OSDN Git Service

Daily bump.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / urealp.adb
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                         GNAT COMPILER COMPONENTS                         --
4 --                                                                          --
5 --                               U R E A L P                                --
6 --                                                                          --
7 --                                 B o d y                                  --
8 --                                                                          --
9 --          Copyright (C) 1992-2008, Free Software Foundation, Inc.         --
10 --                                                                          --
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20 -- Boston, MA 02110-1301, USA.                                              --
21 --                                                                          --
22 -- As a special exception,  if other files  instantiate  generics from this --
23 -- unit, or you link  this unit with other files  to produce an executable, --
24 -- this  unit  does not  by itself cause  the resulting  executable  to  be --
25 -- covered  by the  GNU  General  Public  License.  This exception does not --
26 -- however invalidate  any other reasons why  the executable file  might be --
27 -- covered by the  GNU Public License.                                      --
28 --                                                                          --
29 -- GNAT was originally developed  by the GNAT team at  New York University. --
30 -- Extensive contributions were provided by Ada Core Technologies Inc.      --
31 --                                                                          --
32 ------------------------------------------------------------------------------
33
34 with Alloc;
35 with Output;  use Output;
36 with Table;
37 with Tree_IO; use Tree_IO;
38
39 package body Urealp is
40
41    Ureal_First_Entry : constant Ureal := Ureal'Succ (No_Ureal);
42    --  First subscript allocated in Ureal table (note that we can't just
43    --  add 1 to No_Ureal, since "+" means something different for Ureals!
44
45    type Ureal_Entry is record
46       Num  : Uint;
47       --  Numerator (always non-negative)
48
49       Den  : Uint;
50       --  Denominator (always non-zero, always positive if base is zero)
51
52       Rbase : Nat;
53       --  Base value. If Rbase is zero, then the value is simply Num / Den.
54       --  If Rbase is non-zero, then the value is Num / (Rbase ** Den)
55
56       Negative : Boolean;
57       --  Flag set if value is negative
58    end record;
59
60    --  The following representation clause ensures that the above record
61    --  has no holes. We do this so that when instances of this record are
62    --  written by Tree_Gen, we do not write uninitialized values to the file.
63
64    for Ureal_Entry use record
65       Num      at  0 range 0 .. 31;
66       Den      at  4 range 0 .. 31;
67       Rbase    at  8 range 0 .. 31;
68       Negative at 12 range 0 .. 31;
69    end record;
70
71    for Ureal_Entry'Size use 16 * 8;
72    --  This ensures that we did not leave out any fields
73
74    package Ureals is new Table.Table (
75      Table_Component_Type => Ureal_Entry,
76      Table_Index_Type     => Ureal'Base,
77      Table_Low_Bound      => Ureal_First_Entry,
78      Table_Initial        => Alloc.Ureals_Initial,
79      Table_Increment      => Alloc.Ureals_Increment,
80      Table_Name           => "Ureals");
81
82    --  The following universal reals are the values returned by the constant
83    --  functions. They are initialized by the initialization procedure.
84
85    UR_0          : Ureal;
86    UR_M_0        : Ureal;
87    UR_Tenth      : Ureal;
88    UR_Half       : Ureal;
89    UR_1          : Ureal;
90    UR_2          : Ureal;
91    UR_10         : Ureal;
92    UR_10_36      : Ureal;
93    UR_M_10_36    : Ureal;
94    UR_100        : Ureal;
95    UR_2_128      : Ureal;
96    UR_2_80       : Ureal;
97    UR_2_M_128    : Ureal;
98    UR_2_M_80     : Ureal;
99
100    Num_Ureal_Constants : constant := 10;
101    --  This is used for an assertion check in Tree_Read and Tree_Write to
102    --  help remember to add values to these routines when we add to the list.
103
104    Normalized_Real : Ureal := No_Ureal;
105    --  Used to memoize Norm_Num and Norm_Den, if either of these functions
106    --  is called, this value is set and Normalized_Entry contains the result
107    --  of the normalization. On subsequent calls, this is used to avoid the
108    --  call to Normalize if it has already been made.
109
110    Normalized_Entry : Ureal_Entry;
111    --  Entry built by most recent call to Normalize
112
113    -----------------------
114    -- Local Subprograms --
115    -----------------------
116
117    function Decimal_Exponent_Hi (V : Ureal) return Int;
118    --  Returns an estimate of the exponent of Val represented as a normalized
119    --  decimal number (non-zero digit before decimal point), The estimate is
120    --  either correct, or high, but never low. The accuracy of the estimate
121    --  affects only the efficiency of the comparison routines.
122
123    function Decimal_Exponent_Lo (V : Ureal) return Int;
124    --  Returns an estimate of the exponent of Val represented as a normalized
125    --  decimal number (non-zero digit before decimal point), The estimate is
126    --  either correct, or low, but never high. The accuracy of the estimate
127    --  affects only the efficiency of the comparison routines.
128
129    function Equivalent_Decimal_Exponent (U : Ureal_Entry) return Int;
130    --  U is a Ureal entry for which the base value is non-zero, the value
131    --  returned is the equivalent decimal exponent value, i.e. the value of
132    --  Den, adjusted as though the base were base 10. The value is rounded
133    --  to the nearest integer, and so can be one off.
134
135    function Is_Integer (Num, Den : Uint) return Boolean;
136    --  Return true if the real quotient of Num / Den is an integer value
137
138    function Normalize (Val : Ureal_Entry) return Ureal_Entry;
139    --  Normalizes the Ureal_Entry by reducing it to lowest terms (with a
140    --  base value of 0).
141
142    function Same (U1, U2 : Ureal) return Boolean;
143    pragma Inline (Same);
144    --  Determines if U1 and U2 are the same Ureal. Note that we cannot use
145    --  the equals operator for this test, since that tests for equality,
146    --  not identity.
147
148    function Store_Ureal (Val : Ureal_Entry) return Ureal;
149    --  This store a new entry in the universal reals table and return
150    --  its index in the table.
