gcc/config/fp-bit.h

   1 /* Header file for fp-bit.c.  */
   2 /* Copyright (C) 2000, 2002, 2003, 2006 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 In addition to the permissions in the GNU General Public License, the
  12 Free Software Foundation gives you unlimited permission to link the
  13 compiled version of this file into combinations with other programs,
  14 and to distribute those combinations without any restriction coming
  15 from the use of this file.  (The General Public License restrictions
  16 do apply in other respects; for example, they cover modification of
  17 the file, and distribution when not linked into a combine
  18 executable.)
  19
  20 GCC is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY
  21 WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or
  22 FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License
  23 for more details.
  24
  25 You should have received a copy of the GNU General Public License
  26 along with GCC; see the file COPYING.  If not, write to the Free
  27 Software Foundation, 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA
  28 02110-1301, USA.  */
  29
  30 #ifndef GCC_FP_BIT_H
  31 #define GCC_FP_BIT_H
  32
  33 /* Defining FINE_GRAINED_LIBRARIES allows one to select which routines
  34    from this file are compiled via additional -D options.
  35
  36    This avoids the need to pull in the entire fp emulation library
  37    when only a small number of functions are needed.
  38
  39    If FINE_GRAINED_LIBRARIES is not defined, then compile every
  40    suitable routine.  */
  41 #ifndef FINE_GRAINED_LIBRARIES
  42 #define L_pack_df
  43 #define L_unpack_df
  44 #define L_pack_sf
  45 #define L_unpack_sf
  46 #define L_addsub_sf
  47 #define L_addsub_df
  48 #define L_mul_sf
  49 #define L_mul_df
  50 #define L_div_sf
  51 #define L_div_df
  52 #define L_fpcmp_parts_sf
  53 #define L_fpcmp_parts_df
  54 #define L_compare_sf
  55 #define L_compare_df
  56 #define L_eq_sf
  57 #define L_eq_df
  58 #define L_ne_sf
  59 #define L_ne_df
  60 #define L_gt_sf
  61 #define L_gt_df
  62 #define L_ge_sf
  63 #define L_ge_df
  64 #define L_lt_sf
  65 #define L_lt_df
  66 #define L_le_sf
  67 #define L_le_df
  68 #define L_unord_sf
  69 #define L_unord_df
  70 #define L_usi_to_sf
  71 #define L_usi_to_df
  72 #define L_si_to_sf
  73 #define L_si_to_df
  74 #define L_sf_to_si
  75 #define L_df_to_si
  76 #define L_f_to_usi
  77 #define L_df_to_usi
  78 #define L_negate_sf
  79 #define L_negate_df
  80 #define L_make_sf
  81 #define L_make_df
  82 #define L_sf_to_df
  83 #define L_df_to_sf
  84 #ifdef FLOAT
  85 #define L_thenan_sf
  86 #else
  87 #define L_thenan_df
  88 #endif
  89 #endif /* ! FINE_GRAINED_LIBRARIES */
  90
  91 #if __LDBL_MANT_DIG__ == 113 || __LDBL_MANT_DIG__ == 106
  92 # if defined(TFLOAT) || defined(L_sf_to_tf) || defined(L_df_to_tf)
  93 #  define TMODES
  94 # endif
  95 #endif
  96
  97 typedef float SFtype __attribute__ ((mode (SF)));
  98 typedef float DFtype __attribute__ ((mode (DF)));
  99 #ifdef TMODES
 100 typedef float TFtype __attribute__ ((mode (TF)));
 101 #endif
 102
 103 typedef int HItype __attribute__ ((mode (HI)));
 104 typedef int SItype __attribute__ ((mode (SI)));
 105 typedef int DItype __attribute__ ((mode (DI)));
 106 #ifdef TMODES
 107 typedef int TItype __attribute__ ((mode (TI)));
 108 #endif
 109
 110 /* The type of the result of a fp compare */
 111 #ifndef CMPtype
 112 #define CMPtype SItype
 113 #endif
 114
 115 typedef unsigned int UHItype __attribute__ ((mode (HI)));
 116 typedef unsigned int USItype __attribute__ ((mode (SI)));
 117 typedef unsigned int UDItype __attribute__ ((mode (DI)));
 118 #ifdef TMODES
 119 typedef unsigned int UTItype __attribute__ ((mode (TI)));
 120 #endif
 121
 122 #define MAX_USI_INT  (~(USItype)0)
 123 #define MAX_SI_INT   ((SItype) (MAX_USI_INT >> 1))
 124 #define BITS_PER_SI  (4 * BITS_PER_UNIT)
 125 #ifdef TMODES
 126 #define MAX_UDI_INT  (~(UDItype)0)
 127 #define MAX_DI_INT   ((DItype) (MAX_UDI_INT >> 1))
 128 #define BITS_PER_DI  (8 * BITS_PER_UNIT)
 129 #endif
 130
 131 #ifdef FLOAT_ONLY
 132 #define NO_DI_MODE
 133 #endif
 134
 135 #ifdef TFLOAT
