contrib/compiler-rt/lib/extendsfdf2.c

   1 //===-- lib/extendsfdf2.c - single -> double conversion -----------*- C -*-===//
   2 //
   3 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
   4 //
   5 // This file is dual licensed under the MIT and the University of Illinois Open
   6 // Source Licenses. See LICENSE.TXT for details.
   7 //
   8 //===----------------------------------------------------------------------===//
   9 //
  10 // This file implements a fairly generic conversion from a narrower to a wider
  11 // IEEE-754 floating-point type.  The constants and types defined following the
  12 // includes below parameterize the conversion.
  13 //
  14 // This routine can be trivially adapted to support conversions from
  15 // half-precision or to quad-precision. It does not support types that don't
  16 // use the usual IEEE-754 interchange formats; specifically, some work would be
  17 // needed to adapt it to (for example) the Intel 80-bit format or PowerPC
  18 // double-double format.
  19 //
  20 // Note please, however, that this implementation is only intended to support
  21 // *widening* operations; if you need to convert to a *narrower* floating-point
  22 // type (e.g. double -> float), then this routine will not do what you want it
  23 // to.
  24 //
  25 // It also requires that integer types at least as large as both formats
  26 // are available on the target platform; this may pose a problem when trying
  27 // to add support for quad on some 32-bit systems, for example.  You also may
  28 // run into trouble finding an appropriate CLZ function for wide source types;
  29 // you will likely need to roll your own on some platforms.
  30 //
  31 // Finally, the following assumptions are made:
  32 //
  33 // 1. floating-point types and integer types have the same endianness on the
  34 //    target platform
  35 //
  36 // 2. quiet NaNs, if supported, are indicated by the leading bit of the
  37 //    significand field being set
  38 //
  39 //===----------------------------------------------------------------------===//
  40
  41 #include <stdint.h>
  42 #include <limits.h>
  43
  44 #include "abi.h"
  45
  46 typedef float src_t;
  47 typedef uint32_t src_rep_t;
  48 #define SRC_REP_C UINT32_C
  49 static const int srcSigBits = 23;
  50 #define src_rep_t_clz __builtin_clz
  51
  52 typedef double dst_t;
  53 typedef uint64_t dst_rep_t;
  54 #define DST_REP_C UINT64_C
  55 static const int dstSigBits = 52;
  56
  57 // End of specialization parameters.  Two helper routines for conversion to and
  58 // from the representation of floating-point data as integer values follow.
  59
  60 static inline src_rep_t srcToRep(src_t x) {
  61     const union { src_t f; src_rep_t i; } rep = {.f = x};
  62     return rep.i;
  63 }
  64
  65 static inline dst_t dstFromRep(dst_rep_t x) {
  66     const union { dst_t f; dst_rep_t i; } rep = {.i = x};
  67     return rep.f;
  68 }
  69
  70 // End helper routines.  Conversion implementation follows.
  71
  72 ARM_EABI_FNALIAS(f2d, extendsfdf2);
  73
  74 dst_t __extendsfdf2(src_t a) {
  75
  76     // Various constants whose values follow from the type parameters.
  77     // Any reasonable optimizer will fold and propagate all of these.
  78     const int srcBits = sizeof(src_t)*CHAR_BIT;
  79     const int srcExpBits = srcBits - srcSigBits - 1;
  80     const int srcInfExp = (1 << srcExpBits) - 1;
  81     const int srcExpBias = srcInfExp >> 1;
  82
  83     const src_rep_t srcMinNormal = SRC_REP_C(1) << srcSigBits;
  84     const src_rep_t srcInfinity = (src_rep_t)srcInfExp << srcSigBits;
  85     const src_rep_t srcSignMask = SRC_REP_C(1) << (srcSigBits + srcExpBits);
  86     const src_rep_t srcAbsMask = srcSignMask - 1;
  87     const src_rep_t srcQNaN = SRC_REP_C(1) << (srcSigBits - 1);
  88     const src_rep_t srcNaNCode = srcQNaN - 1;
  89
  90     const int dstBits = sizeof(dst_t)*CHAR_BIT;
  91     const int dstExpBits = dstBits - dstSigBits - 1;
  92     const int dstInfExp = (1 << dstExpBits) - 1;
  93     const int dstExpBias = dstInfExp >> 1;
  94
  95     const dst_rep_t dstMinNormal = DST_REP_C(1) << dstSigBits;
  96
  97     // Break a into a sign and representation of the absolute value
  98     const src_rep_t aRep = srcToRep(a);
  99     const src_rep_t aAbs = aRep & srcAbsMask;
 100     const src_rep_t sign = aRep & srcSignMask;
 101     dst_rep_t absResult;
 102
 103     if (aAbs - srcMinNormal < srcInfinity - srcMinNormal) {
 104         // a is a normal number.
 105         // Extend to the destination type by shifting the significand and
 106         // exponent into the proper position and rebiasing the exponent.
 107         absResult = (dst_rep_t)aAbs << (dstSigBits - srcSigBits);
 108         absResult += (dst_rep_t)(dstExpBias - srcExpBias) << dstSigBits;
 109     }
 110
 111     else if (aAbs >= srcInfinity) {
 112         // a is NaN or infinity.
 113         // Conjure the result by beginning with infinity, then setting the qNaN
 114         // bit (if needed) and right-aligning the rest of the trailing NaN
 115         // payload field.
 116         absResult = (dst_rep_t)dstInfExp << dstSigBits;
 117         absResult |= (dst_rep_t)(aAbs & srcQNaN) << (dstSigBits - srcSigBits);
 118         absResult |= aAbs & srcNaNCode;
 119     }
 120
 121     else if (aAbs) {
 122         // a is denormal.
 123         // renormalize the significand and clear the leading bit, then insert
 124         // the correct adjusted exponent in the destination type.
 125         const int scale = src_rep_t_clz(aAbs) - src_rep_t_clz(srcMinNormal);
 126         absResult = (dst_rep_t)aAbs << (dstSigBits - srcSigBits + scale);
 127         absResult ^= dstMinNormal;
 128         const int resultExponent = dstExpBias - srcExpBias - scale + 1;
 129         absResult |= (dst_rep_t)resultExponent << dstSigBits;
 130     }
 131
 132     else {
 133         // a is zero.
 134         absResult = 0;
 135     }
 136
 137     // Apply the signbit to (dst_t)abs(a).
 138     const dst_rep_t result = absResult | (dst_rep_t)sign << (dstBits - srcBits);
 139     return dstFromRep(result);
 140 }