home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Geek Gadgets 1 / ADE-1.bin / ade-dist / gdb-4.16-base.tgz / gdb-4.16-base.tar / fsf / gdb / sim / ppc / dp-bit.c < prev    next >
Encoding:
C/C++ Source or Header  |  1995-08-23  |  27.6 KB  |  1,308 lines
  1. /* This is a software floating point library which can be used instead of
  2.    the floating point routines in libgcc1.c for targets without hardware
  3.    floating point.  */
  4.  
  5. /* Copyright (C) 1994 Free Software Foundation, Inc.
  6.  
  7. This file is free software; you can redistribute it and/or modify it
  8. under the terms of the GNU General Public License as published by the
  9. Free Software Foundation; either version 2, or (at your option) any
  10. later version.
  11.  
  12. In addition to the permissions in the GNU General Public License, the
  13. Free Software Foundation gives you unlimited permission to link the
  14. compiled version of this file with other programs, and to distribute
  15. those programs without any restriction coming from the use of this
  16. file.  (The General Public License restrictions do apply in other
  17. respects; for example, they cover modification of the file, and
  18. distribution when not linked into another program.)
  19.  
  20. This file is distributed in the hope that it will be useful, but
  21. WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  22. MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  23. General Public License for more details.
  24.  
  25. You should have received a copy of the GNU General Public License
  26. along with this program; see the file COPYING.  If not, write to
  27. the Free Software Foundation, 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.  */
  28.  
  29. /* As a special exception, if you link this library with other files,
  30.    some of which are compiled with GCC, to produce an executable,
  31.    this library does not by itself cause the resulting executable
  32.    to be covered by the GNU General Public License.
  33.    This exception does not however invalidate any other reasons why
  34.    the executable file might be covered by the GNU General Public License.  */
  35.  
  36. /* This implements IEEE 754 format arithmetic, but does not provide a
  37.    mechanism for setting the rounding mode, or for generating or handling
  38.    exceptions.
  39.  
  40.    The original code by Steve Chamberlain, hacked by Mark Eichin and Jim
  41.    Wilson, all of Cygnus Support.  */
  42.  
  43. /* The intended way to use this file is to make two copies, add `#define FLOAT'
  44.    to one copy, then compile both copies and add them to libgcc.a.  */
  45.  
  46. /* The following macros can be defined to change the behaviour of this file:
  47.    FLOAT: Implement a `float', aka SFmode, fp library.  If this is not
  48.      defined, then this file implements a `double', aka DFmode, fp library.
  49.    FLOAT_ONLY: Used with FLOAT, to implement a `float' only library, i.e.
  50.      don't include float->double conversion which requires the double library.
  51.      This is useful only for machines which can't support doubles, e.g. some
  52.      8-bit processors.
  53.    CMPtype: Specify the type that floating point compares should return.
  54.      This defaults to SItype, aka int.
  55.    US_SOFTWARE_GOFAST: This makes all entry points use the same names as the
  56.      US Software goFast library.  If this is not defined, the entry points use
  57.      the same names as libgcc1.c.
  58.    _DEBUG_BITFLOAT: This makes debugging the code a little easier, by adding
  59.      two integers to the FLO_union_type.  
  60.    NO_NANS: Disable nan and infinity handling
  61.    SMALL_MACHINE: Useful when operations on QIs and HIs are faster
  62.      than on an SI */
  63.  
  64. #ifndef SFtype
  65. typedef SFtype __attribute__ ((mode (SF)));
  66. #endif
  67. #ifndef DFtype
  68. typedef DFtype __attribute__ ((mode (DF)));
  69. #endif
  70.  
  71. #ifndef HItype
  72. typedef int HItype __attribute__ ((mode (HI)));
  73. #endif
  74. #ifndef SItype
  75. typedef int SItype __attribute__ ((mode (SI)));
  76. #endif
  77. #ifndef DItype
  78. typedef int DItype __attribute__ ((mode (DI)));
  79. #endif
  80.  
  81. /* The type of the result of a fp compare */
  82. #ifndef CMPtype
  83. #define CMPtype SItype
  84. #endif
  85.  
  86. #ifndef UHItype
  87. typedef unsigned int UHItype __attribute__ ((mode (HI)));
  88. #endif
  89. #ifndef USItype
  90. typedef unsigned int USItype __attribute__ ((mode (SI)));
  91. #endif
  92. #ifndef UDItype
  93. typedef unsigned int UDItype __attribute__ ((mode (DI)));
  94. #endif
  95.  
  96. #define MAX_SI_INT   ((SItype) ((unsigned) (~0)>>1))
  97. #define MAX_USI_INT  ((USItype) ~0)
  98.  
  99.  
  100. #ifdef FLOAT_ONLY
  101. #define NO_DI_MODE
  102. #endif
  103.  
  104. #ifdef FLOAT
  105. #    define NGARDS    7L
  106. #    define GARDROUND 0x3f
  107. #    define GARDMASK  0x7f
  108. #    define GARDMSB   0x40
  109. #    define EXPBITS 8
  110. #    define EXPBIAS 127
  111. #    define FRACBITS 23
  112. #    define EXPMAX (0xff)
  113. #    define QUIET_NAN 0x100000L
  114. #    define FRAC_NBITS 32
  115. #    define FRACHIGH  0x80000000L
  116. #    define FRACHIGH2 0xc0000000L
  117.     typedef USItype fractype;
  118.     typedef UHItype halffractype;
  119.     typedef SFtype FLO_type;
  120.     typedef SItype intfrac;
  121.  
