lib/libc/stdio/xprintf_float.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2005 Poul-Henning Kamp
   3  * Copyright (c) 1990, 1993
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * This code is derived from software contributed to Berkeley by
   7  * Chris Torek.
   8  *
   9  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  10  * modification, are permitted provided that the following conditions
  11  * are met:
  12  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  14  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  16  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  17  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  * $FreeBSD$
  34  */
  35
  36 #include <namespace.h>
  37 #include <stdio.h>
  38 #include <wchar.h>
  39 #include <assert.h>
  40 #include <locale.h>
  41 #include <limits.h>
  42
  43 #define dtoa            __dtoa
  44 #define freedtoa        __freedtoa
  45
  46 #include <float.h>
  47 #include <math.h>
  48 #include "gdtoa.h"
  49 #include "floatio.h"
  50 #include "printf.h"
  51 #include <un-namespace.h>
  52
  53 /*
  54  * The size of the buffer we use as scratch space for integer
  55  * conversions, among other things.  Technically, we would need the
  56  * most space for base 10 conversions with thousands' grouping
  57  * characters between each pair of digits.  100 bytes is a
  58  * conservative overestimate even for a 128-bit uintmax_t.
  59  */
  60 #define BUF     100
  61
  62 #define DEFPREC         6       /* Default FP precision */
  63
  64
  65 /* various globals ---------------------------------------------------*/
  66
  67
  68 /* padding function---------------------------------------------------*/
  69
  70 #define PRINTANDPAD(p, ep, len, with) do {              \
  71         n2 = (ep) - (p);                                \
  72         if (n2 > (len))                                 \
  73                 n2 = (len);                             \
  74         if (n2 > 0)                                     \
  75                 ret += __printf_puts(io, (p), n2);              \
  76         ret += __printf_pad(io, (len) - (n2 > 0 ? n2 : 0), (with));     \
  77 } while(0)
  78
  79 /* misc --------------------------------------------------------------*/
  80
  81 #define to_char(n)      ((n) + '0')
  82
  83 static int
  84 exponent(char *p0, int expo, int fmtch)
  85 {
  86         char *p, *t;
  87         char expbuf[MAXEXPDIG];
  88
  89         p = p0;
  90         *p++ = fmtch;
  91         if (expo < 0) {
  92                 expo = -expo;
  93                 *p++ = '-';
  94         }
  95         else
  96                 *p++ = '+';
  97         t = expbuf + MAXEXPDIG;
  98         if (expo > 9) {
  99                 do {
 100                         *--t = to_char(expo % 10);
 101                 } while ((expo /= 10) > 9);
 102                 *--t = to_char(expo);
 103                 for (; t < expbuf + MAXEXPDIG; *p++ = *t++)
 104                         ;
 105         }
 106         else {
 107                 /*
 108                  * Exponents for decimal floating point conversions
 109                  * (%[eEgG]) must be at least two characters long,
 110                  * whereas exponents for hexadecimal conversions can
 111                  * be only one character long.
 112                  */
 113                 if (fmtch == 'e' || fmtch == 'E')
 114                         *p++ = '0';
 115                 *p++ = to_char(expo);
 116         }
 117         return (p - p0);
 118 }
 119
 120 /* 'f' ---------------------------------------------------------------*/
 121
 122 int
 123 __printf_arginfo_float(const struct printf_info *pi, size_t n, int *argt)
 124 {
 125         assert (n > 0);
 126         argt[0] = PA_DOUBLE;
 127         if (pi->is_long_double)
 128                 argt[0] |= PA_FLAG_LONG_DOUBLE;
 129         return (1);
 130 }
 131
 132 /*
 133  * We can decompose the printed representation of floating
 134  * point numbers into several parts, some of which may be empty:
 135  *
 136  * [+|-| ] [0x|0X] MMM . NNN [e|E|p|P] [+|-] ZZ
 137  *    A       B     ---C---      D       E   F
 138  *
 139  * A:   'sign' holds this value if present; '\0' otherwise
 140  * B:   ox[1] holds the 'x' or 'X'; '\0' if not hexadecimal
 141  * C:   cp points to the string MMMNNN.  Leading and trailing
 142  *      zeros are not in the string and must be added.