151
152    -------------------------
153    -- Decimal_Exponent_Hi --
154    -------------------------
155
156    function Decimal_Exponent_Hi (V : Ureal) return Int is
157       Val : constant Ureal_Entry := Ureals.Table (V);
158
159    begin
160       --  Zero always returns zero
161
162       if UR_Is_Zero (V) then
163          return 0;
164
165       --  For numbers in rational form, get the maximum number of digits in the
166       --  numerator and the minimum number of digits in the denominator, and
167       --  subtract. For example:
168
169       --     1000 / 99 = 1.010E+1
170       --     9999 / 10 = 9.999E+2
171
172       --  This estimate may of course be high, but that is acceptable
173
174       elsif Val.Rbase = 0 then
175          return UI_Decimal_Digits_Hi (Val.Num) -
176                 UI_Decimal_Digits_Lo (Val.Den);
177
178       --  For based numbers, just subtract the decimal exponent from the
179       --  high estimate of the number of digits in the numerator and add
180       --  one to accommodate possible round off errors for non-decimal
181       --  bases. For example:
182
183       --     1_500_000 / 10**4 = 1.50E-2
184
185       else -- Val.Rbase /= 0
186          return UI_Decimal_Digits_Hi (Val.Num) -
187                 Equivalent_Decimal_Exponent (Val) + 1;
188       end if;
189    end Decimal_Exponent_Hi;
190
191    -------------------------
192    -- Decimal_Exponent_Lo --
193    -------------------------
194
195    function Decimal_Exponent_Lo (V : Ureal) return Int is
196       Val : constant Ureal_Entry := Ureals.Table (V);
197
198    begin
199       --  Zero always returns zero
200
201       if UR_Is_Zero (V) then
202          return 0;
203
204       --  For numbers in rational form, get min digits in numerator, max digits
205       --  in denominator, and subtract and subtract one more for possible loss
206       --  during the division. For example:
207
208       --     1000 / 99 = 1.010E+1
209       --     9999 / 10 = 9.999E+2
210
211       --  This estimate may of course be low, but that is acceptable
212
213       elsif Val.Rbase = 0 then
214          return UI_Decimal_Digits_Lo (Val.Num) -
215                 UI_Decimal_Digits_Hi (Val.Den) - 1;
216
217       --  For based numbers, just subtract the decimal exponent from the
218       --  low estimate of the number of digits in the numerator and subtract
219       --  one to accommodate possible round off errors for non-decimal
220       --  bases. For example:
221
222       --     1_500_000 / 10**4 = 1.50E-2
223
224       else -- Val.Rbase /= 0
225          return UI_Decimal_Digits_Lo (Val.Num) -
226                 Equivalent_Decimal_Exponent (Val) - 1;
227       end if;
228    end Decimal_Exponent_Lo;
229
230    -----------------
231    -- Denominator --
232    -----------------
233
234    function Denominator (Real : Ureal) return Uint is
235    begin
236       return Ureals.Table (Real).Den;
237    end Denominator;
238
239    ---------------------------------
240    -- Equivalent_Decimal_Exponent --
241    ---------------------------------
242
243    function Equivalent_Decimal_Exponent (U : Ureal_Entry) return Int is
244
245       --  The following table is a table of logs to the base 10
246
247       Logs : constant array (Nat range 1 .. 16) of Long_Float := (
248                 1 => 0.000000000000000,
249                 2 => 0.301029995663981,
250                 3 => 0.477121254719662,
251                 4 => 0.602059991327962,
252                 5 => 0.698970004336019,
253                 6 => 0.778151250383644,
254                 7 => 0.845098040014257,
255                 8 => 0.903089986991944,
256                 9 => 0.954242509439325,
257                10 => 1.000000000000000,
258                11 => 1.041392685158230,
259                12 => 1.079181246047620,
260                13 => 1.113943352306840,
261                14 => 1.146128035678240,
262                15 => 1.176091259055680,
263                16 => 1.204119982655920);
264
265    begin
266       pragma Assert (U.Rbase /= 0);
267       return Int (Long_Float (UI_To_Int (U.Den)) * Logs (U.Rbase));
268    end Equivalent_Decimal_Exponent;
269
270    ----------------
271    -- Initialize --
272    ----------------
273
274    procedure Initialize is
275    begin
276       Ureals.Init;
277       UR_0       := UR_From_Components (Uint_0, Uint_1,         0, False);
278       UR_M_0     := UR_From_Components (Uint_0, Uint_1,         0, True);
279       UR_Half    := UR_From_Components (Uint_1, Uint_1,         2, False);
280       UR_Tenth   := UR_From_Components (Uint_1, Uint_1,        10, False);
281       UR_1       := UR_From_Components (Uint_1, Uint_1,         0, False);
282       UR_2       := UR_From_Components (Uint_1, Uint_Minus_1,   2, False);
283       UR_10      := UR_From_Components (Uint_1, Uint_Minus_1,  10, False);
284       UR_10_36   := UR_From_Components (Uint_1, Uint_Minus_36, 10, False);
285       UR_M_10_36 := UR_From_Components (Uint_1, Uint_Minus_36, 10, True);
286       UR_100     := UR_From_Components (Uint_1, Uint_Minus_2,  10, False);
287       UR_2_128   := UR_From_Components (Uint_1, Uint_Minus_128, 2, False);
288       UR_2_M_128 := UR_From_Components (Uint_1, Uint_128,       2, False);
289       UR_2_80    := UR_From_Components (Uint_1, Uint_Minus_80,  2, False);
290       UR_2_M_80  := UR_From_Components (Uint_1, Uint_80,        2, False);
291    end Initialize;
292
293    ----------------
294    -- Is_Integer --
295    ----------------
296
297    function Is_Integer (Num, Den : Uint) return Boolean is
298    begin
299       return (Num / Den) * Den = Num;
300    end Is_Integer;
301
302    ----------
303    -- Mark --
304    ----------
305
306    function Mark return Save_Mark is
307    begin
308       return Save_Mark (Ureals.Last);
309    end Mark;
310
311    --------------
312    -- Norm_Den --
313    --------------
314
315    function Norm_Den (Real : Ureal) return Uint is
316    begin
317       if not Same (Real, Normalized_Real) then
318          Normalized_Real  := Real;
319          Normalized_Entry := Normalize (Ureals.Table (Real));
320       end if;
321
322       return Normalized_Entry.Den;
323    end Norm_Den;
324
325    --------------
326    -- Norm_Num --
327    --------------
328
329    function Norm_Num (Real : Ureal) return Uint is
330    begin
331       if not Same (Real, Normalized_Real) then
332          Normalized_Real  := Real;
333          Normalized_Entry := Normalize (Ureals.Table (Real));
334       end if;
335
336       return Normalized_Entry.Num;
337    end Norm_Num;
338
339    ---------------
340    -- Normalize --
341    ---------------
342
343    function Normalize (Val : Ureal_Entry) return Ureal_Entry is
344       J   : Uint;
345       K   : Uint;
346       Tmp : Uint;
347       Num : Uint;
348       Den : Uint;
349       M   : constant Uintp.Save_Mark := Uintp.Mark;
350
351    begin
352       --  Start by setting J to the greatest of the absolute values of the
353       --  numerator and the denominator (taking into account the base value),
354       --  and K to the lesser of the two absolute values. The gcd of Num and
355       --  Den is the gcd of J and K.