  122. #else
  123. #    define PREFIXFPDP dp
  124. #    define PREFIXSFDF df
  125. #    define NGARDS 8L
  126. #    define GARDROUND 0x7f
  127. #    define GARDMASK  0xff
  128. #    define GARDMSB   0x80
  129. #    define EXPBITS 11
  130. #    define EXPBIAS 1023
  131. #    define FRACBITS 52
  132. #    define EXPMAX (0x7ff)
  133. #    define QUIET_NAN 0x8000000000000LL
  134. #    define FRAC_NBITS 64
  135. #    define FRACHIGH  0x8000000000000000LL
  136. #    define FRACHIGH2 0xc000000000000000LL
  137.     typedef UDItype fractype;
  138.     typedef USItype halffractype;
  139.     typedef DFtype FLO_type;
  140.     typedef DItype intfrac;
  141. #endif
  142.  
  143. #ifdef US_SOFTWARE_GOFAST
  144. #    ifdef FLOAT
  145. #        define add         fpadd
  146. #        define sub         fpsub
  147. #        define multiply     fpmul
  148. #        define divide         fpdiv
  149. #        define compare         fpcmp
  150. #        define si_to_float     sitofp
  151. #        define float_to_si     fptosi
  152. #        define float_to_usi     fptoui
  153. #        define negate         __negsf2
  154. #        define sf_to_df        fptodp
  155. #        define dptofp         dptofp
  156. #else
  157. #        define add         dpadd
  158. #        define sub         dpsub
  159. #        define multiply     dpmul
  160. #        define divide         dpdiv
  161. #        define compare         dpcmp
  162. #        define si_to_float     litodp
  163. #        define float_to_si     dptoli
  164. #        define float_to_usi     dptoul
  165. #        define negate         __negdf2
  166. #        define df_to_sf     dptofp
  167. #endif
  168. #else
  169. #    ifdef FLOAT
  170. #        define add         __addsf3
  171. #        define sub         __subsf3
  172. #        define multiply     __mulsf3
  173. #        define divide         __divsf3
  174. #        define compare         __cmpsf2
  175. #        define _eq_f2         __eqsf2
  176. #        define _ne_f2         __nesf2
  177. #        define _gt_f2         __gtsf2
  178. #        define _ge_f2         __gesf2
  179. #        define _lt_f2         __ltsf2
  180. #        define _le_f2         __lesf2
  181. #        define si_to_float     __floatsisf
  182. #        define float_to_si     __fixsfsi
  183. #        define float_to_usi     __fixunssfsi
  184. #        define negate         __negsf2
  185. #        define sf_to_df        __extendsfdf2
  186. #else
  187. #        define add         __adddf3
  188. #        define sub         __subdf3
  189. #        define multiply     __muldf3
  190. #        define divide         __divdf3
  191. #        define compare         __cmpdf2
  192. #        define _eq_f2         __eqdf2
  193. #        define _ne_f2         __nedf2
  194. #        define _gt_f2         __gtdf2
  195. #        define _ge_f2         __gedf2
  196. #        define _lt_f2         __ltdf2
  197. #        define _le_f2         __ledf2
  198. #        define si_to_float     __floatsidf
  199. #        define float_to_si     __fixdfsi
  200. #        define float_to_usi     __fixunsdfsi
  201. #        define negate         __negdf2
  202. #        define df_to_sf        __truncdfsf2
  203. #    endif
  204. #endif
  205.  
  206.  
  207. #ifndef INLINE
  208. #define INLINE __inline__
  209. #endif
  210.  
  211. /* Preserve the sticky-bit when shifting fractions to the right.  */
  212. #define LSHIFT(a) { a = (a & 1) | (a >> 1); }
  213.  
  214. /* numeric parameters */
  215. /* F_D_BITOFF is the number of bits offset between the MSB of the mantissa
  216.    of a float and of a double. Assumes there are only two float types.
  217.    (double::FRAC_BITS+double::NGARGS-(float::FRAC_BITS-float::NGARDS))
  218.  */
  219. #define F_D_BITOFF (52+8-(23+7))
  220.  
  221.  
  222. #define NORMAL_EXPMIN (-(EXPBIAS)+1)
  223. #define IMPLICIT_1 (1LL<<(FRACBITS+NGARDS))
  224. #define IMPLICIT_2 (1LL<<(FRACBITS+1+NGARDS))
  225.  
  226. /* common types */
  227.  
  228. typedef enum
  229. {
  230.   CLASS_SNAN,
  231.   CLASS_QNAN,
  232.   CLASS_ZERO,
  233.   CLASS_NUMBER,
  234.   CLASS_INFINITY
  235. } fp_class_type;
  236.  
  237. typedef struct
  238. {
  239. #ifdef SMALL_MACHINE
  240.   char class;
  241.   unsigned char sign;
  242.   short normal_exp;
  243. #else
  244.   fp_class_type class;
  245.   unsigned int sign;
  246.   int normal_exp;
  247. #endif
  248.  
  249.   union
  250.     {
  251.       fractype ll;
  252.       halffractype l[2];
  253.     } fraction;
  254. } fp_number_type;
  255.  
  256. typedef union
  257. {
  258.   FLO_type value;
  259. #ifdef _DEBUG_BITFLOAT
  260.   int l[2];
  261. #endif
  262.   struct
  263.     {
  264. #ifndef FLOAT_BIT_ORDER_MISMATCH
  265.       unsigned int sign:1 __attribute__ ((packed));
  266.       unsigned int exp:EXPBITS __attribute__ ((packed));
  267.       fractype fraction:FRACBITS __attribute__ ((packed));
  268. #else
  269.       fractype fraction:FRACBITS __attribute__ ((packed));
  270.       unsigned int exp:EXPBITS __attribute__ ((packed));
  271.       unsigned int sign:1 __attribute__ ((packed));
  272. #endif
  273.     }
  274.   bits;
  275. }
  276. FLO_union_type;
  277.  
