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 ret;                /* return value accumulator */
 172         char *decimal_point;    /* locale specific decimal point */
 173         int n2;                 /* XXX: for PRINTANDPAD */
 174         char thousands_sep;     /* locale specific thousands separator */
 175         char buf[BUF];          /* buffer with space for digits of uintmax_t */
 176         const char *xdigs;
 177         int flag;
 178
 179         prec = pi->prec;
 180         ox[1] = '\0';
 181         sign = pi->showsign;
 182         flag = 0;
 183         ret = 0;
 184
 185         thousands_sep = *(localeconv()->thousands_sep);
 186         grouping = NULL;
 187         if (pi->alt)
 188                 grouping = localeconv()->grouping;
 189         decimal_point = localeconv()->decimal_point;
 190         dprec = -1;
 191
 192         switch(pi->spec) {
 193         case 'a':
 194         case 'A':
 195                 if (pi->spec == 'a') {
 196                         ox[1] = 'x';
 197                         xdigs = __lowercase_hex;
 198                         expchar = 'p';
 199                 } else {
 200                         ox[1] = 'X';
 201                         xdigs = __uppercase_hex;
 202                         expchar = 'P';
 203                 }
 204                 if (prec >= 0)
 205                         prec++;
 206                 if (pi->is_long_double) {
 207                         ld = *((long double *)arg[0]);
 208                         dtoaresult = cp =
 209                             __hldtoa(ld, xdigs, prec,
 210                             &expt, &signflag, &dtoaend);
 211                 } else {
 212                         d = *((double *)arg[0]);
 213                         dtoaresult = cp =
 214                             __hdtoa(d, xdigs, prec,
 215                             &expt, &signflag, &dtoaend);
 216                 }
 217                 if (prec < 0)
 218                         prec = dtoaend - cp;
 219                 if (expt == INT_MAX)
 220                         ox[1] = '\0';
 221                 goto fp_common;
 222         case 'e':
 223         case 'E':
 224                 expchar = pi->spec;
 225                 if (prec < 0)   /* account for digit before decpt */
 226                         prec = DEFPREC + 1;
 227                 else
 228                         prec++;
 229                 break;
 230         case 'f':
 231         case 'F':
 232                 expchar = '\0';
 233                 break;
 234         case 'g':
 235         case 'G':
 236                 expchar = pi->spec - ('g' - 'e');
 237                 if (prec == 0)
 238                         prec = 1;
 239                 break;
 240         default:
 241                 assert(pi->spec == 'f');
 242         }
 243
 244         if (prec < 0)
 245                 prec = DEFPREC;
 246         if (pi->is_long_double) {
 247                 ld = *((long double *)arg[0]);
 248                 dtoaresult = cp =
 249                     __ldtoa(&ld, expchar ? 2 : 3, prec,
 250                     &expt, &signflag, &dtoaend);
 251         } else {
 252                 d = *((double *)arg[0]);
 253                 dtoaresult = cp =
 254                     dtoa(d, expchar ? 2 : 3, prec,
 255                     &expt, &signflag, &dtoaend);
 256                 if (expt == 9999)
 257                         expt = INT_MAX;
 258         }
 259 fp_common:
 260         if (signflag)
 261                 sign = '-';
 262         if (expt == INT_MAX) {  /* inf or nan */
 263                 if (*cp == 'N') {
 264                         cp = (pi->spec >= 'a') ? "nan" : "NAN";
 265                         sign = '\0';
 266                 } else
 267                         cp = (pi->spec >= 'a') ? "inf" : "INF";
 268                 size = 3;
 269                 flag = 1;
 270                 goto here;
 271         }
 272         ndig = dtoaend - cp;
 273         if (pi->spec == 'g' || pi->spec == 'G') {
 274                 if (expt > -4 && expt <= prec) {
 275                         /* Make %[gG] smell like %[fF] */
 276                         expchar = '\0';
 277                         if (pi->alt)
 278                                 prec -= expt;
 279                         else
 280                                 prec = ndig - expt;
 281                         if (prec < 0)
 282                                 prec = 0;
 283                 } else {
 284                         /*
 285                          * Make %[gG] smell like %[eE], but
 286                          * trim trailing zeroes if no # flag.
