OSDN Git Service

* real.h (ieee_extended_intel_96_round_53_format): New.
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / real.c
index 1f73f9d..b491d88 100644 (file)
@@ -1,6 +1,6 @@
 /* real.c - software floating point emulation.
-   Copyright (C) 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998,
-   1999, 2000, 2002 Free Software Foundation, Inc.
+   Copyright (C) 1993, 1994, 1995, 1996, 1997, 1998, 1999,
+   2000, 2002, 2003 Free Software Foundation, Inc.
    Contributed by Stephen L. Moshier (moshier@world.std.com).
    Re-written by Richard Henderson  <rth@redhat.com>
 
@@ -23,6 +23,8 @@
 
 #include "config.h"
 #include "system.h"
+#include "coretypes.h"
+#include "tm.h"
 #include "tree.h"
 #include "toplev.h"
 #include "real.h"
    In addition, E must be large enough to hold the smallest supported
    denormal number in a normalized form.
 
-   Both of these requirements are easily satisfied.  The largest
-   target significand is 113 bits; we store 128.  The smallest
+   Both of these requirements are easily satisfied.  The largest target
+   significand is 113 bits; we store at least 160.  The smallest
    denormal number fits in 17 exponent bits; we store 29.
 
+   Note that the decimal string conversion routines are sensitive to 
+   rounding error.  Since the raw arithmetic routines do not themselves
+   have guard digits or rounding, the computation of 10**exp can
+   accumulate more than a few digits of error.  The previous incarnation
+   of real.c successfully used a 144 bit fraction; given the current
+   layout of REAL_VALUE_TYPE we're forced to expand to at least 160 bits.
+
    Target floating point models that use base 16 instead of base 2
    (i.e. IBM 370), are handled during round_for_format, in which we
    canonicalize the exponent to be a multiple of 4 (log2(16)), and
@@ -74,7 +83,7 @@ static void get_zero PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, int));
 static void get_canonical_qnan PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, int));
 static void get_canonical_snan PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, int));
 static void get_inf PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, int));
-static void sticky_rshift_significand PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
+static bool sticky_rshift_significand PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
                                               const REAL_VALUE_TYPE *,
                                               unsigned int));
 static void rshift_significand PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
@@ -90,11 +99,12 @@ static bool add_significands PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *r,
                                      const REAL_VALUE_TYPE *));
 static bool sub_significands PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
                                      const REAL_VALUE_TYPE *,
-                                     const REAL_VALUE_TYPE *));
+                                     const REAL_VALUE_TYPE *, int));
 static void neg_significand PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
                                     const REAL_VALUE_TYPE *));
 static int cmp_significands PARAMS ((const REAL_VALUE_TYPE *,
                                     const REAL_VALUE_TYPE *));
+static int cmp_significand_0 PARAMS ((const REAL_VALUE_TYPE *));
 static void set_significand_bit PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, unsigned int));
 static void clear_significand_bit PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, unsigned int));
 static bool test_significand_bit PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, unsigned int));
@@ -105,20 +115,24 @@ static bool div_significands PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
                                      const REAL_VALUE_TYPE *));
 static void normalize PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *));
 
-static void do_add PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, const REAL_VALUE_TYPE *,
+static bool do_add PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, const REAL_VALUE_TYPE *,
                            const REAL_VALUE_TYPE *, int));
-static void do_multiply PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
+static bool do_multiply PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
                                 const REAL_VALUE_TYPE *,
                                 const REAL_VALUE_TYPE *));
-static void do_divide PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, const REAL_VALUE_TYPE *,
+static bool do_divide PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, const REAL_VALUE_TYPE *,
                               const REAL_VALUE_TYPE *));
 static int do_compare PARAMS ((const REAL_VALUE_TYPE *,
                               const REAL_VALUE_TYPE *, int));
-static void do_fix_trunc PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
-                                 const REAL_VALUE_TYPE *));
+static void do_fix_trunc PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, const REAL_VALUE_TYPE *));
+
+static unsigned long rtd_divmod PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *,
+                                        REAL_VALUE_TYPE *));
 
 static const REAL_VALUE_TYPE * ten_to_ptwo PARAMS ((int));
+static const REAL_VALUE_TYPE * ten_to_mptwo PARAMS ((int));
 static const REAL_VALUE_TYPE * real_digit PARAMS ((int));
+static void times_pten PARAMS ((REAL_VALUE_TYPE *, int));
 
 static void round_for_format PARAMS ((const struct real_format *,
                                      REAL_VALUE_TYPE *));
@@ -144,7 +158,7 @@ get_canonical_qnan (r, sign)
   memset (r, 0, sizeof (*r));
   r->class = rvc_nan;
   r->sign = sign;
-  r->sig[SIGSZ-1] = SIG_MSB >> 1;
+  r->canonical = 1;
 }
 
 static inline void
@@ -155,7 +169,8 @@ get_canonical_snan (r, sign)
   memset (r, 0, sizeof (*r));
   r->class = rvc_nan;
   r->sign = sign;
-  r->sig[SIGSZ-1] = SIG_MSB >> 2;
+  r->signalling = 1;
+  r->canonical = 1;
 }
 
 static inline void
@@ -170,10 +185,9 @@ get_inf (r, sign)
 
 \f
 /* Right-shift the significand of A by N bits; put the result in the
-   significand of R.  If any one bits are shifted out, set the least
-   significant bit of R.  */
+   significand of R.  If any one bits are shifted out, return true.  */
 
-static void
+static bool
 sticky_rshift_significand (r, a, n)
      REAL_VALUE_TYPE *r;
      const REAL_VALUE_TYPE *a;
@@ -186,7 +200,7 @@ sticky_rshift_significand (r, a, n)
     {
       for (i = 0, ofs = n / HOST_BITS_PER_LONG; i < ofs; ++i)
        sticky |= a->sig[i];
-      n -= ofs * HOST_BITS_PER_LONG;
+      n &= HOST_BITS_PER_LONG - 1;
     }
 
   if (n != 0)
@@ -208,7 +222,7 @@ sticky_rshift_significand (r, a, n)
        r->sig[i] = 0;
     }
 
-  r->sig[0] |= (sticky != 0);
+  return sticky != 0;
 }
 
 /* Right-shift the significand of A by N bits; put the result in the
@@ -222,7 +236,7 @@ rshift_significand (r, a, n)
 {
   unsigned int i, ofs = n / HOST_BITS_PER_LONG;
 
-  n -= ofs * HOST_BITS_PER_LONG;
+  n &= HOST_BITS_PER_LONG - 1;
   if (n != 0)
     {
       for (i = 0; i < SIGSZ; ++i)
@@ -253,7 +267,7 @@ lshift_significand (r, a, n)
 {
   unsigned int i, ofs = n / HOST_BITS_PER_LONG;
 
-  n -= ofs * HOST_BITS_PER_LONG;
+  n &= HOST_BITS_PER_LONG - 1;
   if (n == 0)
     {
       for (i = 0; ofs + i < SIGSZ; ++i)
@@ -303,11 +317,11 @@ add_significands (r, a, b)
 
       if (carry)
        {
-          carry = ri < ai;
+         carry = ri < ai;
          carry |= ++ri == 0;
        }
       else
-        carry = ri < ai;
+       carry = ri < ai;
 
       r->sig[i] = ri;
     }
@@ -315,15 +329,16 @@ add_significands (r, a, b)
   return carry;
 }
 
-/* Subtract the significands of A and B, placing the result in R.
-   Return true if there was carry out of the most significant word.  */
+/* Subtract the significands of A and B, placing the result in R.  CARRY is
+   true if there's a borrow incoming to the least significant word.
+   Return true if there was borrow out of the most significant word.  */
 
 static inline bool
-sub_significands (r, a, b)
+sub_significands (r, a, b, carry)
      REAL_VALUE_TYPE *r;
      const REAL_VALUE_TYPE *a, *b;
+     int carry;
 {
-  bool carry = false;
   int i;
 
   for (i = 0; i < SIGSZ; ++i)
@@ -333,11 +348,11 @@ sub_significands (r, a, b)
 
       if (carry)
        {
-          carry = ri > ai;
+         carry = ri > ai;
          carry |= ~--ri == 0;
        }
       else
-        carry = ri > ai;
+       carry = ri > ai;
 
       r->sig[i] = ri;
     }
@@ -398,6 +413,21 @@ cmp_significands (a, b)
   return 0;
 }
 