  278.  
  279. /* end of header */
  280.  
  281. /* IEEE "special" number predicates */
  282.  
  283. #ifdef NO_NANS
  284.  
  285. #define nan() 0
  286. #define isnan(x) 0
  287. #define isinf(x) 0
  288. #else
  289.  
  290. INLINE
  291. static fp_number_type *
  292. nan ()
  293. {
  294.   static fp_number_type thenan;
  295.  
  296.   return &thenan;
  297. }
  298.  
  299. INLINE
  300. static int
  301. isnan ( fp_number_type *  x)
  302. {
  303.   return x->class == CLASS_SNAN || x->class == CLASS_QNAN;
  304. }
  305.  
  306. INLINE
  307. static int
  308. isinf ( fp_number_type *  x)
  309. {
  310.   return x->class == CLASS_INFINITY;
  311. }
  312.  
  313. #endif
  314.  
  315. INLINE
  316. static int
  317. iszero ( fp_number_type *  x)
  318. {
  319.   return x->class == CLASS_ZERO;
  320. }
  321.  
  322. INLINE 
  323. static void
  324. flip_sign ( fp_number_type *  x)
  325. {
  326.   x->sign = !x->sign;
  327. }
  328.  
  329. static FLO_type
  330. pack_d ( fp_number_type *  src)
  331. {
  332.   FLO_union_type dst;
  333.   fractype fraction = src->fraction.ll;    /* wasn't unsigned before? */
  334.  
  335.   dst.bits.sign = src->sign;
  336.  
  337.   if (isnan (src))
  338.     {
  339.       dst.bits.exp = EXPMAX;
  340.       dst.bits.fraction = src->fraction.ll;
  341.       if (src->class == CLASS_QNAN || 1)
  342.     {
  343.       dst.bits.fraction |= QUIET_NAN;
  344.     }
  345.     }
  346.   else if (isinf (src))
  347.     {
  348.       dst.bits.exp = EXPMAX;
  349.       dst.bits.fraction = 0;
  350.     }
  351.   else if (iszero (src))
  352.     {
  353.       dst.bits.exp = 0;
  354.       dst.bits.fraction = 0;
  355.     }
  356.   else if (fraction == 0)
  357.     {
  358.       dst.value = 0;
  359.     }
  360.   else
  361.     {
  362.       if (src->normal_exp < NORMAL_EXPMIN)
  363.     {
  364.       /* This number's exponent is too low to fit into the bits
  365.          available in the number, so we'll store 0 in the exponent and
  366.          shift the fraction to the right to make up for it.  */
  367.  
  368.       int shift = NORMAL_EXPMIN - src->normal_exp;
  369.  
  370.       dst.bits.exp = 0;
  371.  
  372.       if (shift > FRAC_NBITS - NGARDS)
  373.         {
  374.           /* No point shifting, since it's more that 64 out.  */
  375.           fraction = 0;
  376.         }
  377.       else
  378.         {
  379.           /* Shift by the value */
  380.           fraction >>= shift;
  381.         }
  382.       fraction >>= NGARDS;
  383.       dst.bits.fraction = fraction;
  384.     }
  385.       else if (src->normal_exp > EXPBIAS)
  386.     {
  387.       dst.bits.exp = EXPMAX;
  388.       dst.bits.fraction = 0;
  389.     }
  390.       else
  391.     {
  392.       dst.bits.exp = src->normal_exp + EXPBIAS;
  393.       /* IF the gard bits are the all zero, but the first, then we're
  394.          half way between two numbers, choose the one which makes the
  395.          lsb of the answer 0.  */
  396.       if ((fraction & GARDMASK) == GARDMSB)
  397.         {
  398.           if (fraction & (1 << NGARDS))
  399.         fraction += GARDROUND + 1;
  400.         }
  401.       else
  402.         {
  403.           /* Add a one to the guards to round up */
  404.           fraction += GARDROUND;
  405.         }
  406.       if (fraction >= IMPLICIT_2)
  407.         {
  408.           fraction >>= 1;
  409.           dst.bits.exp += 1;
  410.         }
  411.       fraction >>= NGARDS;
  412.       dst.bits.fraction = fraction;
  413.     }
  414.     }
  415.   return dst.value;
  416. }
  417.  
  418. static void
  419. unpack_d (FLO_union_type * src, fp_number_type * dst)
  420. {
  421.   fractype fraction = src->bits.fraction;
  422.  
  423.   dst->sign = src->bits.sign;
  424.   if (src->bits.exp == 0)
  425.     {
  426.       /* Hmm.  Looks like 0 */
  427.       if (fraction == 0)
  428.     {
  429.       /* tastes like zero */
  430.       dst->class = CLASS_ZERO;
  431.     }
  432.       else
  433.     {
  434.       /* Zero exponent with non zero fraction - it's denormalized,
  435.          so there isn't a leading implicit one - we'll shift it so
  436.          it gets one.  */
  437.       dst->normal_exp = src->bits.exp - EXPBIAS + 1;
  438.       fraction <<= NGARDS;
  439.  
