lib/libc/gdtoa/_hdtoa.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
   3  *
   4  * Copyright (c) 2004-2008 David Schultz <das@FreeBSD.ORG>
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 __FBSDID("$FreeBSD$");
  31
  32 #include <float.h>
  33 #include <limits.h>
  34 #include <math.h>
  35
  36 #include "../stdio/floatio.h"
  37 #include "fpmath.h"
  38 #include "gdtoaimp.h"
  39
  40 /* Strings values used by dtoa() */
  41 #define INFSTR  "Infinity"
  42 #define NANSTR  "NaN"
  43
  44 #define DBL_ADJ (DBL_MAX_EXP - 2)
  45 #define SIGFIGS ((DBL_MANT_DIG + 3) / 4 + 1)
  46
  47 static const float one[] = { 1.0f, -1.0f };
  48
  49 /*
  50  * This procedure converts a double-precision number in IEEE format
  51  * into a string of hexadecimal digits and an exponent of 2.  Its
  52  * behavior is bug-for-bug compatible with dtoa() in mode 2, with the
  53  * following exceptions:
  54  *
  55  * - An ndigits < 0 causes it to use as many digits as necessary to
  56  *   represent the number exactly.
  57  * - The additional xdigs argument should point to either the string
  58  *   "0123456789ABCDEF" or the string "0123456789abcdef", depending on
  59  *   which case is desired.
  60  * - This routine does not repeat dtoa's mistake of setting decpt
  61  *   to 9999 in the case of an infinity or NaN.  INT_MAX is used
  62  *   for this purpose instead.
  63  *
  64  * Note that the C99 standard does not specify what the leading digit
  65  * should be for non-zero numbers.  For instance, 0x1.3p3 is the same
  66  * as 0x2.6p2 is the same as 0x4.cp3.  This implementation always makes
  67  * the leading digit a 1. This ensures that the exponent printed is the
  68  * actual base-2 exponent, i.e., ilogb(d).
  69  *
  70  * Inputs:      d, xdigs, ndigits
  71  * Outputs:     decpt, sign, rve
  72  */
  73 char *
  74 __hdtoa(double d, const char *xdigs, int ndigits, int *decpt, int *sign,
  75     char **rve)
  76 {
  77         union IEEEd2bits u;
  78         char *s, *s0;
  79         int bufsize;
  80         uint32_t manh, manl;
  81
  82         u.d = d;
  83         *sign = u.bits.sign;
  84
  85         switch (fpclassify(d)) {
  86         case FP_NORMAL:
  87                 *decpt = u.bits.exp - DBL_ADJ;
  88                 break;
  89         case FP_ZERO:
  90                 *decpt = 1;
  91                 return (nrv_alloc("0", rve, 1));
  92         case FP_SUBNORMAL:
  93                 u.d *= 0x1p514;
  94                 *decpt = u.bits.exp - (514 + DBL_ADJ);
  95                 break;
  96         case FP_INFINITE:
  97                 *decpt = INT_MAX;
  98                 return (nrv_alloc(INFSTR, rve, sizeof(INFSTR) - 1));
  99         default:        /* FP_NAN or unrecognized */
 100                 *decpt = INT_MAX;
 101                 return (nrv_alloc(NANSTR, rve, sizeof(NANSTR) - 1));
 102         }
 103
 104         /* FP_NORMAL or FP_SUBNORMAL */
 105
 106         if (ndigits == 0)               /* dtoa() compatibility */
 107                 ndigits = 1;
 108
 109         /*
 110          * If ndigits < 0, we are expected to auto-size, so we allocate
 111          * enough space for all the digits.
 112          */
 113         bufsize = (ndigits > 0) ? ndigits : SIGFIGS;
 114         s0 = rv_alloc(bufsize);
 115
 116         /* Round to the desired number of digits. */
 117         if (SIGFIGS > ndigits && ndigits > 0) {
 118                 float redux = one[u.bits.sign];
 119                 int offset = 4 * ndigits + DBL_MAX_EXP - 4 - DBL_MANT_DIG;
 120                 u.bits.exp = offset;
 121                 u.d += redux;
 122                 u.d -= redux;
 123                 *decpt += u.bits.exp - offset;
 124         }
 125
 126         manh = u.bits.manh;
 127         manl = u.bits.manl;
 128         *s0 = '1';
 129         for (s = s0 + 1; s < s0 + bufsize; s++) {
 130                 *s = xdigs[(manh >> (DBL_MANH_SIZE - 4)) & 0xf];
 131                 manh = (manh << 4) | (manl >> (DBL_MANL_SIZE - 4));
 132                 manl <<= 4;
 133         }
 134
 135         /* If ndigits < 0, we are expected to auto-size the precision. */
 136         if (ndigits < 0) {
 137                 for (ndigits = SIGFIGS; s0[ndigits - 1] == '0'; ndigits--)
 138                         ;
 139         }
 140
 141         s = s0 + ndigits;
 142         *s = '\0';
 143         if (rve != NULL)
 144                 *rve = s;
 145         return (s0);
 146 }