 136 # ifndef TMODES
 137 #  error "TFLOAT requires long double to have 113 bits of mantissa"
 138 # endif
 139
 140 #       define PREFIXFPDP tp
 141 #       define PREFIXSFDF tf
 142 #       define NGARDS 10L /* Is this right? */
 143 #       define GARDROUND 0x1ff
 144 #       define GARDMASK  0x3ff
 145 #       define GARDMSB   0x200
 146 #       define FRAC_NBITS 128
 147
 148 # if __LDBL_MANT_DIG__ == 113 /* IEEE quad */
 149 #       define EXPBITS 15
 150 #       define EXPBIAS 16383
 151 #       define EXPMAX (0x7fff)
 152 #       define QUIET_NAN ((TItype)0x8 << 108)
 153 #       define FRACHIGH  ((TItype)0x8 << 124)
 154 #       define FRACHIGH2 ((TItype)0xc << 124)
 155 #       define FRACBITS 112
 156 # endif
 157
 158 # if __LDBL_MANT_DIG__ == 106 /* IBM extended (double+double) */
 159 #       define EXPBITS 11
 160 #       define EXPBIAS 1023
 161 #       define EXPMAX (0x7ff)
 162 #       define QUIET_NAN ((TItype)0x8 << (48 + 64))
 163 #       define FRACHIGH  ((TItype)0x8 << 124)
 164 #       define FRACHIGH2 ((TItype)0xc << 124)
 165 #       define FRACBITS 105
 166 #       define HALFFRACBITS 52
 167 #       define HALFSHIFT 64
 168 # endif
 169
 170 #       define pack_d __pack_t
 171 #       define unpack_d __unpack_t
 172 #       define __fpcmp_parts __fpcmp_parts_t
 173         typedef UTItype fractype;
 174         typedef UDItype halffractype;
 175         typedef USItype qrtrfractype;
 176 #define qrtrfractype qrtrfractype
 177         typedef TFtype FLO_type;
 178         typedef TItype intfrac;
 179 #elif defined FLOAT
 180 #       define NGARDS    7L
 181 #       define GARDROUND 0x3f
 182 #       define GARDMASK  0x7f
 183 #       define GARDMSB   0x40
 184 #       define EXPBITS 8
 185 #       define EXPBIAS 127
 186 #       define FRACBITS 23
 187 #       define EXPMAX (0xff)
 188 #       define QUIET_NAN 0x100000L
 189 #       define FRAC_NBITS 32
 190 #       define FRACHIGH  0x80000000L
 191 #       define FRACHIGH2 0xc0000000L
 192 #       define pack_d __pack_f
 193 #       define unpack_d __unpack_f
 194 #       define __fpcmp_parts __fpcmp_parts_f
 195         typedef USItype fractype;
 196         typedef UHItype halffractype;
 197         typedef SFtype FLO_type;
 198         typedef SItype intfrac;
 199
 200 #else
 201 #       define PREFIXFPDP dp
 202 #       define PREFIXSFDF df
 203 #       define NGARDS 8L
 204 #       define GARDROUND 0x7f
 205 #       define GARDMASK  0xff
 206 #       define GARDMSB   0x80
 207 #       define EXPBITS 11
 208 #       define EXPBIAS 1023
 209 #       define FRACBITS 52
 210 #       define EXPMAX (0x7ff)
 211 #       define QUIET_NAN 0x8000000000000LL
 212 #       define FRAC_NBITS 64
 213 #       define FRACHIGH  0x8000000000000000LL
 214 #       define FRACHIGH2 0xc000000000000000LL
 215 #       define pack_d __pack_d
 216 #       define unpack_d __unpack_d
 217 #       define __fpcmp_parts __fpcmp_parts_d
 218         typedef UDItype fractype;
 219         typedef USItype halffractype;
 220         typedef DFtype FLO_type;
 221         typedef DItype intfrac;
 222 #endif /* FLOAT */
 223
 224 #ifdef US_SOFTWARE_GOFAST
 225 #       ifdef TFLOAT
 226 #               error "GOFAST TFmode not supported"
 227 #       elif defined FLOAT
 228 #               define add              fpadd
 229 #               define sub              fpsub
 230 #               define multiply         fpmul
 231 #               define divide           fpdiv
 232 #               define compare          fpcmp
 233 #               define _unord_f2        __unordsf2
 234 #               define usi_to_float     __floatunsisf
 235 #               define si_to_float      sitofp
 236 #               define float_to_si      fptosi
 237 #               define float_to_usi     fptoui
 238 #               define negate           __negsf2
 239 #               define sf_to_df         fptodp
 240 #               define sf_to_tf         __extendsftf2
 241 #       else
 242 #               define add              dpadd
 243 #               define sub              dpsub
 244 #               define multiply         dpmul
 245 #               define divide           dpdiv