 143  * D:   expchar holds this character; '\0' if no exponent, e.g. %f
 144  * F:   at least two digits for decimal, at least one digit for hex
 145  */
 146
 147 int
 148 __printf_render_float(struct __printf_io *io, const struct printf_info *pi, const void *const *arg)
 149 {
 150         int prec;               /* precision from format; <0 for N/A */
 151         char *dtoaresult;       /* buffer allocated by dtoa */
 152         char expchar;           /* exponent character: [eEpP\0] */
 153         char *cp;
 154         int expt;               /* integer value of exponent */
 155         int signflag;           /* true if float is negative */
 156         char *dtoaend;          /* pointer to end of converted digits */
 157         char sign;              /* sign prefix (' ', '+', '-', or \0) */
 158         int size;               /* size of converted field or string */
 159         int ndig;               /* actual number of digits returned by dtoa */
 160         int expsize;            /* character count for expstr */
 161         char expstr[MAXEXPDIG+2];       /* buffer for exponent string: e+ZZZ */
 162         int nseps;              /* number of group separators with ' */
 163         int nrepeats;           /* number of repeats of the last group */
 164         const char *grouping;   /* locale specific numeric grouping rules */
 165         int lead;               /* sig figs before decimal or group sep */
 166         long double ld;
 167         double d;
 168         int realsz;             /* field size expanded by dprec, sign, etc */
 169         int dprec;              /* a copy of prec if [diouxX], 0 otherwise */
 170         char ox[2];             /* space for 0x; ox[1] is either x, X, or \0 */
 171         int prsize;             /* max size of printed field */
 172         int ret;                /* return value accumulator */
 173         char *decimal_point;    /* locale specific decimal point */
 174         int n2;                 /* XXX: for PRINTANDPAD */
 175         char thousands_sep;     /* locale specific thousands separator */
 176         char buf[BUF];          /* buffer with space for digits of uintmax_t */
 177         const char *xdigs;
 178         int flag;
 179
 180         prec = pi->prec;
 181         ox[1] = '\0';
 182         sign = pi->showsign;
 183         flag = 0;
 184         ret = 0;
 185
 186         thousands_sep = *(localeconv()->thousands_sep);
 187         grouping = NULL;
 188         if (pi->alt)
 189                 grouping = localeconv()->grouping;
 190         decimal_point = localeconv()->decimal_point;
 191         dprec = -1;
 192
 193         switch(pi->spec) {
 194         case 'a':
 195         case 'A':
 196                 if (pi->spec == 'a') {
 197                         ox[1] = 'x';
 198                         xdigs = __lowercase_hex;
 199                         expchar = 'p';
 200                 } else {
 201                         ox[1] = 'X';
 202                         xdigs = __uppercase_hex;
 203                         expchar = 'P';
 204                 }
 205                 if (prec >= 0)
 206                         prec++;
 207                 if (pi->is_long_double) {
 208                         ld = *((long double *)arg[0]);
 209                         dtoaresult = cp =
 210                             __hldtoa(ld, xdigs, prec,
 211                             &expt, &signflag, &dtoaend);
 212                 } else {
 213                         d = *((double *)arg[0]);
 214                         dtoaresult = cp =
 215                             __hdtoa(d, xdigs, prec,
 216                             &expt, &signflag, &dtoaend);
 217                 }
 218                 if (prec < 0)
 219                         prec = dtoaend - cp;
 220                 if (expt == INT_MAX)
 221                         ox[1] = '\0';
 222                 goto fp_common;
 223         case 'e':
 224         case 'E':
 225                 expchar = pi->spec;
 226                 if (prec < 0)   /* account for digit before decpt */
 227                         prec = DEFPREC + 1;
 228                 else
 229                         prec++;
 230                 break;
 231         case 'f':
 232         case 'F':
 233                 expchar = '\0';
 234                 break;
 235         case 'g':
 236         case 'G':
 237                 expchar = pi->spec - ('g' - 'e');
 238                 if (prec == 0)
 239                         prec = 1;
 240                 break;
 241         default:
 242                 assert(pi->spec == 'f');
 243         }
 244
 245         if (prec < 0)
 246                 prec = DEFPREC;
 247         if (pi->is_long_double) {
 248                 ld = *((long double *)arg[0]);
 249                 dtoaresult = cp =
 250                     __ldtoa(&ld, expchar ? 2 : 3, prec,
 251                     &expt, &signflag, &dtoaend);
 252         } else {
 253                 d = *((double *)arg[0]);
 254                 dtoaresult = cp =
 255                     dtoa(d, expchar ? 2 : 3, prec,
 256                     &expt, &signflag, &dtoaend);
 257                 if (expt == 9999)
 258                         expt = INT_MAX;
 259         }
 260 fp_common:
 261         if (signflag)
 262                 sign = '-';
 263         if (expt == INT_MAX) {  /* inf or nan */
 264                 if (*cp == 'N') {
 265                         cp = (pi->spec >= 'a') ? "nan" : "NAN";
 266                         sign = '\0';
 267                 } else
 268                         cp = (pi->spec >= 'a') ? "inf" : "INF";
 269                 size = 3;
 270                 flag = 1;
 271                 goto here;
 272         }
 273         ndig = dtoaend - cp;
 274         if (pi->spec == 'g' || pi->spec == 'G') {
 275                 if (expt > -4 && expt <= prec) {
 276                         /* Make %[gG] smell like %[fF] */
 277                         expchar = '\0';
 278                         if (pi->alt)
 279                                 prec -= expt;
 280                         else
 281                                 prec = ndig - expt;
 282                         if (prec < 0)
 283                                 prec = 0;
 284                 } else {
 285                         /*
 286                          * Make %[gG] smell like %[eE], but
 287                          * trim trailing zeroes if no # flag.