+/* Return true if A is nonzero.  */
+
+static inline int 
+cmp_significand_0 (a)
+     const REAL_VALUE_TYPE *a;
+{
+  int i;
+
+  for (i = SIGSZ - 1; i >= 0; --i)
+    if (a->sig[i])
+      return 1;
+
+  return 0;
+}
+
 /* Set bit N of the significand of R.  */
 
 static inline void
@@ -458,32 +488,22 @@ div_significands (r, a, b)
      const REAL_VALUE_TYPE *a, *b;
 {
   REAL_VALUE_TYPE u;
-  int bit = SIGNIFICAND_BITS - 1;
-  int i;
-  long inexact;
+  int i, bit = SIGNIFICAND_BITS - 1;
+  unsigned long msb, inexact;
 
   u = *a;
   memset (r->sig, 0, sizeof (r->sig));
 
+  msb = 0;
   goto start;
   do
     {
-      if ((u.sig[SIGSZ-1] & SIG_MSB) == 0)
-       {
-         lshift_significand_1 (&u, &u);
-       start:
-         if (cmp_significands (&u, b) >= 0)
-           {
-             sub_significands (&u, &u, b);
-             set_significand_bit (r, bit);
-           }
-       }
-      else
+      msb = u.sig[SIGSZ-1] & SIG_MSB;
+      lshift_significand_1 (&u, &u);
+    start:
+      if (msb || cmp_significands (&u, b) >= 0)
        {
-         /* We lose a bit here, and thus know the next quotient bit
-            will be one.  */
-         lshift_significand_1 (&u, &u);
-         sub_significands (&u, &u, b);
+         sub_significands (&u, &u, b, 0);
          set_significand_bit (r, bit);
        }
     }
@@ -507,7 +527,7 @@ normalize (r)
   int shift = 0, exp;
   int i, j;
 
-  /* Find the first word that is non-zero.  */
+  /* Find the first word that is nonzero.  */
   for (i = SIGSZ - 1; i >= 0; i--)
     if (r->sig[i] == 0)
       shift += HOST_BITS_PER_LONG;
@@ -522,7 +542,7 @@ normalize (r)
       return;
     }
 
-  /* Find the first bit that is non-zero.  */
+  /* Find the first bit that is nonzero.  */
   for (j = 0; ; j++)
     if (r->sig[i] & ((unsigned long)1 << (HOST_BITS_PER_LONG - 1 - j)))
       break;
@@ -543,9 +563,10 @@ normalize (r)
     }
 }
 \f
-/* Return R = A + (SUBTRACT_P ? -B : B).  */
+/* Calculate R = A + (SUBTRACT_P ? -B : B).  Return true if the
+   result may be inexact due to a loss of precision.  */
 
-static void
+static bool
 do_add (r, a, b, subtract_p)
      REAL_VALUE_TYPE *r;
      const REAL_VALUE_TYPE *a, *b;
@@ -553,6 +574,7 @@ do_add (r, a, b, subtract_p)
 {
   int dexp, sign, exp;
   REAL_VALUE_TYPE t;
+  bool inexact = false;
 
   /* Determine if we need to add or subtract.  */
   sign = a->sign;
@@ -561,9 +583,9 @@ do_add (r, a, b, subtract_p)
   switch (CLASS2 (a->class, b->class))
     {
     case CLASS2 (rvc_zero, rvc_zero):
-      /* +-0 +/- +-0 = +0.  */
-      get_zero (r, 0);
-      return;
+      /* -0 + -0 = -0, -0 - +0 = -0; all other cases yield +0.  */
+      get_zero (r, sign & !subtract_p);
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_zero, rvc_normal):
     case CLASS2 (rvc_zero, rvc_inf):
@@ -577,7 +599,7 @@ do_add (r, a, b, subtract_p)
       /* R + Inf = Inf.  */
       *r = *b;
       r->sign = sign ^ subtract_p;
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_zero):
     case CLASS2 (rvc_inf, rvc_zero):
@@ -589,7 +611,7 @@ do_add (r, a, b, subtract_p)
     case CLASS2 (rvc_inf, rvc_normal):
       /* Inf + R = Inf.  */
       *r = *a;
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_inf, rvc_inf):
       if (subtract_p)
@@ -598,7 +620,7 @@ do_add (r, a, b, subtract_p)
       else
        /* Inf + Inf = Inf.  */
        *r = *a;
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_normal):
       break;
@@ -628,16 +650,16 @@ do_add (r, a, b, subtract_p)
        {
          *r = *a;
          r->sign = sign;
-         return;
+         return true;
        }
 
-      sticky_rshift_significand (&t, b, dexp);
+      inexact |= sticky_rshift_significand (&t, b, dexp);
       b = &t;
     }
 
   if (subtract_p)
     {
-      if (sub_significands (r, a, b))
+      if (sub_significands (r, a, b, inexact))
        {
          /* We got a borrow out of the subtraction.  That means that
             A and B had the same exponent, and B had the larger
@@ -654,12 +676,12 @@ do_add (r, a, b, subtract_p)
          /* We got carry out of the addition.  This means we need to
             shift the significand back down one bit and increase the
             exponent.  */
-         sticky_rshift_significand (r, r, 1);
+         inexact |= sticky_rshift_significand (r, r, 1);
          r->sig[SIGSZ-1] |= SIG_MSB;
          if (++exp > MAX_EXP)
            {
              get_inf (r, sign);
-             return;
+             return true;
            }
        }
     }
@@ -675,11 +697,15 @@ do_add (r, a, b, subtract_p)
      is positive.  */
   if (r->class == rvc_zero)
     r->sign = 0;
+  else
+    r->sig[0] |= inexact;
+
+  return inexact;
 }
 
-/* Return R = A * B.  */
+/* Calculate R = A * B.  Return true if the result may be inexact.  */
 
-static void
+static bool
 do_multiply (r, a, b)
      REAL_VALUE_TYPE *r;
      const REAL_VALUE_TYPE *a, *b;
@@ -687,6 +713,7 @@ do_multiply (r, a, b)
   REAL_VALUE_TYPE u, t, *rr;
   unsigned int i, j, k;
   int sign = a->sign ^ b->sign;
+  bool inexact = false;
 
   switch (CLASS2 (a->class, b->class))
     {
@@ -695,7 +722,7 @@ do_multiply (r, a, b)
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_zero):
       /* +-0 * ANY = 0 with appropriate sign.  */
       get_zero (r, sign);
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_zero, rvc_nan):
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_nan):
@@ -704,7 +731,7 @@ do_multiply (r, a, b)
       /* ANY * NaN = NaN.  */
       *r = *b;
       r->sign = sign;
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_nan, rvc_zero):
     case CLASS2 (rvc_nan, rvc_normal):
@@ -712,21 +739,20 @@ do_multiply (r, a, b)
       /* NaN * ANY = NaN.  */
       *r = *a;
       r->sign = sign;
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_zero, rvc_inf):
     case CLASS2 (rvc_inf, rvc_zero):
       /* 0 * Inf = NaN */
       get_canonical_qnan (r, sign);
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_inf, rvc_inf):
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_inf):
     case CLASS2 (rvc_inf, rvc_normal):
       /* Inf * Inf = Inf, R * Inf = Inf */
-    overflow:
       get_inf (r, sign);
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_normal):
       break;
@@ -741,9 +767,6 @@ do_multiply (r, a, b)
     rr = r;
   get_zero (rr, 0);
 
-  u.class = rvc_normal;
-  u.sign = 0;
-
   /* Collect all the partial products.  Since we don't have sure access
      to a widening multiply, we split each long into two half-words.
 
@@ -752,7 +775,7 @@ do_multiply (r, a, b)
                 A  B  C  D
              *  E  F  G  H
             --------------
-                DE DF DG DH
+               DE DF DG DH
             CE CF CG CH
          BE BF BG BH
        AE AF AG AH
@@ -779,11 +802,19 @@ do_multiply (r, a, b)
                     + (b->exp - (1-j)*(HOST_BITS_PER_LONG/2)));
 
          if (exp > MAX_EXP)
-           goto overflow;
+           {
+             get_inf (r, sign);
+             return true;
+           }
          if (exp < -MAX_EXP)
-           /* Would underflow to zero, which we shouldn't bother adding.  */
-           continue;
+           {
+             /* Would underflow to zero, which we shouldn't bother adding.  */
+             inexact = true;
+             continue;
+           }
 
+         u.class = rvc_normal;
+         u.sign = 0;
          u.exp = exp;
 
          for (k = j; k < SIGSZ * 2; k += 2)
@@ -797,18 +828,21 @@ do_multiply (r, a, b)
              u.sig[k / 2] = ai * bi;
            }
 
-         do_add (rr, rr, &u, 0);
+         normalize (&u);
+         inexact |= do_add (rr, rr, &u, 0);
        }
     }
 
   rr->sign = sign;
   if (rr != r)
     *r = t;
+
+  return inexact;
 }
 
-/* Return R = A / B.  */
+/* Calculate R = A / B.  Return true if the result may be inexact.  */
 