 246 #               define compare          dpcmp
 247 #               define _unord_f2        __unorddf2
 248 #               define usi_to_float     __floatunsidf
 249 #               define si_to_float      litodp
 250 #               define float_to_si      dptoli
 251 #               define float_to_usi     dptoul
 252 #               define negate           __negdf2
 253 #               define df_to_sf         dptofp
 254 #               define df_to_tf         __extenddftf2
 255 #       endif /* FLOAT */
 256 #else
 257 #       ifdef TFLOAT
 258 #               define add              __addtf3
 259 #               define sub              __subtf3
 260 #               define multiply         __multf3
 261 #               define divide           __divtf3
 262 #               define compare          __cmptf2
 263 #               define _eq_f2           __eqtf2
 264 #               define _ne_f2           __netf2
 265 #               define _gt_f2           __gttf2
 266 #               define _ge_f2           __getf2
 267 #               define _lt_f2           __lttf2
 268 #               define _le_f2           __letf2
 269 #               define _unord_f2        __unordtf2
 270 #               define usi_to_float     __floatunsitf
 271 #               define si_to_float      __floatsitf
 272 #               define float_to_si      __fixtfsi
 273 #               define float_to_usi     __fixunstfsi
 274 #               define negate           __negtf2
 275 #               define tf_to_sf         __trunctfsf2
 276 #               define tf_to_df         __trunctfdf2
 277 #       elif defined FLOAT
 278 #               define add              __addsf3
 279 #               define sub              __subsf3
 280 #               define multiply         __mulsf3
 281 #               define divide           __divsf3
 282 #               define compare          __cmpsf2
 283 #               define _eq_f2           __eqsf2
 284 #               define _ne_f2           __nesf2
 285 #               define _gt_f2           __gtsf2
 286 #               define _ge_f2           __gesf2
 287 #               define _lt_f2           __ltsf2
 288 #               define _le_f2           __lesf2
 289 #               define _unord_f2        __unordsf2
 290 #               define usi_to_float     __floatunsisf
 291 #               define si_to_float      __floatsisf
 292 #               define float_to_si      __fixsfsi
 293 #               define float_to_usi     __fixunssfsi
 294 #               define negate           __negsf2
 295 #               define sf_to_df         __extendsfdf2
 296 #               define sf_to_tf         __extendsftf2
 297 #       else
 298 #               define add              __adddf3
 299 #               define sub              __subdf3
 300 #               define multiply         __muldf3
 301 #               define divide           __divdf3
 302 #               define compare          __cmpdf2
 303 #               define _eq_f2           __eqdf2
 304 #               define _ne_f2           __nedf2
 305 #               define _gt_f2           __gtdf2
 306 #               define _ge_f2           __gedf2
 307 #               define _lt_f2           __ltdf2
 308 #               define _le_f2           __ledf2
 309 #               define _unord_f2        __unorddf2
 310 #               define usi_to_float     __floatunsidf
 311 #               define si_to_float      __floatsidf
 312 #               define float_to_si      __fixdfsi
 313 #               define float_to_usi     __fixunsdfsi
 314 #               define negate           __negdf2
 315 #               define df_to_sf         __truncdfsf2
 316 #               define df_to_tf         __extenddftf2
 317 #       endif /* FLOAT */
 318 #endif /* US_SOFTWARE_GOFAST */
 319
 320 #ifndef INLINE
 321 #define INLINE __inline__
 322 #endif
 323
 324 /* Preserve the sticky-bit when shifting fractions to the right.  */
 325 #define LSHIFT(a, s) { a = (a >> s) | !!(a & (((fractype) 1 << s) - 1)); }
 326
 327 /* numeric parameters */
 328 /* F_D_BITOFF is the number of bits offset between the MSB of the mantissa
 329    of a float and of a double. Assumes there are only two float types.