356
357       if Val.Rbase = 0 then
358          J := Val.Num;
359          K := Val.Den;
360
361       elsif Val.Den < 0 then
362          J := Val.Num * Val.Rbase ** (-Val.Den);
363          K := Uint_1;
364
365       else
366          J := Val.Num;
367          K := Val.Rbase ** Val.Den;
368       end if;
369
370       Num := J;
371       Den := K;
372
373       if K > J then
374          Tmp := J;
375          J := K;
376          K := Tmp;
377       end if;
378
379       J := UI_GCD (J, K);
380       Num := Num / J;
381       Den := Den / J;
382       Uintp.Release_And_Save (M, Num, Den);
383
384       --  Divide numerator and denominator by gcd and return result
385
386       return (Num      => Num,
387               Den      => Den,
388               Rbase    => 0,
389               Negative => Val.Negative);
390    end Normalize;
391
392    ---------------
393    -- Numerator --
394    ---------------
395
396    function Numerator (Real : Ureal) return Uint is
397    begin
398       return Ureals.Table (Real).Num;
399    end Numerator;
400
401    --------
402    -- pr --
403    --------
404
405    procedure pr (Real : Ureal) is
406    begin
407       UR_Write (Real);
408       Write_Eol;
409    end pr;
410
411    -----------
412    -- Rbase --
413    -----------
414
415    function Rbase (Real : Ureal) return Nat is
416    begin
417       return Ureals.Table (Real).Rbase;
418    end Rbase;
419
420    -------------
421    -- Release --
422    -------------
423
424    procedure Release (M : Save_Mark) is
425    begin
426       Ureals.Set_Last (Ureal (M));
427    end Release;
428
429    ----------
430    -- Same --
431    ----------
432
433    function Same (U1, U2 : Ureal) return Boolean is
434    begin
435       return Int (U1) = Int (U2);
436    end Same;
437
438    -----------------
439    -- Store_Ureal --
440    -----------------
441
442    function Store_Ureal (Val : Ureal_Entry) return Ureal is
443    begin
444       Ureals.Append (Val);
445
446       --  Normalize representation of signed values
447
448       if Val.Num < 0 then
449          Ureals.Table (Ureals.Last).Negative := True;
450          Ureals.Table (Ureals.Last).Num := -Val.Num;
451       end if;
452
453       return Ureals.Last;
454    end Store_Ureal;
455
456    ---------------
457    -- Tree_Read --
458    ---------------
459
460    procedure Tree_Read is
461    begin
462       pragma Assert (Num_Ureal_Constants = 10);
463
464       Ureals.Tree_Read;
465       Tree_Read_Int (Int (UR_0));
466       Tree_Read_Int (Int (UR_M_0));
467       Tree_Read_Int (Int (UR_Tenth));
468       Tree_Read_Int (Int (UR_Half));
469       Tree_Read_Int (Int (UR_1));
470       Tree_Read_Int (Int (UR_2));
471       Tree_Read_Int (Int (UR_10));
472       Tree_Read_Int (Int (UR_100));
473       Tree_Read_Int (Int (UR_2_128));
474       Tree_Read_Int (Int (UR_2_M_128));
475
476       --  Clear the normalization cache
477
478       Normalized_Real := No_Ureal;
479    end Tree_Read;
480
481    ----------------
482    -- Tree_Write --
483    ----------------
484
485    procedure Tree_Write is
486    begin
487       pragma Assert (Num_Ureal_Constants = 10);
488
489       Ureals.Tree_Write;
490       Tree_Write_Int (Int (UR_0));
491       Tree_Write_Int (Int (UR_M_0));
492       Tree_Write_Int (Int (UR_Tenth));
493       Tree_Write_Int (Int (UR_Half));
494       Tree_Write_Int (Int (UR_1));
495       Tree_Write_Int (Int (UR_2));
496       Tree_Write_Int (Int (UR_10));
497       Tree_Write_Int (Int (UR_100));
498       Tree_Write_Int (Int (UR_2_128));
499       Tree_Write_Int (Int (UR_2_M_128));
500    end Tree_Write;
501
502    ------------
503    -- UR_Abs --
504    ------------
505
506    function UR_Abs (Real : Ureal) return Ureal is
507       Val : constant Ureal_Entry := Ureals.Table (Real);
508
509    begin
510       return Store_Ureal (
511                (Num      => Val.Num,
512                 Den      => Val.Den,
513                 Rbase    => Val.Rbase,
514                 Negative => False));
515    end UR_Abs;
516
517    ------------
518    -- UR_Add --
519    ------------
520
521    function UR_Add (Left : Uint; Right : Ureal) return Ureal is
522    begin
523       return UR_From_Uint (Left) + Right;
524    end UR_Add;
525
526    function UR_Add (Left : Ureal; Right : Uint) return Ureal is
527    begin
528       return Left + UR_From_Uint (Right);
529    end UR_Add;
530
531    function UR_Add (Left : Ureal; Right : Ureal) return Ureal is
532       Lval : Ureal_Entry := Ureals.Table (Left);
533       Rval : Ureal_Entry := Ureals.Table (Right);
534
535       Num  : Uint;
536
537    begin
538       --  Note, in the temporary Ureal_Entry values used in this procedure,
539       --  we store the sign as the sign of the numerator (i.e. xxx.Num may
540       --  be negative, even though in stored entries this can never be so)
541
542       if Lval.Rbase /= 0 and then Lval.Rbase = Rval.Rbase then
543
544          declare
545             Opd_Min, Opd_Max   : Ureal_Entry;
546             Exp_Min, Exp_Max   : Uint;
547
548          begin
549             if Lval.Negative then
550                Lval.Num := (-Lval.Num);
551             end if;
552
553             if Rval.Negative then
554                Rval.Num := (-Rval.Num);
555             end if;
556
557             if Lval.Den < Rval.Den then
558                Exp_Min := Lval.Den;
559                Exp_Max := Rval.Den;
560                Opd_Min := Lval;
561                Opd_Max := Rval;
562             else
563                Exp_Min := Rval.Den;
564                Exp_Max := Lval.Den;
565                Opd_Min := Rval;
566                Opd_Max := Lval;
567             end if;
568
569             Num :=
570               Opd_Min.Num * Lval.Rbase ** (Exp_Max - Exp_Min) + Opd_Max.Num;
571
572             if Num = 0 then
573                return Store_Ureal (
574                         (Num      => Uint_0,
575                          Den      => Uint_1,
576                          Rbase    => 0,
577                          Negative => Lval.Negative));