-static void
+static bool
 do_divide (r, a, b)
      REAL_VALUE_TYPE *r;
      const REAL_VALUE_TYPE *a, *b;
@@ -821,26 +855,25 @@ do_divide (r, a, b)
     {
     case CLASS2 (rvc_zero, rvc_zero):
       /* 0 / 0 = NaN.  */
-    case CLASS2 (rvc_inf, rvc_zero):
-      /* Inf / 0 = NaN.  */
     case CLASS2 (rvc_inf, rvc_inf):
       /* Inf / Inf = NaN.  */
       get_canonical_qnan (r, sign);
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_zero, rvc_normal):
     case CLASS2 (rvc_zero, rvc_inf):
       /* 0 / ANY = 0.  */
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_inf):
       /* R / Inf = 0.  */
-    underflow:
       get_zero (r, sign);
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_zero):
       /* R / 0 = Inf.  */
+    case CLASS2 (rvc_inf, rvc_zero):
+      /* Inf / 0 = Inf.  */
       get_inf (r, sign);
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_zero, rvc_nan):
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_nan):
@@ -849,7 +882,7 @@ do_divide (r, a, b)
       /* ANY / NaN = NaN.  */
       *r = *b;
       r->sign = sign;
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_nan, rvc_zero):
     case CLASS2 (rvc_nan, rvc_normal):
@@ -857,13 +890,12 @@ do_divide (r, a, b)
       /* NaN / ANY = NaN.  */
       *r = *a;
       r->sign = sign;
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_inf, rvc_normal):
       /* Inf / R = Inf.  */
-    overflow:
       get_inf (r, sign);
-      return;
+      return false;
 
     case CLASS2 (rvc_normal, rvc_normal):
       break;
@@ -882,19 +914,27 @@ do_divide (r, a, b)
 
   exp = a->exp - b->exp + 1;
   if (exp > MAX_EXP)
-    goto overflow;
+    {
+      get_inf (r, sign);
+      return true;
+    }
   if (exp < -MAX_EXP)
-    goto underflow;
+    {
+      get_zero (r, sign);
+      return true;
+    }
   rr->exp = exp;
 
   inexact = div_significands (rr, a, b);
-  rr->sig[0] |= inexact;
 
   /* Re-normalize the result.  */
   normalize (rr);
+  rr->sig[0] |= inexact;
 
   if (rr != r)
     *r = t;
+
+  return inexact;
 }
 
 /* Return a tri-state comparison of A vs B.  Return NAN_RESULT if
@@ -964,7 +1004,7 @@ do_fix_trunc (r, a)
 {
   *r = *a;
 
-  switch (a->class)
+  switch (r->class)
     {
     case rvc_zero:
     case rvc_inf:
@@ -1191,7 +1231,7 @@ real_isnegzero (r)
 
 /* Compare two floating-point objects for bitwise identity.  */
 
-extern bool
+bool
 real_identical (a, b)
      const REAL_VALUE_TYPE *a, *b;
 {
@@ -1206,22 +1246,29 @@ real_identical (a, b)
     {
     case rvc_zero:
     case rvc_inf:
-      break;
+      return true;
 
     case rvc_normal:
       if (a->exp != b->exp)
        return false;
-      /* FALLTHRU */
+      break;
+
     case rvc_nan:
-      for (i = 0; i < SIGSZ; ++i)
-       if (a->sig[i] != b->sig[i])
-         return false;
+      if (a->signalling != b->signalling)
+       return false;
+      /* The significand is ignored for canonical NaNs.  */
+      if (a->canonical || b->canonical)
+       return a->canonical == b->canonical;
       break;
 
     default:
       abort ();
     }
 
+  for (i = 0; i < SIGSZ; ++i)
+    if (a->sig[i] != b->sig[i])
+      return false;
+
   return true;
 }
 
@@ -1289,6 +1336,10 @@ real_to_integer (r)
     case rvc_normal:
       if (r->exp <= 0)
        goto underflow;
+      /* Only force overflow for unsigned overflow.  Signed overflow is
+        undefined, so it doesn't matter what we return, and some callers
+        expect to be able to use this routine for both signed and 
+        unsigned conversions.  */
       if (r->exp > HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
        goto overflow;
 
@@ -1349,7 +1400,11 @@ real_to_integer2 (plow, phigh, r)
       exp = r->exp;
       if (exp <= 0)
        goto underflow;
-      if (exp >= 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
+      /* Only force overflow for unsigned overflow.  Signed overflow is
+        undefined, so it doesn't matter what we return, and some callers
+        expect to be able to use this routine for both signed and 
+        unsigned conversions.  */
+      if (exp > 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT)
        goto overflow;
 
       rshift_significand (&t, r, 2*HOST_BITS_PER_WIDE_INT - exp);
@@ -1388,21 +1443,61 @@ real_to_integer2 (plow, phigh, r)
   *phigh = high;
 }
 
-/* Render R as a decimal floating point constant.  Emit DIGITS
-   significant digits in the result.  If DIGITS <= 0, choose the
-   maximum for the representation.  */
+/* A subroutine of real_to_decimal.  Compute the quotient and remainder
+   of NUM / DEN.  Return the quotient and place the remainder in NUM.
+   It is expected that NUM / DEN are close enough that the quotient is
+   small.  */
+
+static unsigned long
+rtd_divmod (num, den)
+     REAL_VALUE_TYPE *num, *den;
+{
+  unsigned long q, msb;
+  int expn = num->exp, expd = den->exp;
+
+  if (expn < expd)
+    return 0;
+
+  q = msb = 0;
+  goto start;
+  do
+    {
+      msb = num->sig[SIGSZ-1] & SIG_MSB;
+      q <<= 1;
+      lshift_significand_1 (num, num);
+    start:
+      if (msb || cmp_significands (num, den) >= 0)
+       {
+         sub_significands (num, num, den, 0);
+         q |= 1;
+       }
+    }
+  while (--expn >= expd);
+
+  num->exp = expd;
+  normalize (num);
+
+  return q;
+}
+
+/* Render R as a decimal floating point constant.  Emit DIGITS significant
+   digits in the result, bounded by BUF_SIZE.  If DIGITS is 0, choose the
+   maximum for the representation.  If CROP_TRAILING_ZEROS, strip trailing
+   zeros.  */
 
 #define M_LOG10_2      0.30102999566398119521
 
 void
-real_to_decimal (str, r_orig, digits)
+real_to_decimal (str, r_orig, buf_size, digits, crop_trailing_zeros)
      char *str;
      const REAL_VALUE_TYPE *r_orig;
-     int digits;
+     size_t buf_size, digits;
+     int crop_trailing_zeros;
 {
-  REAL_VALUE_TYPE r;
   const REAL_VALUE_TYPE *one, *ten;
-  int dec_exp, max_digits, d, cmp_half;
+  REAL_VALUE_TYPE r, pten, u, v;
+  int dec_exp, cmp_one, digit;
+  size_t max_digits;
   char *p, *first, *last;
   bool sign;
 
@@ -1415,18 +1510,33 @@ real_to_decimal (str, r_orig, digits)
     case rvc_normal:
       break;
     case rvc_inf:
-      strcpy (str, (r.sign ? "+Inf" : "-Inf"));
+      strcpy (str, (r.sign ? "-Inf" : "+Inf"));
       return;
     case rvc_nan:
       /* ??? Print the significand as well, if not canonical?  */
-      strcpy (str, (r.sign ? "+NaN" : "-NaN"));
+      strcpy (str, (r.sign ? "-NaN" : "+NaN"));
       return;
     default:
       abort ();
     }
 
+  /* Bound the number of digits printed by the size of the representation.  */
   max_digits = SIGNIFICAND_BITS * M_LOG10_2;
-  if (digits <= 0 || digits > max_digits)
+  if (digits == 0 || digits > max_digits)
+    digits = max_digits;
+
+  /* Estimate the decimal exponent, and compute the length of the string it
+     will print as.  Be conservative and add one to account for possible
+     overflow or rounding error.  */
+  dec_exp = r.exp * M_LOG10_2;
+  for (max_digits = 1; dec_exp ; max_digits++)
+    dec_exp /= 10;
+
+  /* Bound the number of digits printed by the size of the output buffer.  */
+  max_digits = buf_size - 1 - 1 - 2 - max_digits - 1;
+  if (max_digits > buf_size)
+    abort ();
+  if (digits > max_digits)
     digits = max_digits;
 
   one = real_digit (1);
@@ -1435,75 +1545,195 @@ real_to_decimal (str, r_orig, digits)
   sign = r.sign;
   r.sign = 0;
 