  440.       dst->class = CLASS_NUMBER;
  441. #if 1
  442.       while (fraction < IMPLICIT_1)
  443.         {
  444.           fraction <<= 1;
  445.           dst->normal_exp--;
  446.         }
  447. #endif
  448.       dst->fraction.ll = fraction;
  449.     }
  450.     }
  451.   else if (src->bits.exp == EXPMAX)
  452.     {
  453.       /* Huge exponent*/
  454.       if (fraction == 0)
  455.     {
  456.       /* Attached to a zero fraction - means infinity */
  457.       dst->class = CLASS_INFINITY;
  458.     }
  459.       else
  460.     {
  461.       /* Non zero fraction, means nan */
  462.       if (dst->sign)
  463.         {
  464.           dst->class = CLASS_SNAN;
  465.         }
  466.       else
  467.         {
  468.           dst->class = CLASS_QNAN;
  469.         }
  470.       /* Keep the fraction part as the nan number */
  471.       dst->fraction.ll = fraction;
  472.     }
  473.     }
  474.   else
  475.     {
  476.       /* Nothing strange about this number */
  477.       dst->normal_exp = src->bits.exp - EXPBIAS;
  478.       dst->class = CLASS_NUMBER;
  479.       dst->fraction.ll = (fraction << NGARDS) | IMPLICIT_1;
  480.     }
  481. }
  482.  
  483. static fp_number_type *
  484. _fpadd_parts (fp_number_type * a,
  485.           fp_number_type * b,
  486.           fp_number_type * tmp)
  487. {
  488.   intfrac tfraction;
  489.  
  490.   /* Put commonly used fields in local variables.  */
  491.   int a_normal_exp;
  492.   int b_normal_exp;
  493.   fractype a_fraction;
  494.   fractype b_fraction;
  495.  
  496.   if (isnan (a))
  497.     {
  498.       return a;
  499.     }
  500.   if (isnan (b))
  501.     {
  502.       return b;
  503.     }
  504.   if (isinf (a))
  505.     {
  506.       /* Adding infinities with opposite signs yields a NaN.  */
  507.       if (isinf (b) && a->sign != b->sign)
  508.     return nan ();
  509.       return a;
  510.     }
  511.   if (isinf (b))
  512.     {
  513.       return b;
  514.     }
  515.   if (iszero (b))
  516.     {
  517.       return a;
  518.     }
  519.   if (iszero (a))
  520.     {
  521.       return b;
  522.     }
  523.  
  524.   /* Got two numbers. shift the smaller and increment the exponent till
  525.      they're the same */
  526.   {
  527.     int diff;
  528.  
  529.     a_normal_exp = a->normal_exp;
  530.     b_normal_exp = b->normal_exp;
  531.     a_fraction = a->fraction.ll;
  532.     b_fraction = b->fraction.ll;
  533.  
  534.     diff = a_normal_exp - b_normal_exp;
  535.  
  536.     if (diff < 0)
  537.       diff = -diff;
  538.     if (diff < FRAC_NBITS)
  539.       {
  540.     /* ??? This does shifts one bit at a time.  Optimize.  */
  541.     while (a_normal_exp > b_normal_exp)
  542.       {
  543.         b_normal_exp++;
  544.         LSHIFT (b_fraction);
  545.       }
  546.     while (b_normal_exp > a_normal_exp)
  547.       {
  548.         a_normal_exp++;
  549.         LSHIFT (a_fraction);
  550.       }
  551.       }
  552.     else
  553.       {
  554.     /* Somethings's up.. choose the biggest */
  555.     if (a_normal_exp > b_normal_exp)
  556.       {
  557.         b_normal_exp = a_normal_exp;
  558.         b_fraction = 0;
  559.       }
  560.     else
  561.       {
  562.         a_normal_exp = b_normal_exp;
  563.         a_fraction = 0;
  564.       }
  565.       }
  566.   }
  567.  
  568.   if (a->sign != b->sign)
  569.     {
  570.       if (a->sign)
  571.     {
  572.       tfraction = -a_fraction + b_fraction;
  573.     }
  574.       else
  575.     {
  576.       tfraction = a_fraction - b_fraction;
  577.     }
  578.       if (tfraction > 0)
  579.     {
  580.       tmp->sign = 0;
  581.       tmp->normal_exp = a_normal_exp;
  582.       tmp->fraction.ll = tfraction;
  583.     }
  584.       else
  585.     {
  586.       tmp->sign = 1;
  587.       tmp->normal_exp = a_normal_exp;
  588.       tmp->fraction.ll = -tfraction;
  589.     }
  590.       /* and renormalize it */
  591.  
  592.       while (tmp->fraction.ll < IMPLICIT_1 && tmp->fraction.ll)
  593.     {
  594.       tmp->fraction.ll <<= 1;
  595.       tmp->normal_exp--;
  596.     }
  597.     }
  598.   else
  599.     {
  600.       tmp->sign = a->sign;
  601.       tmp->normal_exp = a_normal_exp;
  602.       tmp->fraction.ll = a_fraction + b_fraction;
  603.     }
  604.   tmp->class = CLASS_NUMBER;
  605.   /* Now the fraction is added, we have to shift down to renormalize the
  606.      number */
  607.  
  608.   if (tmp->fraction.ll >= IMPLICIT_2)
  609.     {
  610.       LSHIFT (tmp->fraction.ll);
  611.       tmp->normal_exp++;
  612.     }
  613.   return tmp;
  614.  
  615. }
  616.  
  617. FLO_type
  618. add (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  619. {
  620.   fp_number_type a;
  621.   fp_number_type b;
  622.   fp_number_type tmp;
  623.   fp_number_type *res;
  624.  
