rts/StgPrimFloat.c

   1 /* -----------------------------------------------------------------------------
   2  *
   3  * (c) Lennart Augustsson
   4  * (c) The GHC Team, 1998-2000
   5  *
   6  * Miscellaneous support for floating-point primitives
   7  *
   8  * ---------------------------------------------------------------------------*/
   9
  10 #include "PosixSource.h"
  11 #include "Rts.h"
  12
  13 #include "StgPrimFloat.h"
  14
  15 #include <math.h>
  16 #include <float.h>
  17
  18 #define IEEE_FLOATING_POINT 1
  19
  20 /*
  21  * Encoding and decoding Doubles.  Code based on the HBC code
  22  * (lib/fltcode.c).
  23  */
  24
  25 #if IEEE_FLOATING_POINT
  26 #define MY_DMINEXP  ((DBL_MIN_EXP) - (DBL_MANT_DIG) - 1)
  27 /* DMINEXP is defined in values.h on Linux (for example) */
  28 #define DHIGHBIT 0x00100000
  29 #define DMSBIT   0x80000000
  30
  31 #define MY_FMINEXP  ((FLT_MIN_EXP) - (FLT_MANT_DIG) - 1)
  32 #define FHIGHBIT 0x00800000
  33 #define FMSBIT   0x80000000
  34 #endif
  35
  36 #if defined(WORDS_BIGENDIAN) || defined(FLOAT_WORDS_BIGENDIAN)
  37 #define L 1
  38 #define H 0
  39 #else
  40 #define L 0
  41 #define H 1
  42 #endif
  43
  44 #define __abs(a)                (( (a) >= 0 ) ? (a) : (-(a)))
  45
  46 StgDouble
  47 __2Int_encodeDouble (I_ j_high, I_ j_low, I_ e)
  48 {
  49   StgDouble r;
  50
  51   /* assuming 32 bit ints */
  52   ASSERT(sizeof(int          ) == 4            );
  53
  54   r = (StgDouble)((unsigned int)j_high);
  55   r *= 4294967296.0; /* exp2f(32); */
  56   r += (StgDouble)((unsigned int)j_low);
  57
  58   /* Now raise to the exponent */
  59   if ( r != 0.0 ) /* Lennart suggests this avoids a bug in MIPS's ldexp */
  60     r = ldexp(r, e);
  61
  62   /* sign is encoded in the size */
  63   if (j_high < 0)
  64     r = -r;
  65
  66   return r;
  67 }
  68
  69 /* Special version for words */
  70 StgDouble
  71 __word_encodeDouble (W_ j, I_ e)
  72 {
  73   StgDouble r;
  74
  75   r = (StgDouble)j;
  76
  77   /* Now raise to the exponent */
  78   if ( r != 0.0 ) /* Lennart suggests this avoids a bug in MIPS's ldexp */
  79     r = ldexp(r, e);
  80
  81   return r;
  82 }
  83
  84 /* Special version for small Integers */
  85 StgDouble
  86 __int_encodeDouble (I_ j, I_ e)
  87 {
  88   StgDouble r;
  89
  90   r = (StgDouble)__abs(j);
  91
  92   /* Now raise to the exponent */
  93   if ( r != 0.0 ) /* Lennart suggests this avoids a bug in MIPS's ldexp */
  94     r = ldexp(r, e);
  95
  96   /* sign is encoded in the size */
  97   if (j < 0)
  98     r = -r;
  99
 100   return r;
 101 }
 102
 103 /* Special version for small Integers */
 104 StgFloat
 105 __int_encodeFloat (I_ j, I_ e)
 106 {
 107   StgFloat r;
 108
 109   r = (StgFloat)__abs(j);
 110
 111   /* Now raise to the exponent */
 112   if ( r != 0.0 ) /* Lennart suggests this avoids a bug in MIPS's ldexp */
 113     r = ldexp(r, e);
 114
 115   /* sign is encoded in the size */
 116   if (j < 0)
 117     r = -r;
 118
 119   return r;
 120 }
 121
 122 /* Special version for small positive Integers */
 123 StgFloat
 124 __word_encodeFloat (W_ j, I_ e)
 125 {