-  /* Estimate the decimal exponent.  */
-  dec_exp = r.exp * M_LOG10_2;
-  
-  /* Scale the number such that it is in [1, 10).  */
-  if (dec_exp > 0)
-    {
-      int i;
-      for (i = EXP_BITS - 1; i >= 0; --i)
-       if (dec_exp & (1 << i))
-         do_divide (&r, &r, ten_to_ptwo (i));
-    }
-  else if (dec_exp < 0)
+  dec_exp = 0;
+  pten = *one;
+
+  cmp_one = do_compare (&r, one, 0);
+  if (cmp_one > 0)
     {
-      int i, pos_exp = -(--dec_exp);
+      int m;
 
-      for (i = EXP_BITS - 1; i >= 0; --i)
-       if (pos_exp & (1 << i))
-         do_multiply (&r, &r, ten_to_ptwo (i));
-    }
+      /* Number is greater than one.  Convert significand to an integer
+        and strip trailing decimal zeros.  */
 
-  /* Assert that the number is in the proper range.  Round-off can
-     prevent the above from working exactly.  */
-  if (do_compare (&r, one, -1) < 0)
-    {
-      do_multiply (&r, &r, ten);
-      dec_exp--;
+      u = r;
+      u.exp = SIGNIFICAND_BITS - 1;
+
+      /* Largest M, such that 10**2**M fits within SIGNIFICAND_BITS.  */
+      m = floor_log2 (max_digits);
+
+      /* Iterate over the bits of the possible powers of 10 that might
+        be present in U and eliminate them.  That is, if we find that
+        10**2**M divides U evenly, keep the division and increase 
+        DEC_EXP by 2**M.  */
+      do
+       {
+         REAL_VALUE_TYPE t;
+
+         do_divide (&t, &u, ten_to_ptwo (m));
+         do_fix_trunc (&v, &t);
+         if (cmp_significands (&v, &t) == 0)
+           {
+             u = t;
+             dec_exp += 1 << m;
+           }
+       }
+      while (--m >= 0);
+
+      /* Revert the scaling to integer that we performed earlier.  */
+      u.exp += r.exp - (SIGNIFICAND_BITS - 1);
+      r = u;
+
+      /* Find power of 10.  Do this by dividing out 10**2**M when
+        this is larger than the current remainder.  Fill PTEN with 
+        the power of 10 that we compute.  */
+      if (r.exp > 0)
+       {
+         m = floor_log2 ((int)(r.exp * M_LOG10_2)) + 1;
+         do
+           {
+             const REAL_VALUE_TYPE *ptentwo = ten_to_ptwo (m);
+             if (do_compare (&u, ptentwo, 0) >= 0)
+               {
+                 do_divide (&u, &u, ptentwo);
+                 do_multiply (&pten, &pten, ptentwo);
+                 dec_exp += 1 << m;
+               }
+           }
+          while (--m >= 0);
+       }
+      else
+       /* We managed to divide off enough tens in the above reduction
+          loop that we've now got a negative exponent.  Fall into the
+          less-than-one code to compute the proper value for PTEN.  */
+       cmp_one = -1;
     }
-  else if (do_compare (&r, ten, 1) >= 0)
+  if (cmp_one < 0)
     {
-      do_divide (&r, &r, ten);
-      dec_exp++;
+      int m;
+
+      /* Number is less than one.  Pad significand with leading
+        decimal zeros.  */
+
+      v = r;
+      while (1)
+       {
+         /* Stop if we'd shift bits off the bottom.  */
+         if (v.sig[0] & 7)
+           break;
+
+         do_multiply (&u, &v, ten);
+
+         /* Stop if we're now >= 1.  */
+         if (u.exp > 0)
+           break;
+
+         v = u;
+         dec_exp -= 1;
+       }
+      r = v;
+
+      /* Find power of 10.  Do this by multiplying in P=10**2**M when
+        the current remainder is smaller than 1/P.  Fill PTEN with the
+        power of 10 that we compute.  */
+      m = floor_log2 ((int)(-r.exp * M_LOG10_2)) + 1;
+      do
+       {
+         const REAL_VALUE_TYPE *ptentwo = ten_to_ptwo (m);
+         const REAL_VALUE_TYPE *ptenmtwo = ten_to_mptwo (m);
+
+         if (do_compare (&v, ptenmtwo, 0) <= 0)
+           {
+             do_multiply (&v, &v, ptentwo);
+             do_multiply (&pten, &pten, ptentwo);
+             dec_exp -= 1 << m;
+           }
+       }
+      while (--m >= 0);
+
+      /* Invert the positive power of 10 that we've collected so far.  */
+      do_divide (&pten, one, &pten);
     }
 
   p = str;
   if (sign)
     *p++ = '-';
   first = p++;
-  while (1)
+
+  /* At this point, PTEN should contain the nearest power of 10 smaller
+     than R, such that this division produces the first digit.
+
+     Using a divide-step primitive that returns the complete integral
+     remainder avoids the rounding error that would be produced if
+     we were to use do_divide here and then simply multiply by 10 for
+     each subsequent digit.  */
+
+  digit = rtd_divmod (&r, &pten);
+
+  /* Be prepared for error in that division via underflow ...  */
+  if (digit == 0 && cmp_significand_0 (&r))
+    {
+      /* Multiply by 10 and try again.  */
+      do_multiply (&r, &r, ten);
+      digit = rtd_divmod (&r, &pten);
+      dec_exp -= 1;
+      if (digit == 0)
+       abort ();
+    }
+
+  /* ... or overflow.  */
+  if (digit == 10)
     {
-      d = real_to_integer ((const REAL_VALUE_TYPE *) &r);
-      do_add (&r, &r, real_digit (d), 1);
+      *p++ = '1';
+      if (--digits > 0)
+       *p++ = '0';
+      dec_exp += 1;
+    }
+  else if (digit > 10)
+    abort ();
+  else
+    *p++ = digit + '0';
 
-      *p++ = d + '0';
-      if (--digits == 0)
-       break;
+  /* Generate subsequent digits.  */
+  while (--digits > 0)
+    {
       do_multiply (&r, &r, ten);
+      digit = rtd_divmod (&r, &pten);
+      *p++ = digit + '0';
     }
   last = p;
 
-  /* Round the result.  Compare R vs 0.5 by doing R*2 vs 1.0.  */
-  r.exp += 1;
-  cmp_half = do_compare (&r, one, -1);
-  if (cmp_half == 0)
-    /* Round to even.  */
-    cmp_half += d & 1;
-  if (cmp_half > 0)
+  /* Generate one more digit with which to do rounding.  */
+  do_multiply (&r, &r, ten);
+  digit = rtd_divmod (&r, &pten);
+
+  /* Round the result.  */
+  if (digit == 5)
+    {
+      /* Round to nearest.  If R is nonzero there are additional
+        nonzero digits to be extracted.  */
+      if (cmp_significand_0 (&r))
+       digit++;
+      /* Round to even.  */
+      else if ((p[-1] - '0') & 1)
+       digit++;
+    }
+  if (digit > 5)
     {
       while (p > first)
        {
-         d = *--p;
-         if (d == '9')
+         digit = *--p;
+         if (digit == '9')
            *p = '0';
          else
            {
-             *p = d + 1;
+             *p = digit + 1;
              break;
            }
        }
 
+      /* Carry out of the first digit.  This means we had all 9's and
+        now have all 0's.  "Prepend" a 1 by overwriting the first 0.  */
       if (p == first)
        {
          first[1] = '1';
@@ -1511,24 +1741,35 @@ real_to_decimal (str, r_orig, digits)
        }
     }
   
+  /* Insert the decimal point.  */
   first[0] = first[1];
   first[1] = '.';
 
+  /* If requested, drop trailing zeros.  Never crop past "1.0".  */
+  if (crop_trailing_zeros)
+    while (last > first + 3 && last[-1] == '0')
+      last--;
+
+  /* Append the exponent.  */
   sprintf (last, "e%+d", dec_exp);
 }
 
 /* Render R as a hexadecimal floating point constant.  Emit DIGITS
-   significant digits in the result.  If DIGITS <= 0, choose the maximum
-   for the representation.  */
+   significant digits in the result, bounded by BUF_SIZE.  If DIGITS is 0,
+   choose the maximum for the representation.  If CROP_TRAILING_ZEROS,
+   strip trailing zeros.  */
 
 void
-real_to_hexadecimal (str, r, digits)
+real_to_hexadecimal (str, r, buf_size, digits, crop_trailing_zeros)
      char *str;
      const REAL_VALUE_TYPE *r;
-     int digits;
+     size_t buf_size, digits;
+     int crop_trailing_zeros;
 {
   int i, j, exp = r->exp;
-  char *p;
+  char *p, *first;
+  char exp_buf[16];
+  size_t max_digits;
 
   switch (r->class)
     {
@@ -1538,19 +1779,28 @@ real_to_hexadecimal (str, r, digits)
     case rvc_normal:
       break;
     case rvc_inf:
-      strcpy (str, (r->sign ? "+Inf" : "-Inf"));
+      strcpy (str, (r->sign ? "-Inf" : "+Inf"));
       return;
     case rvc_nan:
       /* ??? Print the significand as well, if not canonical?  */
-      strcpy (str, (r->sign ? "+NaN" : "-NaN"));
+      strcpy (str, (r->sign ? "-NaN" : "+NaN"));
       return;
     default:
       abort ();
     }
 