  625.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  626.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  627.  
  628.   res = _fpadd_parts (&a, &b, &tmp);
  629.  
  630.   return pack_d (res);
  631. }
  632.  
  633. FLO_type
  634. sub (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  635. {
  636.   fp_number_type a;
  637.   fp_number_type b;
  638.   fp_number_type tmp;
  639.   fp_number_type *res;
  640.  
  641.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  642.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  643.  
  644.   b.sign ^= 1;
  645.  
  646.   res = _fpadd_parts (&a, &b, &tmp);
  647.  
  648.   return pack_d (res);
  649. }
  650.  
  651. static fp_number_type *
  652. _fpmul_parts ( fp_number_type *  a,
  653.            fp_number_type *  b,
  654.            fp_number_type * tmp)
  655. {
  656.   fractype low = 0;
  657.   fractype high = 0;
  658.  
  659.   if (isnan (a))
  660.     {
  661.       a->sign = a->sign != b->sign;
  662.       return a;
  663.     }
  664.   if (isnan (b))
  665.     {
  666.       b->sign = a->sign != b->sign;
  667.       return b;
  668.     }
  669.   if (isinf (a))
  670.     {
  671.       if (iszero (b))
  672.     return nan ();
  673.       a->sign = a->sign != b->sign;
  674.       return a;
  675.     }
  676.   if (isinf (b))
  677.     {
  678.       if (iszero (a))
  679.     {
  680.       return nan ();
  681.     }
  682.       b->sign = a->sign != b->sign;
  683.       return b;
  684.     }
  685.   if (iszero (a))
  686.     {
  687.       a->sign = a->sign != b->sign;
  688.       return a;
  689.     }
  690.   if (iszero (b))
  691.     {
  692.       b->sign = a->sign != b->sign;
  693.       return b;
  694.     }
  695.  
  696.   /* Calculate the mantissa by multiplying both 64bit numbers to get a
  697.      128 bit number */
  698.   {
  699.     fractype x = a->fraction.ll;
  700.     fractype ylow = b->fraction.ll;
  701.     fractype yhigh = 0;
  702.     int bit;
  703.  
  704. #if defined(NO_DI_MODE)
  705.     {
  706.       /* ??? This does multiplies one bit at a time.  Optimize.  */
  707.       for (bit = 0; bit < FRAC_NBITS; bit++)
  708.     {
  709.       int carry;
  710.  
  711.       if (x & 1)
  712.         {
  713.           carry = (low += ylow) < ylow;
  714.           high += yhigh + carry;
  715.         }
  716.       yhigh <<= 1;
  717.       if (ylow & FRACHIGH)
  718.         {
  719.           yhigh |= 1;
  720.         }
  721.       ylow <<= 1;
  722.       x >>= 1;
  723.     }
  724.     }
  725. #elif defined(FLOAT) 
  726.     {
  727.       /* Multiplying two 32 bit numbers to get a 64 bit number  on 
  728.         a machine with DI, so we're safe */
  729.  
  730.       DItype answer = (DItype)(a->fraction.ll) * (DItype)(b->fraction.ll);
  731.       
  732.       high = answer >> 32;
  733.       low = answer;
  734.     }
  735. #else
  736.     /* Doing a 64*64 to 128 */
  737.     {
  738.       UDItype nl = a->fraction.ll & 0xffffffff;
  739.       UDItype nh = a->fraction.ll >> 32;
  740.       UDItype ml = b->fraction.ll & 0xffffffff;
  741.       UDItype mh = b->fraction.ll >>32;
  742.       UDItype pp_ll = ml * nl;
  743.       UDItype pp_hl = mh * nl;
  744.       UDItype pp_lh = ml * nh;
  745.       UDItype pp_hh = mh * nh;
  746.       UDItype res2 = 0;
  747.       UDItype res0 = 0;
  748.       UDItype ps_hh__ = pp_hl + pp_lh;
  749.       if (ps_hh__ < pp_hl)
  750.     res2 += 0x100000000LL;
  751.       pp_hl = (ps_hh__ << 32) & 0xffffffff00000000LL;
  752.       res0 = pp_ll + pp_hl;
  753.       if (res0 < pp_ll)
  754.     res2++;
  755.       res2 += ((ps_hh__ >> 32) & 0xffffffffL) + pp_hh;
  756.       high = res2;
  757.       low = res0;
  758.     }
  759. #endif
  760.   }
  761.  
  762.   tmp->normal_exp = a->normal_exp + b->normal_exp;
  763.   tmp->sign = a->sign != b->sign;
  764. #ifdef FLOAT
  765.   tmp->normal_exp += 2;        /* ??????????????? */
  766. #else
  767.   tmp->normal_exp += 4;        /* ??????????????? */
  768. #endif
  769.   while (high >= IMPLICIT_2)
  770.     {
  771.       tmp->normal_exp++;
  772.       if (high & 1)
  773.     {
  774.       low >>= 1;
  775.       low |= FRACHIGH;
  776.     }
  777.       high >>= 1;
  778.     }
  779.   while (high < IMPLICIT_1)
  780.     {
  781.       tmp->normal_exp--;
  782.  