578
579             else
580                return Store_Ureal (
581                         (Num      => abs Num,
582                          Den      => Exp_Max,
583                          Rbase    => Lval.Rbase,
584                          Negative => (Num < 0)));
585             end if;
586          end;
587
588       else
589          declare
590             Ln : Ureal_Entry := Normalize (Lval);
591             Rn : Ureal_Entry := Normalize (Rval);
592
593          begin
594             if Ln.Negative then
595                Ln.Num := (-Ln.Num);
596             end if;
597
598             if Rn.Negative then
599                Rn.Num := (-Rn.Num);
600             end if;
601
602             Num := (Ln.Num * Rn.Den) + (Rn.Num * Ln.Den);
603
604             if Num = 0 then
605                return Store_Ureal (
606                         (Num      => Uint_0,
607                          Den      => Uint_1,
608                          Rbase    => 0,
609                          Negative => Lval.Negative));
610
611             else
612                return Store_Ureal (
613                         Normalize (
614                           (Num      => abs Num,
615                            Den      => Ln.Den * Rn.Den,
616                            Rbase    => 0,
617                            Negative => (Num < 0))));
618             end if;
619          end;
620       end if;
621    end UR_Add;
622
623    ----------------
624    -- UR_Ceiling --
625    ----------------
626
627    function UR_Ceiling (Real : Ureal) return Uint is
628       Val : constant Ureal_Entry := Normalize (Ureals.Table (Real));
629
630    begin
631       if Val.Negative then
632          return UI_Negate (Val.Num / Val.Den);
633       else
634          return (Val.Num + Val.Den - 1) / Val.Den;
635       end if;
636    end UR_Ceiling;
637
638    ------------
639    -- UR_Div --
640    ------------
641
642    function UR_Div (Left : Uint; Right : Ureal) return Ureal is
643    begin
644       return UR_From_Uint (Left) / Right;
645    end UR_Div;
646
647    function UR_Div (Left : Ureal; Right : Uint) return Ureal is
648    begin
649       return Left / UR_From_Uint (Right);
650    end UR_Div;
651
652    function UR_Div (Left, Right : Ureal) return Ureal is
653       Lval : constant Ureal_Entry := Ureals.Table (Left);
654       Rval : constant Ureal_Entry := Ureals.Table (Right);
655       Rneg : constant Boolean     := Rval.Negative xor Lval.Negative;
656
657    begin
658       pragma Assert (Rval.Num /= Uint_0);
659
660       if Lval.Rbase = 0 then
661
662          if Rval.Rbase = 0 then
663             return Store_Ureal (
664                      Normalize (
665                        (Num      => Lval.Num * Rval.Den,
666                         Den      => Lval.Den * Rval.Num,
667                         Rbase    => 0,
668                         Negative => Rneg)));
669
670          elsif Is_Integer (Lval.Num, Rval.Num * Lval.Den) then
671             return Store_Ureal (
672                      (Num      => Lval.Num / (Rval.Num * Lval.Den),
673                       Den      => (-Rval.Den),
674                       Rbase    => Rval.Rbase,
675                       Negative => Rneg));
676
677          elsif Rval.Den < 0 then
678             return Store_Ureal (
679                      Normalize (
680                        (Num      => Lval.Num,
681                         Den      => Rval.Rbase ** (-Rval.Den) *
682                                     Rval.Num *
683                                     Lval.Den,
684                         Rbase    => 0,
685                         Negative => Rneg)));
686
687          else
688             return Store_Ureal (
689                      Normalize (
690                        (Num      => Lval.Num * Rval.Rbase ** Rval.Den,
691                         Den      => Rval.Num * Lval.Den,
692                         Rbase    => 0,
693                         Negative => Rneg)));
694          end if;
695
696       elsif Is_Integer (Lval.Num, Rval.Num) then
697
698          if Rval.Rbase = Lval.Rbase then
699             return Store_Ureal (
700                      (Num      => Lval.Num / Rval.Num,
701                       Den      => Lval.Den - Rval.Den,
702                       Rbase    => Lval.Rbase,
703                       Negative => Rneg));
704
705          elsif Rval.Rbase = 0 then
706             return Store_Ureal (
707                      (Num      => (Lval.Num / Rval.Num) * Rval.Den,
708                       Den      => Lval.Den,
709                       Rbase    => Lval.Rbase,
710                       Negative => Rneg));
711
712          elsif Rval.Den < 0 then
713             declare
714                Num, Den : Uint;
715
716             begin
717                if Lval.Den < 0 then
718                   Num := (Lval.Num / Rval.Num) * (Lval.Rbase ** (-Lval.Den));
719                   Den := Rval.Rbase ** (-Rval.Den);
720                else
721                   Num := Lval.Num / Rval.Num;
722                   Den := (Lval.Rbase ** Lval.Den) *
723                          (Rval.Rbase ** (-Rval.Den));
724                end if;
725
726                return Store_Ureal (
727                         (Num      => Num,
728                          Den      => Den,
729                          Rbase    => 0,
730                          Negative => Rneg));
731             end;
732
733          else
734             return Store_Ureal (
735                      (Num      => (Lval.Num / Rval.Num) *
736                                   (Rval.Rbase ** Rval.Den),
737                       Den      => Lval.Den,
738                       Rbase    => Lval.Rbase,
739                       Negative => Rneg));
740          end if;
741
742       else
743          declare
744             Num, Den : Uint;
745
746          begin
747             if Lval.Den < 0 then
748                Num := Lval.Num * (Lval.Rbase ** (-Lval.Den));
749                Den := Rval.Num;
750
751             else