 126   StgFloat r;
 127
 128   r = (StgFloat)j;
 129
 130   /* Now raise to the exponent */
 131   if ( r != 0.0 ) /* Lennart suggests this avoids a bug in MIPS's ldexp */
 132     r = ldexp(r, e);
 133
 134   return r;
 135 }
 136
 137 /* This only supports IEEE floating point */
 138
 139 void
 140 __decodeDouble_2Int (I_ *man_sign, W_ *man_high, W_ *man_low, I_ *exp, StgDouble dbl)
 141 {
 142     /* Do some bit fiddling on IEEE */
 143     unsigned int low, high;             /* assuming 32 bit ints */
 144     int sign, iexp;
 145     union { double d; unsigned int i[2]; } u;   /* assuming 32 bit ints, 64 bit double */
 146
 147     ASSERT(sizeof(unsigned int ) == 4            );
 148     ASSERT(sizeof(dbl          ) == 8            );
 149     ASSERT(sizeof(dbl          ) == SIZEOF_DOUBLE);
 150
 151     u.d = dbl;      /* grab chunks of the double */
 152     low = u.i[L];
 153     high = u.i[H];
 154
 155     if (low == 0 && (high & ~DMSBIT) == 0) {
 156         *man_low = 0;
 157         *man_high = 0;
 158         *exp = 0L;
 159     } else {
 160         iexp = ((high >> 20) & 0x7ff) + MY_DMINEXP;
 161         sign = high;
 162
 163         high &= DHIGHBIT-1;
 164         if (iexp != MY_DMINEXP) /* don't add hidden bit to denorms */
 165             high |= DHIGHBIT;
 166         else {
 167             iexp++;
 168             /* A denorm, normalize the mantissa */
 169             while (! (high & DHIGHBIT)) {
 170                 high <<= 1;
 171                 if (low & DMSBIT)
 172                     high++;
 173                 low <<= 1;
 174                 iexp--;
 175             }
 176         }
 177         *exp = (I_) iexp;
 178         *man_low = low;
 179         *man_high = high;
 180         *man_sign = (sign < 0) ? -1 : 1;
 181     }
 182 }
 183
 184 /* Convenient union types for checking the layout of IEEE 754 types -
 185    based on defs in GNU libc <ieee754.h>
 186 */
 187
 188 void
 189 __decodeFloat_Int (I_ *man, I_ *exp, StgFloat flt)
 190 {
 191     /* Do some bit fiddling on IEEE */
 192     int high, sign;                 /* assuming 32 bit ints */
 193     union { float f; int i; } u;    /* assuming 32 bit float and int */
 194
 195     ASSERT(sizeof(int          ) == 4            );
 196     ASSERT(sizeof(flt          ) == 4            );
 197     ASSERT(sizeof(flt          ) == SIZEOF_FLOAT );
 198
 199     u.f = flt;      /* grab the float */
 200     high = u.i;
 201
 202     if ((high & ~FMSBIT) == 0) {
 203         *man = 0;
 204         *exp = 0;
 205     } else {
 206         *exp = ((high >> 23) & 0xff) + MY_FMINEXP;
 207         sign = high;
 208
 209         high &= FHIGHBIT-1;
 210         if (*exp != MY_FMINEXP) /* don't add hidden bit to denorms */
 211             high |= FHIGHBIT;
 212         else {
 213             (*exp)++;
 214             /* A denorm, normalize the mantissa */
 215             while (! (high & FHIGHBIT)) {
 216                 high <<= 1;
 217                 (*exp)--;
 218             }
 219         }
 220         *man = high;
 221         if (sign < 0)
 222             *man = - *man;
 223     }
 224 }
 225