 288                          */
 289                         if (!pi->alt)
 290                                 prec = ndig;
 291                 }
 292         }
 293         if (expchar) {
 294                 expsize = exponent(expstr, expt - 1, expchar);
 295                 size = expsize + prec;
 296                 if (prec > 1 || pi->alt)
 297                         ++size;
 298         } else {
 299                 /* space for digits before decimal point */
 300                 if (expt > 0)
 301                         size = expt;
 302                 else    /* "0" */
 303                         size = 1;
 304                 /* space for decimal pt and following digits */
 305                 if (prec || pi->alt)
 306                         size += prec + 1;
 307                 if (grouping && expt > 0) {
 308                         /* space for thousands' grouping */
 309                         nseps = nrepeats = 0;
 310                         lead = expt;
 311                         while (*grouping != CHAR_MAX) {
 312                                 if (lead <= *grouping)
 313                                         break;
 314                                 lead -= *grouping;
 315                                 if (*(grouping+1)) {
 316                                         nseps++;
 317                                         grouping++;
 318                                 } else
 319                                         nrepeats++;
 320                         }
 321                         size += nseps + nrepeats;
 322                 } else
 323                         lead = expt;
 324         }
 325
 326 here:
 327         /*
 328          * All reasonable formats wind up here.  At this point, `cp'
 329          * points to a string which (if not flags&LADJUST) should be
 330          * padded out to `width' places.  If flags&ZEROPAD, it should
 331          * first be prefixed by any sign or other prefix; otherwise,
 332          * it should be blank padded before the prefix is emitted.
 333          * After any left-hand padding and prefixing, emit zeroes
 334          * required by a decimal [diouxX] precision, then print the
 335          * string proper, then emit zeroes required by any leftover
 336          * floating precision; finally, if LADJUST, pad with blanks.
 337          *
 338          * Compute actual size, so we know how much to pad.
 339          * size excludes decimal prec; realsz includes it.
 340          */
 341         realsz = dprec > size ? dprec : size;
 342         if (sign)
 343                 realsz++;
 344         if (ox[1])
 345                 realsz += 2;
 346
 347         prsize = pi->width > realsz ? pi->width : realsz;
 348
 349         /* right-adjusting blank padding */
 350         if (pi->pad != '0' && pi->left == 0)
 351                 ret += __printf_pad(io, pi->width - realsz, 0);
 352
 353         /* prefix */
 354         if (sign)
 355                 ret += __printf_puts(io, &sign, 1);
 356
 357         if (ox[1]) {    /* ox[1] is either x, X, or \0 */
 358                 ox[0] = '0';
 359                 ret += __printf_puts(io, ox, 2);
 360         }
 361
 362         /* right-adjusting zero padding */
 363         if (pi->pad == '0' && pi->left == 0)
 364                 ret += __printf_pad(io, pi->width - realsz, 1);
 365
 366         /* leading zeroes from decimal precision */
 367         ret += __printf_pad(io, dprec - size, 1);
 368
 369         if (flag)
 370                 ret += __printf_puts(io, cp, size);
 371         else {
 372                 /* glue together f_p fragments */
 373                 if (!expchar) { /* %[fF] or sufficiently short %[gG] */
 374                         if (expt <= 0) {
 375                                 ret += __printf_puts(io, "0", 1);
 376                                 if (prec || pi->alt)
 377                                         ret += __printf_puts(io, decimal_point, 1);
 378                                 ret += __printf_pad(io, -expt, 1);
 379                                 /* already handled initial 0's */
 380                                 prec += expt;
 381                         } else {
 382                                 PRINTANDPAD(cp, dtoaend, lead, 1);
 383                                 cp += lead;
 384                                 if (grouping) {
 385                                         while (nseps>0 || nrepeats>0) {
 386                                                 if (nrepeats > 0)
 387                                                         nrepeats--;
 388                                                 else {
 389                                                         grouping--;
 390                                                         nseps--;
 391                                                 }
 392                                                 ret += __printf_puts(io, &thousands_sep, 1);
 393                                                 PRINTANDPAD(cp,dtoaend,
 394                                                     *grouping, 1);
 395                                                 cp += *grouping;
 396                                         }
 397                                         if (cp > dtoaend)
 398                                                 cp = dtoaend;
 399                                 }
 400                                 if (prec || pi->alt)
 401                                         ret += __printf_puts(io, decimal_point,1);
 402                         }
 403                         PRINTANDPAD(cp, dtoaend, prec, 1);
 404                 } else {        /* %[eE] or sufficiently long %[gG] */
 405                         if (prec > 1 || pi->alt) {
 406                                 buf[0] = *cp++;
 407                                 buf[1] = *decimal_point;
 408                                 ret += __printf_puts(io, buf, 2);
 409                                 ret += __printf_puts(io, cp, ndig-1);
 410                                 ret += __printf_pad(io, prec - ndig, 1);
 411                         } else  /* XeYYY */
 412                                 ret += __printf_puts(io, cp, 1);
 413                         ret += __printf_puts(io, expstr, expsize);
 414                 }
 415         }
 416         /* left-adjusting padding (always blank) */
 417         if (pi->left)
 418                 ret += __printf_pad(io, pi->width - realsz, 0);
 419
 420         __printf_flush(io);
 421         if (dtoaresult != NULL)
 422                 freedtoa(dtoaresult);
 423
 424         return (ret);
 425 }