 287                          */
 288                         if (!pi->alt)
 289                                 prec = ndig;
 290                 }
 291         }
 292         if (expchar) {
 293                 expsize = exponent(expstr, expt - 1, expchar);
 294                 size = expsize + prec;
 295                 if (prec > 1 || pi->alt)
 296                         ++size;
 297         } else {
 298                 /* space for digits before decimal point */
 299                 if (expt > 0)
 300                         size = expt;
 301                 else    /* "0" */
 302                         size = 1;
 303                 /* space for decimal pt and following digits */
 304                 if (prec || pi->alt)
 305                         size += prec + 1;
 306                 if (grouping && expt > 0) {
 307                         /* space for thousands' grouping */
 308                         nseps = nrepeats = 0;
 309                         lead = expt;
 310                         while (*grouping != CHAR_MAX) {
 311                                 if (lead <= *grouping)
 312                                         break;
 313                                 lead -= *grouping;
 314                                 if (*(grouping+1)) {
 315                                         nseps++;
 316                                         grouping++;
 317                                 } else
 318                                         nrepeats++;
 319                         }
 320                         size += nseps + nrepeats;
 321                 } else
 322                         lead = expt;
 323         }
 324
 325 here:
 326         /*
 327          * All reasonable formats wind up here.  At this point, `cp'
 328          * points to a string which (if not flags&LADJUST) should be
 329          * padded out to `width' places.  If flags&ZEROPAD, it should
 330          * first be prefixed by any sign or other prefix; otherwise,
 331          * it should be blank padded before the prefix is emitted.
 332          * After any left-hand padding and prefixing, emit zeroes
 333          * required by a decimal [diouxX] precision, then print the
 334          * string proper, then emit zeroes required by any leftover
 335          * floating precision; finally, if LADJUST, pad with blanks.
 336          *
 337          * Compute actual size, so we know how much to pad.
 338          * size excludes decimal prec; realsz includes it.
 339          */
 340         realsz = dprec > size ? dprec : size;
 341         if (sign)
 342                 realsz++;
 343         if (ox[1])
 344                 realsz += 2;
 345
 346         /* right-adjusting blank padding */
 347         if (pi->pad != '0' && pi->left == 0)
 348                 ret += __printf_pad(io, pi->width - realsz, 0);
 349
 350         /* prefix */
 351         if (sign)
 352                 ret += __printf_puts(io, &sign, 1);
 353
 354         if (ox[1]) {    /* ox[1] is either x, X, or \0 */
 355                 ox[0] = '0';
 356                 ret += __printf_puts(io, ox, 2);
 357         }
 358
 359         /* right-adjusting zero padding */
 360         if (pi->pad == '0' && pi->left == 0)
 361                 ret += __printf_pad(io, pi->width - realsz, 1);
 362
 363         /* leading zeroes from decimal precision */
 364         ret += __printf_pad(io, dprec - size, 1);
 365
 366         if (flag)
 367                 ret += __printf_puts(io, cp, size);
 368         else {
 369                 /* glue together f_p fragments */
 370                 if (!expchar) { /* %[fF] or sufficiently short %[gG] */
 371                         if (expt <= 0) {
 372                                 ret += __printf_puts(io, "0", 1);
 373                                 if (prec || pi->alt)
 374                                         ret += __printf_puts(io, decimal_point, 1);
 375                                 ret += __printf_pad(io, -expt, 1);
 376                                 /* already handled initial 0's */
 377                                 prec += expt;
 378                         } else {
 379                                 PRINTANDPAD(cp, dtoaend, lead, 1);
 380                                 cp += lead;
 381                                 if (grouping) {
 382                                         while (nseps>0 || nrepeats>0) {
 383                                                 if (nrepeats > 0)
 384                                                         nrepeats--;
 385                                                 else {
 386                                                         grouping--;
 387                                                         nseps--;
 388                                                 }
 389                                                 ret += __printf_puts(io, &thousands_sep, 1);
 390                                                 PRINTANDPAD(cp,dtoaend,
 391                                                     *grouping, 1);
 392                                                 cp += *grouping;
 393                                         }
 394                                         if (cp > dtoaend)
 395                                                 cp = dtoaend;
 396                                 }
 397                                 if (prec || pi->alt)
 398                                         ret += __printf_puts(io, decimal_point,1);
 399                         }
 400                         PRINTANDPAD(cp, dtoaend, prec, 1);
 401                 } else {        /* %[eE] or sufficiently long %[gG] */
 402                         if (prec > 1 || pi->alt) {
 403                                 buf[0] = *cp++;
 404                                 buf[1] = *decimal_point;
 405                                 ret += __printf_puts(io, buf, 2);
 406                                 ret += __printf_puts(io, cp, ndig-1);
 407                                 ret += __printf_pad(io, prec - ndig, 1);
 408                         } else  /* XeYYY */
 409                                 ret += __printf_puts(io, cp, 1);
 410                         ret += __printf_puts(io, expstr, expsize);
 411                 }
 412         }
 413         /* left-adjusting padding (always blank) */
 414         if (pi->left)
 415                 ret += __printf_pad(io, pi->width - realsz, 0);
 416
 417         __printf_flush(io);
 418         if (dtoaresult != NULL)
 419                 freedtoa(dtoaresult);
 420
 421         return (ret);
 422 }