  783.       high <<= 1;
  784.       if (low & FRACHIGH)
  785.     high |= 1;
  786.       low <<= 1;
  787.     }
  788.   /* rounding is tricky. if we only round if it won't make us round later. */
  789. #if 0
  790.   if (low & FRACHIGH2)
  791.     {
  792.       if (((high & GARDMASK) != GARDMSB)
  793.       && (((high + 1) & GARDMASK) == GARDMSB))
  794.     {
  795.       /* don't round, it gets done again later. */
  796.     }
  797.       else
  798.     {
  799.       high++;
  800.     }
  801.     }
  802. #endif
  803.   if ((high & GARDMASK) == GARDMSB)
  804.     {
  805.       if (high & (1 << NGARDS))
  806.     {
  807.       /* half way, so round to even */
  808.       high += GARDROUND + 1;
  809.     }
  810.       else if (low)
  811.     {
  812.       /* but we really weren't half way */
  813.       high += GARDROUND + 1;
  814.     }
  815.     }
  816.   tmp->fraction.ll = high;
  817.   tmp->class = CLASS_NUMBER;
  818.   return tmp;
  819. }
  820.  
  821. FLO_type
  822. multiply (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  823. {
  824.   fp_number_type a;
  825.   fp_number_type b;
  826.   fp_number_type tmp;
  827.   fp_number_type *res;
  828.  
  829.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  830.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  831.  
  832.   res = _fpmul_parts (&a, &b, &tmp);
  833.  
  834.   return pack_d (res);
  835. }
  836.  
  837. static fp_number_type *
  838. _fpdiv_parts (fp_number_type * a,
  839.           fp_number_type * b,
  840.           fp_number_type * tmp)
  841. {
  842.   fractype low = 0;
  843.   fractype high = 0;
  844.   fractype r0, r1, y0, y1, bit;
  845.   fractype q;
  846.   fractype numerator;
  847.   fractype denominator;
  848.   fractype quotient;
  849.   fractype remainder;
  850.  
  851.   if (isnan (a))
  852.     {
  853.       return a;
  854.     }
  855.   if (isnan (b))
  856.     {
  857.       return b;
  858.     }
  859.   if (isinf (a) || iszero (a))
  860.     {
  861.       if (a->class == b->class)
  862.     return nan ();
  863.       return a;
  864.     }
  865.   a->sign = a->sign ^ b->sign;
  866.  
  867.   if (isinf (b))
  868.     {
  869.       a->fraction.ll = 0;
  870.       a->normal_exp = 0;
  871.       return a;
  872.     }
  873.   if (iszero (b))
  874.     {
  875.       a->class = CLASS_INFINITY;
  876.       return b;
  877.     }
  878.  
  879.   /* Calculate the mantissa by multiplying both 64bit numbers to get a
  880.      128 bit number */
  881.   {
  882.     int carry;
  883.     intfrac d0, d1;        /* weren't unsigned before ??? */
  884.  
  885.     /* quotient =
  886.        ( numerator / denominator) * 2^(numerator exponent -  denominator exponent)
  887.      */
  888.  
  889.     a->normal_exp = a->normal_exp - b->normal_exp;
  890.     numerator = a->fraction.ll;
  891.     denominator = b->fraction.ll;
  892.  
  893.     if (numerator < denominator)
  894.       {
  895.     /* Fraction will be less than 1.0 */
  896.     numerator *= 2;
  897.     a->normal_exp--;
  898.       }
  899.     bit = IMPLICIT_1;
  900.     quotient = 0;
  901.     /* ??? Does divide one bit at a time.  Optimize.  */
  902.     while (bit)
  903.       {
  904.     if (numerator >= denominator)
  905.       {
  906.         quotient |= bit;
  907.         numerator -= denominator;
  908.       }
  909.     bit >>= 1;
  910.     numerator *= 2;
  911.       }
  912.  
  913.     if ((quotient & GARDMASK) == GARDMSB)
  914.       {
  915.     if (quotient & (1 << NGARDS))
  916.       {
  917.         /* half way, so round to even */
  918.         quotient += GARDROUND + 1;
  919.       }
  920.     else if (numerator)
  921.       {
  922.         /* but we really weren't half way, more bits exist */
  923.         quotient += GARDROUND + 1;
  924.       }
  925.       }
  926.  
  927.     a->fraction.ll = quotient;
  928.     return (a);
  929.   }
  930. }
  931.  
  932. FLO_type
  933. divide (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  934. {
  935.   fp_number_type a;
  936.   fp_number_type b;
  937.   fp_number_type tmp;
  938.   fp_number_type *res;
  939.  
  940.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  941.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  942.  
  943.   res = _fpdiv_parts (&a, &b, &tmp);
  944.  
  945.   return pack_d (res);
  946. }
  947.  
  948. /* according to the demo, fpcmp returns a comparison with 0... thus
  949.    a<b -> -1
  950.    a==b -> 0
  951.    a>b -> +1
  952.  */
  953.  
  954. static int
  955. _fpcmp_parts (fp_number_type * a, fp_number_type * b)
  956. {
  957. #if 0
  958.   /* either nan -> unordered. Must be checked outside of this routine. */
  959.   if (isnan (a) && isnan (b))
  960.     {
  961.       return 1;            /* still unordered! */
  962.     }
  963. #endif
  964.  