-  if (digits <= 0)
+  if (digits == 0)
     digits = SIGNIFICAND_BITS / 4;
 
+  /* Bound the number of digits printed by the size of the output buffer.  */
+
+  sprintf (exp_buf, "p%+d", exp);
+  max_digits = buf_size - strlen (exp_buf) - r->sign - 4 - 1;
+  if (max_digits > buf_size)
+    abort ();
+  if (digits > max_digits)
+    digits = max_digits;
+
   p = str;
   if (r->sign)
     *p++ = '-';
@@ -1558,6 +1808,7 @@ real_to_hexadecimal (str, r, digits)
   *p++ = 'x';
   *p++ = '0';
   *p++ = '.';
+  first = p;
 
   for (i = SIGSZ - 1; i >= 0; --i)
     for (j = HOST_BITS_PER_LONG - 4; j >= 0; j -= 4)
@@ -1566,7 +1817,12 @@ real_to_hexadecimal (str, r, digits)
        if (--digits == 0)
          goto out;
       }
+
  out:
+  if (crop_trailing_zeros)
+    while (p > first + 1 && p[-1] == '0')
+      p--;
+
   sprintf (p, "p%+d", exp);
 }
 
@@ -1579,12 +1835,13 @@ real_from_string (r, str)
      const char *str;
 {
   int exp = 0;
+  bool sign = false;
 
   get_zero (r, 0);
 
   if (*str == '-')
     {
-      r->sign = 1;
+      sign = true;
       str++;
     }
   else if (*str == '+')
@@ -1616,6 +1873,11 @@ real_from_string (r, str)
       if (*str == '.')
        {
          str++;
+         if (pos == SIGNIFICAND_BITS - 4)
+           {
+             while (*str == '0')
+               str++, exp -= 4;
+           }
          while (1)
            {
              d = hex_value (*str);
@@ -1632,12 +1894,12 @@ real_from_string (r, str)
        }
       if (*str == 'p' || *str == 'P')
        {
-         int exp_neg = 0;
+         bool exp_neg = false;
 
          str++;
          if (*str == '-')
            {
-             exp_neg = 1;
+             exp_neg = true;
              str++;
            }
          else if (*str == '+')
@@ -1646,10 +1908,9 @@ real_from_string (r, str)
          d = 0;
          while (ISDIGIT (*str))
            {
-             int t = d;
              d *= 10;
              d += *str - '0';
-             if (d < t)
+             if (d > MAX_EXP)
                {
                  /* Overflowed the exponent.  */
                  if (exp_neg)
@@ -1667,13 +1928,6 @@ real_from_string (r, str)
 
       r->class = rvc_normal;
       r->exp = exp;
-      if (r->exp != exp)
-       {
-         if (exp < 0)
-           goto underflow;
-         else
-           goto overflow;
-       }
 
       normalize (r);
     }
@@ -1695,6 +1949,11 @@ real_from_string (r, str)
       if (*str == '.')
        {
          str++;
+         if (r->class == rvc_zero)
+           {
+             while (*str == '0')
+               str++, exp--;
+           }
          while (ISDIGIT (*str))
            {
              d = *str++ - '0';
@@ -1707,12 +1966,12 @@ real_from_string (r, str)
 
       if (*str == 'e' || *str == 'E')
        {
-         int exp_neg = 0;
+         bool exp_neg = false;
 
          str++;
          if (*str == '-')
            {
-             exp_neg = 1;
+             exp_neg = true;
              str++;
            }
          else if (*str == '+')
@@ -1721,10 +1980,9 @@ real_from_string (r, str)
          d = 0;
          while (ISDIGIT (*str))
            {
-             int t = d;
              d *= 10;
              d += *str - '0';
-             if (d < t)
+             if (d > MAX_EXP)
                {
                  /* Overflowed the exponent.  */
                  if (exp_neg)
@@ -1739,29 +1997,19 @@ real_from_string (r, str)
          exp += d;
        }
 
-      if (exp < 0)
-       {
-         exp = -exp;
-         for (d = 0; d < EXP_BITS; ++d)
-           if (exp & (1 << d))
-             do_divide (r, r, ten_to_ptwo (d));
-       }
-      else if (exp > 0)
-       {
-         for (d = 0; d < EXP_BITS; ++d)
-           if (exp & (1 << d))
-             do_multiply (r, r, ten_to_ptwo (d));
-       }
+      if (exp)
+       times_pten (r, exp);
     }
 
+  r->sign = sign;
   return;
 
  underflow:
-  get_zero (r, r->sign);
+  get_zero (r, sign);
   return;
 
  overflow:
-  get_inf (r, r->sign);
+  get_inf (r, sign);
   return;
 }
 
@@ -1833,7 +2081,7 @@ real_from_integer (r, mode, low, high, unsigned_p)
     real_convert (r, mode, r);
 }
 
-/* Returns 10**2**n.  */
+/* Returns 10**2**N.  */
 
 static const REAL_VALUE_TYPE *
 ten_to_ptwo (n)
@@ -1866,6 +2114,23 @@ ten_to_ptwo (n)
   return &tens[n];
 }
 
+/* Returns 10**(-2**N).  */
+
+static const REAL_VALUE_TYPE *
+ten_to_mptwo (n)
+     int n;
+{
+  static REAL_VALUE_TYPE tens[EXP_BITS];
+
+  if (n < 0 || n >= EXP_BITS)
+    abort ();
+
+  if (tens[n].class == rvc_zero)
+    do_divide (&tens[n], real_digit (1), ten_to_ptwo (n));
+
+  return &tens[n];
+}
+
 /* Returns N.  */
 
 static const REAL_VALUE_TYPE *
@@ -1883,6 +2148,34 @@ real_digit (n)
   return &num[n];
 }
 
+/* Multiply R by 10**EXP.  */
+
+static void
+times_pten (r, exp)
+     REAL_VALUE_TYPE *r;
+     int exp;
+{
+  REAL_VALUE_TYPE pten, *rr;
+  bool negative = (exp < 0);
+  int i;
+
+  if (negative)
+    {
+      exp = -exp;
+      pten = *real_digit (1);
+      rr = &pten;
+    }
+  else
+    rr = r;
+
+  for (i = 0; exp > 0; ++i, exp >>= 1)
+    if (exp & 1)
+      do_multiply (rr, rr, ten_to_ptwo (i));
+
+  if (negative)
+    do_divide (r, r, &pten);
+}
+
 /* Fills R with +Inf.  */
 
 void
@@ -1975,34 +2268,45 @@ real_nan (r, str, quiet, mode)
 
       /* Shift the significand into place such that the bits
         are in the most significant bits for the format.  */
-      lshift_significand (r, r, SIGNIFICAND_BITS - fmt->p);
+      lshift_significand (r, r, SIGNIFICAND_BITS - fmt->pnan);
 
       /* Our MSB is always unset for NaNs.  */
       r->sig[SIGSZ-1] &= ~SIG_MSB;
 