752                Num := Lval.Num;
753                Den := Rval.Num * (Lval.Rbase ** Lval.Den);
754             end if;
755
756             if Rval.Rbase /= 0 then
757                if Rval.Den < 0 then
758                   Den := Den * (Rval.Rbase ** (-Rval.Den));
759                else
760                   Num := Num * (Rval.Rbase ** Rval.Den);
761                end if;
762
763             else
764                Num := Num * Rval.Den;
765             end if;
766
767             return Store_Ureal (
768                      Normalize (
769                        (Num      => Num,
770                         Den      => Den,
771                         Rbase    => 0,
772                         Negative => Rneg)));
773          end;
774       end if;
775    end UR_Div;
776
777    -----------
778    -- UR_Eq --
779    -----------
780
781    function UR_Eq (Left, Right : Ureal) return Boolean is
782    begin
783       return not UR_Ne (Left, Right);
784    end UR_Eq;
785
786    ---------------------
787    -- UR_Exponentiate --
788    ---------------------
789
790    function UR_Exponentiate (Real : Ureal; N : Uint) return Ureal is
791       X    : constant Uint := abs N;
792       Bas  : Ureal;
793       Val  : Ureal_Entry;
794       Neg  : Boolean;
795       IBas : Uint;
796
797    begin
798       --  If base is negative, then the resulting sign depends on whether
799       --  the exponent is even or odd (even => positive, odd = negative)
800
801       if UR_Is_Negative (Real) then
802          Neg := (N mod 2) /= 0;
803          Bas := UR_Negate (Real);
804       else
805          Neg := False;
806          Bas := Real;
807       end if;
808
809       Val := Ureals.Table (Bas);
810
811       --  If the base is a small integer, then we can return the result in
812       --  exponential form, which can save a lot of time for junk exponents.
813
814       IBas := UR_Trunc (Bas);
815
816       if IBas <= 16
817         and then UR_From_Uint (IBas) = Bas
818       then
819          return Store_Ureal (
820                  (Num      => Uint_1,
821                   Den      => -N,
822                   Rbase    => UI_To_Int (UR_Trunc (Bas)),
823                   Negative => Neg));
824
825       --  If the exponent is negative then we raise the numerator and the
826       --  denominator (after normalization) to the absolute value of the
827       --  exponent and we return the reciprocal. An assert error will happen
828       --  if the numerator is zero.
829
830       elsif N < 0 then
831          pragma Assert (Val.Num /= 0);
832          Val := Normalize (Val);
833
834          return Store_Ureal (
835                  (Num      => Val.Den ** X,
836                   Den      => Val.Num ** X,
837                   Rbase    => 0,
838                   Negative => Neg));
839
840       --  If positive, we distinguish the case when the base is not zero, in
841       --  which case the new denominator is just the product of the old one
842       --  with the exponent,
843
844       else
845          if Val.Rbase /= 0 then
846
847             return Store_Ureal (
848                     (Num      => Val.Num ** X,
849                      Den      => Val.Den * X,
850                      Rbase    => Val.Rbase,
851                      Negative => Neg));
852
853          --  And when the base is zero, in which case we exponentiate
854          --  the old denominator.
855
856          else
857             return Store_Ureal (
858                     (Num      => Val.Num ** X,
859                      Den      => Val.Den ** X,
860                      Rbase    => 0,
861                      Negative => Neg));
862          end if;
863       end if;
864    end UR_Exponentiate;
865
866    --------------
867    -- UR_Floor --
868    --------------
869
870    function UR_Floor (Real : Ureal) return Uint is
871       Val : constant Ureal_Entry := Normalize (Ureals.Table (Real));
872
873    begin
874       if Val.Negative then
875          return UI_Negate ((Val.Num + Val.Den - 1) / Val.Den);
876       else
877          return Val.Num / Val.Den;
878       end if;
879    end UR_Floor;
880
881    ------------------------
882    -- UR_From_Components --
883    ------------------------
884
885    function UR_From_Components
886      (Num      : Uint;
887       Den      : Uint;
888       Rbase    : Nat := 0;
889       Negative : Boolean := False)
890       return     Ureal
891    is
892    begin
893       return Store_Ureal (
894                (Num      => Num,
895                 Den      => Den,
896                 Rbase    => Rbase,
897                 Negative => Negative));
898    end UR_From_Components;
899
900    ------------------
901    -- UR_From_Uint --
902    ------------------
903
904    function UR_From_Uint (UI : Uint) return Ureal is
905    begin
906       return UR_From_Components
907         (abs UI, Uint_1, Negative => (UI < 0));
908    end UR_From_Uint;
909
910    -----------
911    -- UR_Ge --
912    -----------
913
914    function UR_Ge (Left, Right : Ureal) return Boolean is
915    begin
916       return not (Left < Right);
917    end UR_Ge;
918
919    -----------
920    -- UR_Gt --
921    -----------
922
923    function UR_Gt (Left, Right : Ureal) return Boolean is
924    begin
925       return (Right < Left);
926    end UR_Gt;
927
928    --------------------
929    -- UR_Is_Negative --
930    --------------------
931
932    function UR_Is_Negative (Real : Ureal) return Boolean is
933    begin
934       return Ureals.Table (Real).Negative;
935    end UR_Is_Negative;
936
937    --------------------
938    -- UR_Is_Positive --
939    --------------------
940
941    function UR_Is_Positive (Real : Ureal) return Boolean is
942    begin
943       return not Ureals.Table (Real).Negative
944         and then Ureals.Table (Real).Num /= 0;
945    end UR_Is_Positive;
946
947    ----------------
948    -- UR_Is_Zero --
949    ----------------
950
951    function UR_Is_Zero (Real : Ureal) return Boolean is
952    begin