  965.   if (isnan (a) || isnan (b))
  966.     {
  967.       return 1;            /* how to indicate unordered compare? */
  968.     }
  969.   if (isinf (a) && isinf (b))
  970.     {
  971.       /* +inf > -inf, but +inf != +inf */
  972.       /* b    \a| +inf(0)| -inf(1)
  973.        ______\+--------+--------
  974.        +inf(0)| a==b(0)| a<b(-1)
  975.        -------+--------+--------
  976.        -inf(1)| a>b(1) | a==b(0)
  977.        -------+--------+--------
  978.        So since unordered must be non zero, just line up the columns...
  979.        */
  980.       return b->sign - a->sign;
  981.     }
  982.   /* but not both... */
  983.   if (isinf (a))
  984.     {
  985.       return a->sign ? -1 : 1;
  986.     }
  987.   if (isinf (b))
  988.     {
  989.       return b->sign ? 1 : -1;
  990.     }
  991.   if (iszero (a) && iszero (b))
  992.     {
  993.       return 0;
  994.     }
  995.   if (iszero (a))
  996.     {
  997.       return b->sign ? 1 : -1;
  998.     }
  999.   if (iszero (b))
  1000.     {
  1001.       return a->sign ? -1 : 1;
  1002.     }
  1003.   /* now both are "normal". */
  1004.   if (a->sign != b->sign)
  1005.     {
  1006.       /* opposite signs */
  1007.       return a->sign ? -1 : 1;
  1008.     }
  1009.   /* same sign; exponents? */
  1010.   if (a->normal_exp > b->normal_exp)
  1011.     {
  1012.       return a->sign ? -1 : 1;
  1013.     }
  1014.   if (a->normal_exp < b->normal_exp)
  1015.     {
  1016.       return a->sign ? 1 : -1;
  1017.     }
  1018.   /* same exponents; check size. */
  1019.   if (a->fraction.ll > b->fraction.ll)
  1020.     {
  1021.       return a->sign ? -1 : 1;
  1022.     }
  1023.   if (a->fraction.ll < b->fraction.ll)
  1024.     {
  1025.       return a->sign ? 1 : -1;
  1026.     }
  1027.   /* after all that, they're equal. */
  1028.   return 0;
  1029. }
  1030.  
  1031. CMPtype
  1032. compare (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  1033. {
  1034.   fp_number_type a;
  1035.   fp_number_type b;
  1036.  
  1037.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1038.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  1039.  
  1040.   return _fpcmp_parts (&a, &b);
  1041. }
  1042.  
  1043. #ifndef US_SOFTWARE_GOFAST
  1044.  
  1045. /* These should be optimized for their specific tasks someday.  */
  1046.  
  1047. CMPtype
  1048. _eq_f2 (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  1049. {
  1050.   fp_number_type a;
  1051.   fp_number_type b;
  1052.  
  1053.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1054.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  1055.  
  1056.   if (isnan (&a) || isnan (&b))
  1057.     return 1;            /* false, truth == 0 */
  1058.  
  1059.   return _fpcmp_parts (&a, &b) ;
  1060. }
  1061.  
  1062. CMPtype
  1063. _ne_f2 (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  1064. {
  1065.   fp_number_type a;
  1066.   fp_number_type b;
  1067.  
  1068.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1069.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  1070.  
  1071.   if (isnan (&a) || isnan (&b))
  1072.     return 1;            /* true, truth != 0 */
  1073.  
  1074.   return  _fpcmp_parts (&a, &b) ;
  1075. }
  1076.  
  1077. CMPtype
  1078. _gt_f2 (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  1079. {
  1080.   fp_number_type a;
  1081.   fp_number_type b;
  1082.  
  1083.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1084.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  1085.  
  1086.   if (isnan (&a) || isnan (&b))
  1087.     return -1;            /* false, truth > 0 */
  1088.  
  1089.   return _fpcmp_parts (&a, &b);
  1090. }
  1091.  
  1092. CMPtype
  1093. _ge_f2 (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  1094. {
  1095.   fp_number_type a;
  1096.   fp_number_type b;
  1097.  
  1098.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1099.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  1100.  
  1101.   if (isnan (&a) || isnan (&b))
  1102.     return -1;            /* false, truth >= 0 */
  1103.   return _fpcmp_parts (&a, &b) ;
  1104. }
  1105.  
  1106. CMPtype
  1107. _lt_f2 (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  1108. {
  1109.   fp_number_type a;
  1110.   fp_number_type b;
  1111.  
  1112.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1113.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  1114.  
  1115.   if (isnan (&a) || isnan (&b))
  1116.     return 1;            /* false, truth < 0 */
  1117.  
  1118.   return _fpcmp_parts (&a, &b);
  1119. }
  1120.  
  1121. CMPtype
  1122. _le_f2 (FLO_type arg_a, FLO_type arg_b)
  1123. {
  1124.   fp_number_type a;
  1125.   fp_number_type b;
  1126.  
  1127.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1128.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_b, &b);
  1129.  
  1130.   if (isnan (&a) || isnan (&b))
  1131.     return 1;            /* false, truth <= 0 */
  1132.  
  1133.   return _fpcmp_parts (&a, &b) ;
  1134. }
  1135.  
  1136. #endif /* ! US_SOFTWARE_GOFAST */
  1137.  
  1138. FLO_type
  1139. si_to_float (SItype arg_a)
  1140. {
  1141.   fp_number_type in;
  1142.  
  1143.   in.class = CLASS_NUMBER;
  1144.   in.sign = arg_a < 0;
  1145.   if (!arg_a)
  1146.     {
  1147.       in.class = CLASS_ZERO;
  1148.     }
  1149.   else
  1150.     {
  1151.       in.normal_exp = FRACBITS + NGARDS;
  1152.       if (in.sign) 
  1153.     {
  1154.       /* Special case for minint, since there is no +ve integer
  1155.          representation for it */
  1156.       if (arg_a == 0x80000000)
  1157.         {
  1158.           return -2147483648.0;
  1159.         }
  1160.       in.fraction.ll = (-arg_a);
  1161.     }
  1162.       else
  1163.     in.fraction.ll = arg_a;
  1164.  