 330    (double::FRAC_BITS+double::NGARDS-(float::FRAC_BITS-float::NGARDS))
 331  */
 332 #define F_D_BITOFF (52+8-(23+7))
 333
 334 #ifdef TMODES
 335 # define F_T_BITOFF (__LDBL_MANT_DIG__-1+10-(23+7))
 336 # define D_T_BITOFF (__LDBL_MANT_DIG__-1+10-(52+8))
 337 #endif
 338
 339
 340 #define NORMAL_EXPMIN (-(EXPBIAS)+1)
 341 #define IMPLICIT_1 ((fractype)1<<(FRACBITS+NGARDS))
 342 #define IMPLICIT_2 ((fractype)1<<(FRACBITS+1+NGARDS))
 343
 344 /* common types */
 345
 346 typedef enum
 347 {
 348   CLASS_SNAN,
 349   CLASS_QNAN,
 350   CLASS_ZERO,
 351   CLASS_NUMBER,
 352   CLASS_INFINITY
 353 } fp_class_type;
 354
 355 typedef struct
 356 {
 357 #ifdef SMALL_MACHINE
 358   char class;
 359   unsigned char sign;
 360   short normal_exp;
 361 #else
 362   fp_class_type class;
 363   unsigned int sign;
 364   int normal_exp;
 365 #endif
 366
 367   union
 368     {
 369       fractype ll;
 370       halffractype l[2];
 371     } fraction;
 372 } fp_number_type;
 373
 374 typedef union
 375 {
 376   FLO_type value;
 377   fractype value_raw;
 378
 379 #ifndef FLOAT
 380 # ifdef qrtrfractype
 381   qrtrfractype qwords[4];
 382 # else
 383   halffractype words[2];
 384 # endif
 385 #endif
 386
 387 #ifdef FLOAT_BIT_ORDER_MISMATCH
 388   struct
 389     {
 390       fractype fraction:FRACBITS __attribute__ ((packed));
 391       unsigned int exp:EXPBITS __attribute__ ((packed));
 392       unsigned int sign:1 __attribute__ ((packed));
 393     }
 394   bits;
 395 #endif
 396
 397 #ifdef _DEBUG_BITFLOAT
 398   struct
 399     {
 400       unsigned int sign:1 __attribute__ ((packed));
 401       unsigned int exp:EXPBITS __attribute__ ((packed));
 402       fractype fraction:FRACBITS __attribute__ ((packed));
 403     }
 404   bits_big_endian;
 405
 406   struct
 407     {
 408       fractype fraction:FRACBITS __attribute__ ((packed));
 409       unsigned int exp:EXPBITS __attribute__ ((packed));
 410       unsigned int sign:1 __attribute__ ((packed));
 411     }
 412   bits_little_endian;
 413 #endif
 414 }
 415 FLO_union_type;
 416
 417 /* Prototypes */
 418
 419 #if defined(L_pack_df) || defined(L_pack_sf) || defined(L_pack_tf)
 420 extern FLO_type pack_d (fp_number_type *);
 421 #endif
 422
 423 extern void unpack_d (FLO_union_type *, fp_number_type *);
 424
 425 #if defined(L_addsub_sf) || defined(L_addsub_df) || defined(L_addsub_tf)
 426 extern FLO_type add (FLO_type, FLO_type);
 427 extern FLO_type sub (FLO_type, FLO_type);
 428 #endif
 429
 430 #if defined(L_mul_sf) || defined(L_mul_df) || defined(L_mul_tf)
 431 extern FLO_type multiply (FLO_type, FLO_type);
 432 #endif
 433
 434 #if defined(L_div_sf) || defined(L_div_df) || defined(L_div_tf)
 435 extern FLO_type divide (FLO_type, FLO_type);
 436 #endif
 437
 438 extern int __fpcmp_parts (fp_number_type *, fp_number_type *);
 439
 440 #if defined(L_compare_sf) || defined(L_compare_df) || defined(L_compare_tf)
 441 extern CMPtype compare (FLO_type, FLO_type);
 442 #endif
 443
 444 #ifndef US_SOFTWARE_GOFAST
 445
 446 #if defined(L_eq_sf) || defined(L_eq_df) || defined(L_eq_tf)