953       return Ureals.Table (Real).Num = 0;
954    end UR_Is_Zero;
955
956    -----------
957    -- UR_Le --
958    -----------
959
960    function UR_Le (Left, Right : Ureal) return Boolean is
961    begin
962       return not (Right < Left);
963    end UR_Le;
964
965    -----------
966    -- UR_Lt --
967    -----------
968
969    function UR_Lt (Left, Right : Ureal) return Boolean is
970    begin
971       --  An operand is not less than itself
972
973       if Same (Left, Right) then
974          return False;
975
976       --  Deal with zero cases
977
978       elsif UR_Is_Zero (Left) then
979          return UR_Is_Positive (Right);
980
981       elsif UR_Is_Zero (Right) then
982          return Ureals.Table (Left).Negative;
983
984       --  Different signs are decisive (note we dealt with zero cases)
985
986       elsif Ureals.Table (Left).Negative
987         and then not Ureals.Table (Right).Negative
988       then
989          return True;
990
991       elsif not Ureals.Table (Left).Negative
992         and then Ureals.Table (Right).Negative
993       then
994          return False;
995
996       --  Signs are same, do rapid check based on worst case estimates of
997       --  decimal exponent, which will often be decisive. Precise test
998       --  depends on whether operands are positive or negative.
999
1000       elsif Decimal_Exponent_Hi (Left) < Decimal_Exponent_Lo (Right) then
1001          return UR_Is_Positive (Left);
1002
1003       elsif Decimal_Exponent_Lo (Left) > Decimal_Exponent_Hi (Right) then
1004          return UR_Is_Negative (Left);
1005
1006       --  If we fall through, full gruesome test is required. This happens
1007       --  if the numbers are close together, or in some weird (/=10) base.
1008
1009       else
1010          declare
1011             Imrk   : constant Uintp.Save_Mark  := Mark;
1012             Rmrk   : constant Urealp.Save_Mark := Mark;
1013             Lval   : Ureal_Entry;
1014             Rval   : Ureal_Entry;
1015             Result : Boolean;
1016
1017          begin
1018             Lval := Ureals.Table (Left);
1019             Rval := Ureals.Table (Right);
1020
1021             --  An optimization. If both numbers are based, then subtract
1022             --  common value of base to avoid unnecessarily giant numbers
1023
1024             if Lval.Rbase = Rval.Rbase and then Lval.Rbase /= 0 then
1025                if Lval.Den < Rval.Den then
1026                   Rval.Den := Rval.Den - Lval.Den;
1027                   Lval.Den := Uint_0;
1028                else
1029                   Lval.Den := Lval.Den - Rval.Den;
1030                   Rval.Den := Uint_0;
1031                end if;
1032             end if;
1033
1034             Lval := Normalize (Lval);
1035             Rval := Normalize (Rval);
1036
1037             if Lval.Negative then
1038                Result := (Lval.Num * Rval.Den) > (Rval.Num * Lval.Den);
1039             else
1040                Result := (Lval.Num * Rval.Den) < (Rval.Num * Lval.Den);
1041             end if;
1042
1043             Release (Imrk);
1044             Release (Rmrk);
1045             return Result;
1046          end;
1047       end if;
1048    end UR_Lt;
1049
1050    ------------
1051    -- UR_Max --
1052    ------------
1053
1054    function UR_Max (Left, Right : Ureal) return Ureal is
1055    begin
1056       if Left >= Right then
1057          return Left;
1058       else
1059          return Right;
1060       end if;
1061    end UR_Max;
1062
1063    ------------
1064    -- UR_Min --
1065    ------------
1066
1067    function UR_Min (Left, Right : Ureal) return Ureal is
1068    begin
1069       if Left <= Right then
1070          return Left;
1071       else
1072          return Right;
1073       end if;
1074    end UR_Min;
1075
1076    ------------
1077    -- UR_Mul --
1078    ------------
1079
1080    function UR_Mul (Left : Uint; Right : Ureal) return Ureal is
1081    begin
1082       return UR_From_Uint (Left) * Right;
1083    end UR_Mul;
1084
1085    function UR_Mul (Left : Ureal; Right : Uint) return Ureal is
1086    begin
1087       return Left * UR_From_Uint (Right);
1088    end UR_Mul;
1089
1090    function UR_Mul (Left, Right : Ureal) return Ureal is
1091       Lval : constant Ureal_Entry := Ureals.Table (Left);
1092       Rval : constant Ureal_Entry := Ureals.Table (Right);
1093       Num  : Uint                 := Lval.Num * Rval.Num;
1094       Den  : Uint;
1095       Rneg : constant Boolean     := Lval.Negative xor Rval.Negative;
1096
1097    begin
1098       if Lval.Rbase = 0 then
1099          if Rval.Rbase = 0 then
1100             return Store_Ureal (
1101                      Normalize (
1102                         (Num      => Num,
1103                          Den      => Lval.Den * Rval.Den,
1104                          Rbase    => 0,
1105                          Negative => Rneg)));
1106
1107          elsif Is_Integer (Num, Lval.Den) then
1108             return Store_Ureal (
1109                      (Num      => Num / Lval.Den,
1110                       Den      => Rval.Den,
1111                       Rbase    => Rval.Rbase,
1112                       Negative => Rneg));
1113
1114          elsif Rval.Den < 0 then
1115             return Store_Ureal (
1116                      Normalize (
1117                        (Num      => Num * (Rval.Rbase ** (-Rval.Den)),
1118                         Den      => Lval.Den,
1119                         Rbase    => 0,
1120                         Negative => Rneg)));
1121
1122          else
1123             return Store_Ureal (
1124                      Normalize (
1125                        (Num      => Num,
1126                         Den      => Lval.Den * (Rval.Rbase ** Rval.Den),
1127                         Rbase    => 0,
1128                         Negative => Rneg)));
1129          end if;
1130
1131       elsif Lval.Rbase = Rval.Rbase then
1132          return Store_Ureal (
1133                   (Num      => Num,
1134                    Den      => Lval.Den + Rval.Den,