  1165.       while (in.fraction.ll < (1LL << (FRACBITS + NGARDS)))
  1166.     {
  1167.       in.fraction.ll <<= 1;
  1168.       in.normal_exp -= 1;
  1169.     }
  1170.     }
  1171.   return pack_d (&in);
  1172. }
  1173.  
  1174. SItype
  1175. float_to_si (FLO_type arg_a)
  1176. {
  1177.   fp_number_type a;
  1178.   SItype tmp;
  1179.  
  1180.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1181.   if (iszero (&a))
  1182.     return 0;
  1183.   if (isnan (&a))
  1184.     return 0;
  1185.   /* get reasonable MAX_SI_INT... */
  1186.   if (isinf (&a))
  1187.     return a.sign ? MAX_SI_INT : (-MAX_SI_INT)-1;
  1188.   /* it is a number, but a small one */
  1189.   if (a.normal_exp < 0)
  1190.     return 0;
  1191.   if (a.normal_exp > 30)
  1192.     return a.sign ? (-MAX_SI_INT)-1 : MAX_SI_INT;
  1193.   tmp = a.fraction.ll >> ((FRACBITS + NGARDS) - a.normal_exp);
  1194.   return a.sign ? (-tmp) : (tmp);
  1195. }
  1196.  
  1197. #ifdef US_SOFTWARE_GOFAST
  1198. /* While libgcc2.c defines its own __fixunssfsi and __fixunsdfsi routines,
  1199.    we also define them for GOFAST because the ones in libgcc2.c have the
  1200.    wrong names and I'd rather define these here and keep GOFAST CYG-LOC's
  1201.    out of libgcc2.c.  We can't define these here if not GOFAST because then
  1202.    there'd be duplicate copies.  */
  1203.  
  1204. USItype
  1205. float_to_usi (FLO_type arg_a)
  1206. {
  1207.   fp_number_type a;
  1208.  
  1209.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1210.   if (iszero (&a))
  1211.     return 0;
  1212.   if (isnan (&a))
  1213.     return 0;
  1214.   /* get reasonable MAX_USI_INT... */
  1215.   if (isinf (&a))
  1216.     return a.sign ? MAX_USI_INT : 0;
  1217.   /* it is a negative number */
  1218.   if (a.sign)
  1219.     return 0;
  1220.   /* it is a number, but a small one */
  1221.   if (a.normal_exp < 0)
  1222.     return 0;
  1223.   if (a.normal_exp > 31)
  1224.     return MAX_USI_INT;
  1225.   else if (a.normal_exp > (FRACBITS + NGARDS))
  1226.     return a.fraction.ll << ((FRACBITS + NGARDS) - a.normal_exp);
  1227.   else
  1228.     return a.fraction.ll >> ((FRACBITS + NGARDS) - a.normal_exp);
  1229. }
  1230. #endif
  1231.  
  1232. FLO_type
  1233. negate (FLO_type arg_a)
  1234. {
  1235.   fp_number_type a;
  1236.  
  1237.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &a);
  1238.   flip_sign (&a);
  1239.   return pack_d (&a);
  1240. }
  1241.  
  1242. #ifdef FLOAT
  1243.  
  1244. SFtype
  1245. __make_fp(fp_class_type class,
  1246.          unsigned int sign,
  1247.          int exp, 
  1248.          USItype frac)
  1249. {
  1250.   fp_number_type in;
  1251.  
  1252.   in.class = class;
  1253.   in.sign = sign;
  1254.   in.normal_exp = exp;
  1255.   in.fraction.ll = frac;
  1256.   return pack_d (&in);
  1257. }
  1258.  
  1259. #ifndef FLOAT_ONLY
  1260.  
  1261. /* This enables one to build an fp library that supports float but not double.
  1262.    Otherwise, we would get an undefined reference to __make_dp.
  1263.    This is needed for some 8-bit ports that can't handle well values that
  1264.    are 8-bytes in size, so we just don't support double for them at all.  */
  1265.  
  1266. extern DFtype __make_dp (fp_class_type, unsigned int, int, UDItype frac);
  1267.  
  1268. DFtype
  1269. sf_to_df (SFtype arg_a)
  1270. {
  1271.   fp_number_type in;
  1272.  
  1273.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &in);
  1274.   return __make_dp (in.class, in.sign, in.normal_exp,
  1275.             ((UDItype) in.fraction.ll) << F_D_BITOFF);
  1276. }
  1277.  
  1278. #endif
  1279. #endif
  1280.  
  1281. #ifndef FLOAT
  1282.  
  1283. extern SFtype __make_fp (fp_class_type, unsigned int, int, USItype);
  1284.  
  1285. DFtype
  1286. __make_dp (fp_class_type class, unsigned int sign, int exp, UDItype frac)
  1287. {
  1288.   fp_number_type in;
  1289.  
  1290.   in.class = class;
  1291.   in.sign = sign;
  1292.   in.normal_exp = exp;
  1293.   in.fraction.ll = frac;
  1294.   return pack_d (&in);
  1295. }
  1296.  
  1297. SFtype
  1298. df_to_sf (DFtype arg_a)
  1299. {
  1300.   fp_number_type in;
  1301.  
  1302.   unpack_d ((FLO_union_type *) & arg_a, &in);
  1303.   return __make_fp (in.class, in.sign, in.normal_exp,
  1304.             in.fraction.ll >> F_D_BITOFF);
  1305. }
  1306.  
  1307. #endif
  1308.