 447 extern CMPtype _eq_f2 (FLO_type, FLO_type);
 448 #endif
 449
 450 #if defined(L_ne_sf) || defined(L_ne_df) || defined(L_ne_tf)
 451 extern CMPtype _ne_f2 (FLO_type, FLO_type);
 452 #endif
 453
 454 #if defined(L_gt_sf) || defined(L_gt_df) || defined(L_gt_tf)
 455 extern CMPtype _gt_f2 (FLO_type, FLO_type);
 456 #endif
 457
 458 #if defined(L_ge_sf) || defined(L_ge_df) || defined(L_ge_tf)
 459 extern CMPtype _ge_f2 (FLO_type, FLO_type);
 460 #endif
 461
 462 #if defined(L_lt_sf) || defined(L_lt_df) || defined(L_lt_tf)
 463 extern CMPtype _lt_f2 (FLO_type, FLO_type);
 464 #endif
 465
 466 #if defined(L_le_sf) || defined(L_le_df) || defined(L_le_tf)
 467 extern CMPtype _le_f2 (FLO_type, FLO_type);
 468 #endif
 469
 470 #if defined(L_unord_sf) || defined(L_unord_df) || defined(L_unord_tf)
 471 extern CMPtype _unord_f2 (FLO_type, FLO_type);
 472 #endif
 473
 474 #endif /* ! US_SOFTWARE_GOFAST */
 475
 476 #if defined(L_si_to_sf) || defined(L_si_to_df) || defined(L_si_to_tf)
 477 extern FLO_type si_to_float (SItype);
 478 #endif
 479
 480 #if defined(L_sf_to_si) || defined(L_df_to_si) || defined(L_tf_to_si)
 481 extern SItype float_to_si (FLO_type);
 482 #endif
 483
 484 #if defined(L_sf_to_usi) || defined(L_df_to_usi) || defined(L_tf_to_usi)
 485 #if defined(US_SOFTWARE_GOFAST) || defined(L_tf_to_usi)
 486 extern USItype float_to_usi (FLO_type);
 487 #endif
 488 #endif
 489
 490 #if defined(L_usi_to_sf) || defined(L_usi_to_df) || defined(L_usi_to_tf)
 491 extern FLO_type usi_to_float (USItype);
 492 #endif
 493
 494 #if defined(L_negate_sf) || defined(L_negate_df) || defined(L_negate_tf)
 495 extern FLO_type negate (FLO_type);
 496 #endif
 497
 498 #ifdef FLOAT
 499 #if defined(L_make_sf)
 500 extern SFtype __make_fp (fp_class_type, unsigned int, int, USItype);
 501 #endif
 502 #ifndef FLOAT_ONLY
 503 extern DFtype __make_dp (fp_class_type, unsigned int, int, UDItype);
 504 #if defined(L_sf_to_df)
 505 extern DFtype sf_to_df (SFtype);
 506 #endif
 507 #if defined(L_sf_to_tf) && defined(TMODES)
 508 extern TFtype sf_to_tf (SFtype);
 509 #endif
 510 #endif /* ! FLOAT_ONLY */
 511 #endif /* FLOAT */
 512
 513 #ifndef FLOAT
 514 extern SFtype __make_fp (fp_class_type, unsigned int, int, USItype);
 515 #if defined(L_make_df)
 516 extern DFtype __make_dp (fp_class_type, unsigned int, int, UDItype);
 517 #endif
 518 #if defined(L_df_to_sf)
 519 extern SFtype df_to_sf (DFtype);
 520 #endif
 521 #if defined(L_df_to_tf) && defined(TMODES)
 522 extern TFtype df_to_tf (DFtype);
 523 #endif
 524 #endif /* ! FLOAT */
 525
 526 #ifdef TMODES
 527 extern DFtype __make_dp (fp_class_type, unsigned int, int, UDItype);
 528 extern TFtype __make_tp (fp_class_type, unsigned int, int, UTItype);
 529 #ifdef TFLOAT
 530 #if defined(L_tf_to_sf)
 531 extern SFtype tf_to_sf (TFtype);
 532 #endif
 533 #if defined(L_tf_to_df)
 534 extern DFtype tf_to_df (TFtype);
 535 #endif
 536 #if defined(L_di_to_tf)
 537 extern TFtype di_to_df (DItype);
 538 #endif
 539 #endif /* TFLOAT */
 540 #endif /* TMODES */
 541
 542 #endif /* ! GCC_FP_BIT_H */