1135                    Rbase    => Lval.Rbase,
1136                    Negative => Rneg));
1137
1138       elsif Rval.Rbase = 0 then
1139          if Is_Integer (Num, Rval.Den) then
1140             return Store_Ureal (
1141                      (Num      => Num / Rval.Den,
1142                       Den      => Lval.Den,
1143                       Rbase    => Lval.Rbase,
1144                       Negative => Rneg));
1145
1146          elsif Lval.Den < 0 then
1147             return Store_Ureal (
1148                      Normalize (
1149                        (Num      => Num * (Lval.Rbase ** (-Lval.Den)),
1150                         Den      => Rval.Den,
1151                         Rbase    => 0,
1152                         Negative => Rneg)));
1153
1154          else
1155             return Store_Ureal (
1156                      Normalize (
1157                        (Num      => Num,
1158                         Den      => Rval.Den * (Lval.Rbase ** Lval.Den),
1159                         Rbase    => 0,
1160                         Negative => Rneg)));
1161          end if;
1162
1163       else
1164          Den := Uint_1;
1165
1166          if Lval.Den < 0 then
1167             Num := Num * (Lval.Rbase ** (-Lval.Den));
1168          else
1169             Den := Den * (Lval.Rbase ** Lval.Den);
1170          end if;
1171
1172          if Rval.Den < 0 then
1173             Num := Num * (Rval.Rbase ** (-Rval.Den));
1174          else
1175             Den := Den * (Rval.Rbase ** Rval.Den);
1176          end if;
1177
1178          return Store_Ureal (
1179                   Normalize (
1180                     (Num      => Num,
1181                      Den      => Den,
1182                      Rbase    => 0,
1183                      Negative => Rneg)));
1184       end if;
1185    end UR_Mul;
1186
1187    -----------
1188    -- UR_Ne --
1189    -----------
1190
1191    function UR_Ne (Left, Right : Ureal) return Boolean is
1192    begin
1193       --  Quick processing for case of identical Ureal values (note that
1194       --  this also deals with comparing two No_Ureal values).
1195
1196       if Same (Left, Right) then
1197          return False;
1198
1199       --  Deal with case of one or other operand is No_Ureal, but not both
1200
1201       elsif Same (Left, No_Ureal) or else Same (Right, No_Ureal) then
1202          return True;
1203
1204       --  Do quick check based on number of decimal digits
1205
1206       elsif Decimal_Exponent_Hi (Left) < Decimal_Exponent_Lo (Right) or else
1207             Decimal_Exponent_Lo (Left) > Decimal_Exponent_Hi (Right)
1208       then
1209          return True;
1210
1211       --  Otherwise full comparison is required
1212
1213       else
1214          declare
1215             Imrk   : constant Uintp.Save_Mark  := Mark;
1216             Rmrk   : constant Urealp.Save_Mark := Mark;
1217             Lval   : constant Ureal_Entry := Normalize (Ureals.Table (Left));
1218             Rval   : constant Ureal_Entry := Normalize (Ureals.Table (Right));
1219             Result : Boolean;
1220
1221          begin
1222             if UR_Is_Zero (Left) then
1223                return not UR_Is_Zero (Right);
1224
1225             elsif UR_Is_Zero (Right) then
1226                return not UR_Is_Zero (Left);
1227
1228             --  Both operands are non-zero
1229
1230             else
1231                Result :=
1232                   Rval.Negative /= Lval.Negative
1233                    or else Rval.Num /= Lval.Num
1234                    or else Rval.Den /= Lval.Den;
1235                Release (Imrk);
1236                Release (Rmrk);
1237                return Result;
1238             end if;
1239          end;
1240       end if;
1241    end UR_Ne;
1242
1243    ---------------
1244    -- UR_Negate --
1245    ---------------
1246
1247    function UR_Negate (Real : Ureal) return Ureal is
1248    begin
1249       return Store_Ureal (
1250                (Num      => Ureals.Table (Real).Num,
1251                 Den      => Ureals.Table (Real).Den,
1252                 Rbase    => Ureals.Table (Real).Rbase,
1253                 Negative => not Ureals.Table (Real).Negative));
1254    end UR_Negate;
1255
1256    ------------
1257    -- UR_Sub --
1258    ------------
1259
1260    function UR_Sub (Left : Uint; Right : Ureal) return Ureal is
1261    begin
1262       return UR_From_Uint (Left) + UR_Negate (Right);
1263    end UR_Sub;
1264
1265    function UR_Sub (Left : Ureal; Right : Uint) return Ureal is
1266    begin
1267       return Left + UR_From_Uint (-Right);
1268    end UR_Sub;
1269
1270    function UR_Sub (Left, Right : Ureal) return Ureal is
1271    begin
1272       return Left + UR_Negate (Right);
1273    end UR_Sub;
1274
1275    ----------------
1276    -- UR_To_Uint --
1277    ----------------
1278
1279    function UR_To_Uint (Real : Ureal) return Uint is
1280       Val : constant Ureal_Entry := Normalize (Ureals.Table (Real));
1281       Res : Uint;
1282
1283    begin
1284       Res := (Val.Num + (Val.Den / 2)) / Val.Den;
1285
1286       if Val.Negative then
1287          return UI_Negate (Res);
1288       else
1289          return Res;
1290       end if;
1291    end UR_To_Uint;
1292
1293    --------------
1294    -- UR_Trunc --
1295    --------------
1296
1297    function UR_Trunc (Real : Ureal) return Uint is
1298       Val : constant Ureal_Entry := Normalize (Ureals.Table (Real));
1299
1300    begin
1301       if Val.Negative then
1302          return -(Val.Num / Val.Den);
1303       else
1304          return Val.Num / Val.Den;
1305       end if;
1306    end UR_Trunc;
1307
1308    --------------
1309    -- UR_Write --
1310    --------------
1311
1312    procedure UR_Write (Real : Ureal) is
1313       Val : constant Ureal_Entry := Ureals.Table (Real);
1314
1315    begin
1316       --  If value is negative, we precede the constant by a minus sign
1317       --  and add an extra layer of parentheses on the outside since the
1318       --  minus sign is part of the value, not a negation operator.
