_BIT);
295   if (dfrom == 0)
296     return;                     /* Result is zero */
297   if (dfrom != dfrom)
298     {
299       /* From is NaN */
300       put_field (uto, fmt->byteorder, fmt->totalsize, fmt->exp_start,
301                  fmt->exp_len, fmt->exp_nan);
302       /* Be sure it's not infinity, but NaN value is irrel */
303       put_field (uto, fmt->byteorder, fmt->totalsize, fmt->man_start,
304                  32, 1);
305       return;
306     }
307
308   /* If negative, set the sign bit.  */
309   if (dfrom < 0)
310     {
311       put_field (uto, fmt->byteorder, fmt->totalsize, fmt->sign_start, 1, 1);
312       dfrom = -dfrom;
313     }
314
315   /* How to tell an infinity from an ordinary number?  FIXME-someday */
316
317   mant = frexp (dfrom, &exponent);
318   put_field (uto, fmt->byteorder, fmt->totalsize, fmt->exp_start, fmt->exp_len,
319              exponent + fmt->exp_bias - 1);
320
321   mant_bits_left = fmt->man_len;
322   mant_off = fmt->man_start;
323   while (mant_bits_left > 0)
324     {
325       unsigned long mant_long;
326       mant_bits = mant_bits_left < 32 ? mant_bits_left : 32;
327
328       mant *= 4294967296.0;
329       mant_long = (unsigned long)mant;
330       mant -= mant_long;
331
332       /* If the integer bit is implicit, then we need to discard it.
333          If we are discarding a zero, we should be (but are not) creating
334          a denormalized number which means adjusting the exponent
335          (I think).  */
336       if (mant_bits_left == fmt->man_len
337           && fmt->intbit == floatformat_intbit_no)
338         {
339           mant_long &= 0x7fffffff;
340           mant_bits -= 1;
341         }
342       else if (mant_bits < 32)
343         {
344           /* The bits we want are in the most significant MANT_BITS bits of
345              mant_long.  Move them to the least significant.  */
346           mant_long >>= 32 - mant_bits;
347         }
348
349       put_field (uto, fmt->byteorder, fmt->totalsize,
350                  mant_off, mant_bits, mant_long);
351       mant_off += mant_bits;
352       mant_bits_left -= mant_bits;
353     }
354 }
355
356
357 #ifdef IEEE_DEBUG
358
359 /* This is to be run on a host which uses IEEE floating point.  */
360
361 void
362 ieee_test (n)
363      double n;
364 {
365   double result;
366   char exten[16];
367
368   floatformat_to_double (&floatformat_ieee_double_big, &n, &result);
369   if (n != result)
370     printf ("Differ(to): %.20g -> %.20g\n", n, result);
371   floatformat_from_double (&floatformat_ieee_double_big, &n, &result);
372   if (n != result)
373     printf ("Differ(from): %.20g -> %.20g\n", n, result);
374
375   floatformat_from_double (&floatformat_m68881_ext, &n, exten);
376   floatformat_to_double (&floatformat_m68881_ext, exten, &result);
377   if (n != result)
378     printf ("Differ(to+from): %.20g -> %.20g\n", n, result);
379
380 #if IEEE_DEBUG > 1
381   /* This is to be run on a host which uses 68881 format.  */
382   {
383     long double ex = *(long double *)exten;
384     if (ex != n)
385       printf ("Differ(from vs. extended): %.20g\n", n);
386   }
387 #endif
388 }
389
390 int
391 main ()
392 {
393   ieee_test (0.5);
394   ieee_test (256.0);
395   ieee_test (0.12345);
396   ieee_test (234235.78907234);
397   ieee_test (-512.0);
398   ieee_test (-0.004321);
399   return 0;
400 }
401 #endif