       /* Force quiet or signalling NaN.  */
-      if (quiet)
-       r->sig[SIGSZ-1] |= SIG_MSB >> 1;
-      else
-       r->sig[SIGSZ-1] &= ~(SIG_MSB >> 1);
-
-      /* Force at least one bit of the significand set.  */
-      for (d = 0; d < SIGSZ; ++d)
-       if (r->sig[d])
-         break;
-      if (d == SIGSZ)
-       r->sig[SIGSZ-1] |= SIG_MSB >> 2;
-
-      /* Our intermediate format forces QNaNs to have MSB-1 set.
-        If the target format has QNaNs with the top bit unset,
-        mirror the output routines and invert the top two bits.  */
-      if (!fmt->qnan_msb_set)
-       r->sig[SIGSZ-1] ^= (SIG_MSB >> 1) | (SIG_MSB >> 2);
+      r->signalling = !quiet;
     }
 
   return true;
 }
 
+/* Fills R with the largest finite value representable in mode MODE.
+   If SIGN is nonzero, R is set to the most negative finite value.  */
+
+void
+real_maxval (r, sign, mode)
+     REAL_VALUE_TYPE *r;
+     int sign;
+     enum machine_mode mode;
+{
+  const struct real_format *fmt;
+  int np2;
+
+  fmt = real_format_for_mode[mode - QFmode];
+  if (fmt == NULL)
+    abort ();
+
+  r->class = rvc_normal;
+  r->sign = sign;
+  r->signalling = 0;
+  r->canonical = 0;
+  r->exp = fmt->emax * fmt->log2_b;
+
+  np2 = SIGNIFICAND_BITS - fmt->p * fmt->log2_b;
+  memset (r->sig, -1, SIGSZ * sizeof (unsigned long));
+  clear_significand_below (r, np2);
+}
+
 /* Fills R with 2**N.  */
 
 void
@@ -2057,14 +2361,6 @@ round_for_format (fmt, r)
 
     case rvc_nan:
       clear_significand_below (r, np2);
-
-      /* If we've cleared the entire significand, we need one bit
-        set for this to continue to be a NaN.  */
-      for (i = 0; i < SIGSZ; ++i)
-       if (r->sig[i])
-         break;
-      if (i == SIGSZ)
-       r->sig[SIGSZ-1] = SIG_MSB >> 2;
       return;
 
     case rvc_normal:
@@ -2082,7 +2378,7 @@ round_for_format (fmt, r)
       if (shift)
        {
          shift = fmt->log2_b - shift;
-         sticky_rshift_significand (r, r, shift);
+         r->sig[0] |= sticky_rshift_significand (r, r, shift);
          r->exp += shift;
        }
     }
@@ -2107,14 +2403,14 @@ round_for_format (fmt, r)
          if (diff > p2)
            goto underflow;
 
-          /* De-normalize the significand.  */
-          sticky_rshift_significand (r, r, diff);
-          r->exp += diff;
-        }
+         /* De-normalize the significand.  */
+         r->sig[0] |= sticky_rshift_significand (r, r, diff);
+         r->exp += diff;
+       }
     }
 
   /* There are P2 true significand bits, followed by one guard bit,
-     followed by one sticky bit, followed by stuff.  Fold non-zero
+     followed by one sticky bit, followed by stuff.  Fold nonzero
      stuff into the sticky bit.  */
 
   sticky = 0;
@@ -2148,7 +2444,7 @@ round_for_format (fmt, r)
              if (shift)
                {
                  shift = fmt->log2_b - shift;
-                 sticky_rshift_significand (r, r, shift);
+                 rshift_significand (r, r, shift);
                  r->exp += shift;
                  if (r->exp > emax2)
                    goto overflow;
@@ -2315,28 +2611,33 @@ real_hash (r)
     {
     case rvc_zero:
     case rvc_inf:
-      break;
+      return h;
 
     case rvc_normal:
       h |= r->exp << 3;
-      /* FALLTHRU */
+      break;
 
     case rvc_nan:
-      if (sizeof(unsigned long) > sizeof(unsigned int))
-       for (i = 0; i < SIGSZ; ++i)
-         {
-           unsigned long s = r->sig[i];
-           h ^= s ^ (s >> (HOST_BITS_PER_LONG / 2));
-         }
-      else
-       for (i = 0; i < SIGSZ; ++i)
-         h ^= r->sig[i];
+      if (r->signalling)
+       h ^= (unsigned int)-1;
+      if (r->canonical)
+       return h;
       break;
 
     default:
       abort ();
     }
 
+  if (sizeof(unsigned long) > sizeof(unsigned int))
+    for (i = 0; i < SIGSZ; ++i)
+      {
+       unsigned long s = r->sig[i];
+       h ^= s ^ (s >> (HOST_BITS_PER_LONG / 2));
+      }
+  else
+    for (i = 0; i < SIGSZ; ++i)
+      h ^= r->sig[i];
+
   return h;
 }
 \f
@@ -2374,10 +2675,23 @@ encode_ieee_single (fmt, buf, r)
     case rvc_nan:
       if (fmt->has_nans)
        {
+         if (r->canonical)
+           sig = 0;
+         if (r->signalling == fmt->qnan_msb_set)
+           sig &= ~(1 << 22);
+         else
+           sig |= 1 << 22;
+         /* We overload qnan_msb_set here: it's only clear for
+            mips_ieee_single, which wants all mantissa bits but the
+            quiet/signalling one set in canonical NaNs (at least
+            Quiet ones).  */
+         if (r->canonical && !fmt->qnan_msb_set)
+           sig |= (1 << 22) - 1;
+         else if (sig == 0)
+           sig = 1 << 21;
+
          image |= 255 << 23;
          image |= sig;
-         if (!fmt->qnan_msb_set)
-           image ^= 1 << 23 | 1 << 22;
        }
       else
        image |= 0x7fffffff;
@@ -2435,8 +2749,8 @@ decode_ieee_single (fmt, r, buf)
        {
          r->class = rvc_nan;
          r->sign = sign;
-         if (!fmt->qnan_msb_set)
-           image ^= (SIG_MSB >> 1 | SIG_MSB >> 2);
+         r->signalling = (((image >> (HOST_BITS_PER_LONG - 2)) & 1)
+                          ^ fmt->qnan_msb_set);
          r->sig[SIGSZ-1] = image;
        }
       else
@@ -2461,8 +2775,10 @@ const struct real_format ieee_single_format =
     2,
     1,
     24,
+    24,
     -125,
     128,
+    31,
     true,
     true,
     true,
@@ -2470,6 +2786,24 @@ const struct real_format ieee_single_format =
     true
   };
 
+const struct real_format mips_single_format = 
+  {
+    encode_ieee_single,
+    decode_ieee_single,
+    2,
+    1,
+    24,
+    24,
+    -125,
+    128,
+    31,
+    true,
+    true,
+    true,
+    true,
+    false
+  };
+
 \f
 /* IEEE double-precision format.  */
 
@@ -2522,10 +2856,26 @@ encode_ieee_double (fmt, buf, r)
     case rvc_nan:
       if (fmt->has_nans)
        {
+         if (r->canonical)
+           sig_hi = sig_lo = 0;
+         if (r->signalling == fmt->qnan_msb_set)
+           sig_hi &= ~(1 << 19);
+         else
+           sig_hi |= 1 << 19;
+         /* We overload qnan_msb_set here: it's only clear for
+            mips_ieee_single, which wants all mantissa bits but the
+            quiet/signalling one set in canonical NaNs (at least
+            Quiet ones).  */
+         if (r->canonical && !fmt->qnan_msb_set)
+           {
+             sig_hi |= (1 << 19) - 1;
+             sig_lo = 0xffffffff;
+           }
+         else if (sig_hi == 0 && sig_lo == 0)
+           sig_hi = 1 << 18;
+
          image_hi |= 2047 << 20;
          image_hi |= sig_hi;
-         if (!fmt->qnan_msb_set)
-           image_hi ^= 1 << 19 | 1 << 18;
          image_lo = sig_lo;
        }
       else
@@ -2615,6 +2965,7 @@ decode_ieee_double (fmt, r, buf)
        {
          r->class = rvc_nan;
          r->sign = sign;
+         r->signalling = ((image_hi >> 30) & 1) ^ fmt->qnan_msb_set;
          if (HOST_BITS_PER_LONG == 32)
            {
              r->sig[SIGSZ-1] = image_hi;
@@ -2622,9 +2973,6 @@ decode_ieee_double (fmt, r, buf)
            }
          else
            r->sig[SIGSZ-1] = (image_hi << 31 << 1) | image_lo;
-
-         if (!fmt->qnan_msb_set)
-           r->sig[SIGSZ-1] ^= (SIG_MSB >> 1 | SIG_MSB >> 2);
        }
       else
        {
@@ -2654,8 +3002,10 @@ const struct real_format ieee_double_format =
     2,
     1,
     53,
+    53,
     -1021,
     1024,
+    63,
     true,
     true,
     true,
@@ -2663,9 +3013,27 @@ const struct real_format ieee_double_format =
     true
   };
 
+const struct real_format mips_double_format = 
+  {
+    encode_ieee_double,
+    decode_ieee_double,
+    2,
+    1,
+    53,
+    53,
+    -1021,
+    1024,
+    63,
+    true,
+    true,
+    true,
+    true,
+    false
+  };
+
 \f
 /* IEEE extended double precision format.  This comes in three
-   flavours: Intel's as a 12 byte image, Intel's as a 16 byte image,
+   flavors: Intel's as a 12 byte image, Intel's as a 16 byte image,
    and Motorola's.  */
 
 static void encode_ieee_extended PARAMS ((const struct real_format *fmt,
@@ -2729,8 +3097,12 @@ encode_ieee_extended (fmt, buf, r)
              sig_hi = sig_lo >> 31 >> 1;
              sig_lo &= 0xffffffff;
            }
-         if (!fmt->qnan_msb_set)
-           sig_hi ^= 1 << 30 | 1 << 29;
+         if (r->signalling == fmt->qnan_msb_set)
+           sig_hi &= ~(1 << 30);
+         else
+           sig_hi |= 1 << 30;
+         if ((sig_hi & 0x7fffffff) == 0 && sig_lo == 0)
+           sig_hi = 1 << 29;
 