1319
1320       if Val.Negative then
1321          Write_Str ("(-");
1322       end if;
1323
1324       --  Constants in base 10 can be written in normal Ada literal style
1325
1326       if Val.Rbase = 10 then
1327          UI_Write (Val.Num / 10);
1328          Write_Char ('.');
1329          UI_Write (Val.Num mod 10);
1330
1331          if Val.Den /= 0 then
1332             Write_Char ('E');
1333             UI_Write (1 - Val.Den);
1334          end if;
1335
1336       --  Constants in a base other than 10 can still be easily written
1337       --  in normal Ada literal style if the numerator is one.
1338
1339       elsif Val.Rbase /= 0 and then Val.Num = 1 then
1340          Write_Int (Val.Rbase);
1341          Write_Str ("#1.0#E");
1342          UI_Write (-Val.Den);
1343
1344       --  Other constants with a base other than 10 are written using one
1345       --  of the following forms, depending on the sign of the number
1346       --  and the sign of the exponent (= minus denominator value)
1347
1348       --    (numerator.0*base**exponent)
1349       --    (numerator.0*base**(-exponent))
1350
1351       elsif Val.Rbase /= 0 then
1352          Write_Char ('(');
1353          UI_Write (Val.Num, Decimal);
1354          Write_Str (".0*");
1355          Write_Int (Val.Rbase);
1356          Write_Str ("**");
1357
1358          if Val.Den <= 0 then
1359             UI_Write (-Val.Den, Decimal);
1360
1361          else
1362             Write_Str ("(-");
1363             UI_Write (Val.Den, Decimal);
1364             Write_Char (')');
1365          end if;
1366
1367          Write_Char (')');
1368
1369       --  Rational constants with a denominator of 1 can be written as
1370       --  a real literal for the numerator integer.
1371
1372       elsif Val.Den = 1 then
1373          UI_Write (Val.Num, Decimal);
1374          Write_Str (".0");
1375
1376       --  Non-based (rational) constants are written in (num/den) style
1377
1378       else
1379          Write_Char ('(');
1380          UI_Write (Val.Num, Decimal);
1381          Write_Str (".0/");
1382          UI_Write (Val.Den, Decimal);
1383          Write_Str (".0)");
1384       end if;
1385
1386       --  Add trailing paren for negative values
1387
1388       if Val.Negative then
1389          Write_Char (')');
1390       end if;
1391    end UR_Write;
1392
1393    -------------
1394    -- Ureal_0 --
1395    -------------
1396
1397    function Ureal_0 return Ureal is
1398    begin
1399       return UR_0;
1400    end Ureal_0;
1401
1402    -------------
1403    -- Ureal_1 --
1404    -------------
1405
1406    function Ureal_1 return Ureal is
1407    begin
1408       return UR_1;
1409    end Ureal_1;
1410
1411    -------------
1412    -- Ureal_2 --
1413    -------------
1414
1415    function Ureal_2 return Ureal is
1416    begin
1417       return UR_2;
1418    end Ureal_2;
1419
1420    --------------
1421    -- Ureal_10 --
1422    --------------
1423
1424    function Ureal_10 return Ureal is
1425    begin
1426       return UR_10;
1427    end Ureal_10;
1428
1429    ---------------
1430    -- Ureal_100 --
1431    ---------------
1432
1433    function Ureal_100 return Ureal is
1434    begin
1435       return UR_100;
1436    end Ureal_100;
1437
1438    -----------------
1439    -- Ureal_10_36 --
1440    -----------------
1441
1442    function Ureal_10_36 return Ureal is
1443    begin
1444       return UR_10_36;
1445    end Ureal_10_36;
1446
1447    ----------------
1448    -- Ureal_2_80 --
1449    ----------------
1450
1451    function Ureal_2_80 return Ureal is
1452    begin
1453       return UR_2_80;
1454    end Ureal_2_80;
1455
1456    -----------------
1457    -- Ureal_2_128 --
1458    -----------------
1459
1460    function Ureal_2_128 return Ureal is
1461    begin
1462       return UR_2_128;
1463    end Ureal_2_128;
1464
1465    -------------------
1466    -- Ureal_2_M_80 --
1467    -------------------
1468
1469    function Ureal_2_M_80 return Ureal is
1470    begin
1471       return UR_2_M_80;
1472    end Ureal_2_M_80;
1473
1474    -------------------
1475    -- Ureal_2_M_128 --
1476    -------------------
1477
1478    function Ureal_2_M_128 return Ureal is
1479    begin
1480       return UR_2_M_128;
1481    end Ureal_2_M_128;
1482
1483    ----------------
1484    -- Ureal_Half --
1485    ----------------
1486
1487    function Ureal_Half return Ureal is
1488    begin
1489       return UR_Half;
1490    end Ureal_Half;
1491
1492    ---------------
1493    -- Ureal_M_0 --
1494    ---------------
1495
1496    function Ureal_M_0 return Ureal is
1497    begin
1498       return UR_M_0;
1499    end Ureal_M_0;
1500
1501    -------------------
1502    -- Ureal_M_10_36 --
1503    -------------------
1504
1505    function Ureal_M_10_36 return Ureal is
1506    begin
1507       return UR_M_10_36;
1508    end Ureal_M_10_36;
1509
1510    -----------------
1511    -- Ureal_Tenth --
1512    -----------------
1513
1514    function Ureal_Tenth return Ureal is
1515    begin
1516       return UR_Tenth;
1517    end Ureal_Tenth;
1518
1519 end Urealp;