          /* Intel requires the explicit integer bit to be set, otherwise
             it considers the value a "pseudo-nan".  Motorola docs say it
@@ -2754,7 +3126,7 @@ encode_ieee_extended (fmt, buf, r)
 
           Except for Motorola, which consider exp=0 and explicit
           integer bit set to continue to be normalized.  In theory
-          this descrepency has been taken care of by the difference
+          this discrepancy has been taken care of by the difference
           in fmt->emin in round_for_format.  */
 
        if (denormal)
@@ -2861,6 +3233,7 @@ decode_ieee_extended (fmt, r, buf)
        {
          r->class = rvc_nan;
          r->sign = sign;
+         r->signalling = ((sig_hi >> 30) & 1) ^ fmt->qnan_msb_set;
          if (HOST_BITS_PER_LONG == 32)
            {
              r->sig[SIGSZ-1] = sig_hi;
@@ -2868,9 +3241,6 @@ decode_ieee_extended (fmt, r, buf)
            }
          else
            r->sig[SIGSZ-1] = (sig_hi << 31 << 1) | sig_lo;
-
-         if (!fmt->qnan_msb_set)
-           r->sig[SIGSZ-1] ^= (SIG_MSB >> 1 | SIG_MSB >> 2);
        }
       else
        {
@@ -2909,8 +3279,10 @@ const struct real_format ieee_extended_motorola_format =
     2,
     1,
     64,
+    64,
     -16382,
     16384,
+    95,
     true,
     true,
     true,
@@ -2925,8 +3297,10 @@ const struct real_format ieee_extended_intel_96_format =
     2,
     1,
     64,
+    64,
     -16381,
     16384,
+    79,
     true,
     true,
     true,
@@ -2941,8 +3315,10 @@ const struct real_format ieee_extended_intel_128_format =
     2,
     1,
     64,
+    64,
     -16381,
     16384,
+    79,
     true,
     true,
     true,
@@ -2950,6 +3326,158 @@ const struct real_format ieee_extended_intel_128_format =
     true
   };
 
+/* The following caters to i386 systems that set the rounding precision
+   to 53 bits instead of 64, e.g. FreeBSD.  */
+const struct real_format ieee_extended_intel_96_round_53_format = 
+  {
+    encode_ieee_extended,
+    decode_ieee_extended,
+    2,
+    1,
+    53,
+    53,
+    -16381,
+    16384,
+    79,
+    true,
+    true,
+    true,
+    true,
+    true
+  };
+\f
+/* IBM 128-bit extended precision format: a pair of IEEE double precision
+   numbers whose sum is equal to the extended precision value.  The number
+   with greater magnitude is first.  This format has the same magnitude
+   range as an IEEE double precision value, but effectively 106 bits of
+   significand precision.  Infinity and NaN are represented by their IEEE
+   double precision value stored in the first number, the second number is
+   ignored.  Zeroes, Infinities, and NaNs are set in both doubles
+   due to precedent.  */
+
+static void encode_ibm_extended PARAMS ((const struct real_format *fmt,
+                                        long *, const REAL_VALUE_TYPE *));
+static void decode_ibm_extended PARAMS ((const struct real_format *,
+                                        REAL_VALUE_TYPE *, const long *));
+
+static void
+encode_ibm_extended (fmt, buf, r)
+     const struct real_format *fmt;
+     long *buf;
+     const REAL_VALUE_TYPE *r;
+{
+  REAL_VALUE_TYPE u, v;
+  const struct real_format *base_fmt;
+
+  base_fmt = fmt->qnan_msb_set ? &ieee_double_format : &mips_double_format;
+
+  switch (r->class)
+    {
+    case rvc_zero:
+      /* Both doubles have sign bit set.  */
+      buf[0] = FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN ? r->sign << 31 : 0;
+      buf[1] = FLOAT_WORDS_BIG_ENDIAN ? 0 : r->sign << 31;
+      buf[2] = buf[0];
+      buf[3] = buf[1];
+      break;
+
+    case rvc_inf:
+    case rvc_nan:
+      /* Both doubles set to Inf / NaN.  */
+      encode_ieee_double (base_fmt, &buf[0], r);
+      buf[2] = buf[0];
+      buf[3] = buf[1];
+      return;
+      
+    case rvc_normal:
+      /* u = IEEE double precision portion of significand.  */
+      u = *r;
+      clear_significand_below (&u, SIGNIFICAND_BITS - 53);
+
+      normalize (&u);
+      /* If the upper double is zero, we have a denormal double, so
+        move it to the first double and leave the second as zero.  */
+      if (u.class == rvc_zero)
+       {
+         v = u;
+         u = *r;
+         normalize (&u);
+       }
+      else
+       {
+         /* v = remainder containing additional 53 bits of significand.  */
+         do_add (&v, r, &u, 1);
+         round_for_format (base_fmt, &v);
+       }
+
+      round_for_format (base_fmt, &u);
+
+      encode_ieee_double (base_fmt, &buf[0], &u);
+      encode_ieee_double (base_fmt, &buf[2], &v);
+      break;
+
+    default:
+      abort ();
+    }
+}
+
+static void
+decode_ibm_extended (fmt, r, buf)
+     const struct real_format *fmt ATTRIBUTE_UNUSED;
+     REAL_VALUE_TYPE *r;
+     const long *buf;
+{
+  REAL_VALUE_TYPE u, v;
+  const struct real_format *base_fmt;
+
+  base_fmt = fmt->qnan_msb_set ? &ieee_double_format : &mips_double_format;
+  decode_ieee_double (base_fmt, &u, &buf[0]);
+
+  if (u.class != rvc_zero && u.class != rvc_inf && u.class != rvc_nan)
+    {
+      decode_ieee_double (base_fmt, &v, &buf[2]);
+      do_add (r, &u, &v, 0);
+    }
+  else
+    *r = u;
+}
+
+const struct real_format ibm_extended_format = 
+  {
+    encode_ibm_extended,
+    decode_ibm_extended,
+    2,
+    1,
+    53 + 53,
+    53,
+    -1021 + 53,
+    1024,
+    -1,
+    true,
+    true,
+    true,
+    true,
+    true
+  };
+
+const struct real_format mips_extended_format = 
+  {
+    encode_ibm_extended,
+    decode_ibm_extended,
+    2,
+    1,
+    53 + 53,
+    53,
+    -1021 + 53,
+    1024,
+    -1,
+    true,
+    true,
+    true,
+    true,
+    false
+  };
+
 \f
 /* IEEE quad precision format.  */
 
@@ -2997,7 +3525,12 @@ encode_ieee_quad (fmt, buf, r)
        {
          image3 |= 32767 << 16;
 
-         if (HOST_BITS_PER_LONG == 32)
+         if (r->canonical)
+           {
+             /* Don't use bits from the significand.  The
+                initialization above is right.  */
+           }
+         else if (HOST_BITS_PER_LONG == 32)
            {
              image0 = u.sig[0];
              image1 = u.sig[1];
@@ -3013,9 +3546,21 @@ encode_ieee_quad (fmt, buf, r)
              image0 &= 0xffffffff;
              image2 &= 0xffffffff;
            }
-
-         if (!fmt->qnan_msb_set)
-           image3 ^= 1 << 15 | 1 << 14;
+         if (r->signalling == fmt->qnan_msb_set)
+           image3 &= ~0x8000;
+         else
+           image3 |= 0x8000;
+         /* We overload qnan_msb_set here: it's only clear for
+            mips_ieee_single, which wants all mantissa bits but the
+            quiet/signalling one set in canonical NaNs (at least
+            Quiet ones).  */
+         if (r->canonical && !fmt->qnan_msb_set)
+           {
+             image3 |= 0x7fff;
+             image2 = image1 = image0 = 0xffffffff;
+           }
+         else if (((image3 & 0xffff) | image2 | image1 | image0) == 0)
+           image3 |= 0x4000;
        }
       else
        {
@@ -3140,6 +3685,7 @@ decode_ieee_quad (fmt, r, buf)
        {
          r->class = rvc_nan;
          r->sign = sign;
+         r->signalling = ((image3 >> 15) & 1) ^ fmt->qnan_msb_set;
 
          if (HOST_BITS_PER_LONG == 32)
            {
@@ -3154,9 +3700,6 @@ decode_ieee_quad (fmt, r, buf)
              r->sig[1] = (image3 << 31 << 1) | image2;
            }
          lshift_significand (r, r, SIGNIFICAND_BITS - 113);
-
-         if (!fmt->qnan_msb_set)
-           r->sig[SIGSZ-1] ^= (SIG_MSB >> 1 | SIG_MSB >> 2);
        }
       else
        {
@@ -3194,14 +3737,34 @@ const struct real_format ieee_quad_format =
     2,
     1,
     113,
+    113,
     -16381,
     16384,
+    127,
     true,
     true,
     true,
     true,
     true
   };
+
+const struct real_format mips_quad_format = 
+  {
+    encode_ieee_quad,
+    decode_ieee_quad,
+    2,
+    1,
+    113,
+    113,
+    -16381,
+    16384,
+    127,
+    true,
+    true,
+    true,
+    true,
+    false
+  };
 \f
 /* Descriptions of VAX floating point formats can be found beginning at
 
@@ -3501,8 +4064,10 @@ const struct real_format vax_f_format =
     2,
     1,
     24,
+    24,
     -127,
     127,
+    15,
     false,
     false,
     false,
@@ -3517,8 +4082,10 @@ const struct real_format vax_d_format =
     2,
     1,
     56,
+    56,
     -127,
     127,
+    15,
     false,
     false,
     false,
@@ -3533,8 +4100,10 @@ const struct real_format vax_g_format =
     2,
     1,
     53,
+    53,
     -1023,
     1023,
+    15,
     false,
     false,
     false,
@@ -3714,8 +4283,10 @@ const struct real_format i370_single_format =
     16,
     4,
     6,
+    6,
     -64,
     63,
+    31,
     false,
     false,
     false, /* ??? The encoding does allow for "unnormals".  */
@@ -3730,8 +4301,10 @@ const struct real_format i370_double_format =
     16,
     4,
     14,
+    14,
     -64,
     63,
+    63,
     false,
     false,
     false, /* ??? The encoding does allow for "unnormals".  */
@@ -3739,7 +4312,7 @@ const struct real_format i370_double_format =
     false
   };
 \f
-/* The "twos-compliment" c4x format is officially defined as
+/* The "twos-complement" c4x format is officially defined as
 
        x = s(~s).f * 2**e
 
@@ -3944,8 +4517,10 @@ const struct real_format c4x_single_format =
     2,
     1,
     24,
+    24,
     -126,
     128,
+    -1,
     false,
     false,
     false,
@@ -3960,14 +4535,63 @@ const struct real_format c4x_extended_format =
     2,
     1,
     32,
+    32,
     -126,
     128,
+    -1,
     false,
     false,
     false,
     false,
     false
   };
+
+\f
+/* A synthetic "format" for internal arithmetic.  It's the size of the
+   internal significand minus the two bits needed for proper rounding.
+   The encode and decode routines exist only to satisfy our paranoia
+   harness.  */
+
+static void encode_internal PARAMS ((const struct real_format *fmt,
+                                    long *, const REAL_VALUE_TYPE *));
+static void decode_internal PARAMS ((const struct real_format *,
+                                    REAL_VALUE_TYPE *, const long *));
+
+static void
+encode_internal (fmt, buf, r)
+     const struct real_format *fmt ATTRIBUTE_UNUSED;
+     long *buf;
+     const REAL_VALUE_TYPE *r;
+{
+  memcpy (buf, r, sizeof (*r));
+}
+
+static void
+decode_internal (fmt, r, buf)
+     const struct real_format *fmt ATTRIBUTE_UNUSED;
+     REAL_VALUE_TYPE *r;
+     const long *buf;
+{
+  memcpy (r, buf, sizeof (*r));
+}
+
+const struct real_format real_internal_format = 
+  {
+    encode_internal,
+    decode_internal,
+    2,
+    1,
+    SIGNIFICAND_BITS - 2,
+    SIGNIFICAND_BITS - 2,
+    -MAX_EXP,
+    MAX_EXP,
+    -1,
+    true,
+    true,
+    false,
+    true,
+    true 
+  };
 \f
 /* Set up default mode to format mapping for IEEE.  Everyone else has
    to set these values in OVERRIDE_OPTIONS.  */
@@ -3985,3 +4609,142 @@ const struct real_format *real_format_for_mode[TFmode - QFmode + 1] =
   NULL,                                /* XFmode */
   &ieee_quad_format            /* TFmode */
 };
+
+\f
+/* Calculate the square root of X in mode MODE, and store the result
+   in R.  Return TRUE if the operation does not raise an exception.
+   For details see "High Precision Division and Square Root",
+   Alan H. Karp and Peter Markstein, HP Lab Report 93-93-42, June
+   1993.  http://www.hpl.hp.com/techreports/93/HPL-93-42.pdf.  */
+
+bool
+real_sqrt (r, mode, x)
+     REAL_VALUE_TYPE *r;
+     enum machine_mode mode;
+     const REAL_VALUE_TYPE *x;
+{
+  static REAL_VALUE_TYPE halfthree;
+  static bool init = false;
+  REAL_VALUE_TYPE h, t, i;
+  int iter, exp;
+
+  /* sqrt(-0.0) is -0.0.  */
+  if (real_isnegzero (x))
+    {
+      *r = *x;
+      return false;
+    }
+
+  /* Negative arguments return NaN.  */
+  if (real_isneg (x))
+    {
+      /* Mode is ignored for canonical NaN.  */
+      real_nan (r, "", 1, SFmode);
+      return false;
+    }
+
+  /* Infinity and NaN return themselves.  */
+  if (real_isinf (x) || real_isnan (x))
+    {
+      *r = *x;
+      return false;
+    }
+
+  if (!init)
+    {
+      do_add (&halfthree, &dconst1, &dconsthalf, 0);
+      init = true;
+    }
+
+  /* Initial guess for reciprocal sqrt, i.  */
+  exp = real_exponent (x);
+  real_ldexp (&i, &dconst1, -exp/2);
+
+  /* Newton's iteration for reciprocal sqrt, i.  */
+  for (iter = 0; iter < 16; iter++)
+    {
+      /* i(n+1) = i(n) * (1.5 - 0.5*i(n)*i(n)*x).  */
+      do_multiply (&t, x, &i);
+      do_multiply (&h, &t, &i);
+      do_multiply (&t, &h, &dconsthalf);
+      do_add (&h, &halfthree, &t, 1);
+      do_multiply (&t, &i, &h);
+
+      /* Check for early convergence.  */
+      if (iter >= 6 && real_identical (&i, &t))
+       break;
+
+      /* ??? Unroll loop to avoid copying.  */
+      i = t;
+    }
+
+  /* Final iteration: r = i*x + 0.5*i*x*(1.0 - i*(i*x)).  */
+  do_multiply (&t, x, &i);
+  do_multiply (&h, &t, &i);
+  do_add (&i, &dconst1, &h, 1);
+  do_multiply (&h, &t, &i);
+  do_multiply (&i, &dconsthalf, &h);
+  do_add (&h, &t, &i, 0);
+
+  /* ??? We need a Tuckerman test to get the last bit.  */
+
+  real_convert (r, mode, &h);
+  return true;
+}
+
+/* Calculate X raised to the integer exponent N in mode MODE and store
+   the result in R.  Return true if the result may be inexact due to
+   loss of precision.  The algorithm is the classic "left-to-right binary
+   method" described in section 4.6.3 of Donald Knuth's "Seminumerical
+   Algorithms", "The Art of Computer Programming", Volume 2.  */
+
+bool
+real_powi (r, mode, x, n)
+     REAL_VALUE_TYPE *r;
+     enum machine_mode mode;
+     const REAL_VALUE_TYPE *x;
+     HOST_WIDE_INT n;
+{
+  unsigned HOST_WIDE_INT bit;
+  REAL_VALUE_TYPE t;
+  bool inexact = false;
+  bool init = false;
+  bool neg;
+  int i;
+
+  if (n == 0)
+    {
+      *r = dconst1;
+      return false;
+    }
+  else if (n < 0)
+    {
+      /* Don't worry about overflow, from now on n is unsigned.  */
+      neg = true;
+      n = -n;
+    }
+  else
+    neg = false;
+
+  t = *x;
+  bit = (unsigned HOST_WIDE_INT) 1 << (HOST_BITS_PER_WIDE_INT - 1);
+  for (i = 0; i < HOST_BITS_PER_WIDE_INT; i++)
+    {
+      if (init)
+       {
+         inexact |= do_multiply (&t, &t, &t);
+         if (n & bit)
+           inexact |= do_multiply (&t, &t, x);
+       }
+      else if (n & bit)
+       init = true;
+      bit >>= 1;
+    }
+
+  if (neg)
+    inexact |= do_divide (&t, &dconst1, &t);
+
+  real_convert (r, mode, &t);
+  return inexact;
+}
+