home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Cream of the Crop 25 / Cream of the Crop 25.iso / program / gmp202.zip / mpf / sub.c < prev    next >
C/C++ Source or Header  |  1996-05-08  |  9KB  |  403 lines
  1. /* mpf_sub -- Subtract two floats.
  2.  
  3. Copyright (C) 1993, 1994, 1995, 1996 Free Software Foundation, Inc.
  4.  
  5. This file is part of the GNU MP Library.
  6.  
  7. The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
  8. it under the terms of the GNU Library General Public License as published by
  9. the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
  10. option) any later version.
  11.  
  12. The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  13. WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  14. or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Library General Public
  15. License for more details.
  16.  
  17. You should have received a copy of the GNU Library General Public License
  18. along with the GNU MP Library; see the file COPYING.LIB.  If not, write to
  19. the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  20. MA 02111-1307, USA. */
  21.  
  22. #include "gmp.h"
  23. #include "gmp-impl.h"
  24.  
  25. void
  26. #if __STDC__
  27. mpf_sub (mpf_ptr r, mpf_srcptr u, mpf_srcptr v)
  28. #else
  29. mpf_sub (r, u, v)
  30.      mpf_ptr r;
  31.      mpf_srcptr u;
  32.      mpf_srcptr v;
  33. #endif
  34. {
  35.   mp_srcptr up, vp;
  36.   mp_ptr rp, tp;
  37.   mp_size_t usize, vsize, rsize;
  38.   mp_size_t prec;
  39.   mp_exp_t exp;
  40.   mp_size_t ediff;
  41.   int negate;
  42.   TMP_DECL (marker);
  43.  
  44.   usize = u->_mp_size;
  45.   vsize = v->_mp_size;
  46.  
  47.   /* Handle special cases that don't work in generic code below.  */
  48.   if (usize == 0)
  49.     {
  50.       mpf_neg (r, v);
  51.       return;
  52.     }
  53.   if (vsize == 0)
  54.     {
  55.       mpf_set (r, u);
  56.       return;
  57.     }
  58.  
  59.   /* If signs of U and V are different, perform addition.  */
  60.   if ((usize ^ vsize) < 0)
  61.     {
  62.       __mpf_struct v_negated;
  63.       v_negated._mp_size = -vsize;
  64.       v_negated._mp_exp = v->_mp_exp;
  65.       v_negated._mp_d = v->_mp_d;
  66.       mpf_add (r, u, &v_negated);
  67.       return;
  68.     }
  69.  
  70.   TMP_MARK (marker);
  71.  
  72.   /* Signs are now known to be the same.  */
  73.   negate = usize < 0;
  74.  
  75.   /* Make U be the operand with the largest exponent.  */
  76.   if (u->_mp_exp < v->_mp_exp)
  77.     {
  78.       mpf_srcptr t;
  79.       t = u; u = v; v = t;
  80.       negate ^= 1;
  81.       usize = u->_mp_size;
  82.       vsize = v->_mp_size;
  83.     }
  84.  
  85.   usize = ABS (usize);
  86.   vsize = ABS (vsize);
  87.   up = u->_mp_d;
  88.   vp = v->_mp_d;
  89.   rp = r->_mp_d;
  90.   prec = r->_mp_prec + 1;
  91.   exp = u->_mp_exp;
  92.   ediff = u->_mp_exp - v->_mp_exp;
  93.  
  94.   /* If ediff is 0 or 1, we might have a situation where the operands are
  95.      extremely close.  We need to scan the operands from the most significant
  96.      end ignore the initial parts that are equal.  */
  97.   if (ediff <= 1)
  98.     {
  99.       if (ediff == 0)
  100.     {
  101.       /* Skip leading limbs in U and V that are equal.  */
  102.       if (up[usize - 1] == vp[vsize - 1])
  103.         {
  104.           /* This loop normally exits immediately.  Optimize for that.  */
  105.           do
  106.         {
  107.           usize--;
  108.           vsize--;
  109.           exp--;
  110.  
  111.           if (usize == 0)
  112.             {
  113.               rsize = vsize;
  114.               tp = (mp_ptr) vp;
  115.               negate ^= 1;
  116.               goto normalize;
  117.             }
  118.           if (vsize == 0)
  119.             {
  120.               rsize = usize;
  121.               tp = (mp_ptr) up;
  122.               goto normalize;
  123.             }
  124.         }
  125.           while (up[usize - 1] == vp[vsize - 1]);
  126.         }
  127.  
  128.       if (up[usize - 1] < vp[vsize - 1])
  129.         {
  130.           /* For simplicity, swap U and V.  Note that since the loop above
  131.          wouldn't have exited unless up[usize - 1] and vp[vsize - 1]
  132.          were non-equal, this if-statement catches all cases where U
  133.          is smaller than V.  */
  134.           { mp_srcptr tp = up; up = vp; vp = tp; }
  135.           { mp_size_t tsize = usize; usize = vsize; vsize = tsize; }
  136.           negate ^= 1;
  137.           /* negating ediff not necessary since it is 0.  */
  138.         }
  139.  
  140.       /* Check for
  141.          x+1 00000000 ...
  142.           x  ffffffff ... */
  143.       if (up[usize - 1] != vp[vsize - 1] + 1)
  144.         goto general_case;
  145.       usize--;
  146.       vsize--;
  147.       exp--;
  148.     }
  149.       else /* ediff == 1 */
  150.     {
  151.       /* Check for
  152.          1 00000000 ...
  153.          0 ffffffff ... */
  154.  
  155.       if (up[usize - 1] != 1 || vp[vsize - 1] != ~(mp_limb_t) 0
  156.           || (usize >= 2 && up[usize - 2] != 0))
  157.         goto general_case;
  158.  
  159.       usize--;
  160.       exp--;
  161.     }
  162.  
  163.       /* Skip sequences of 00000000/ffffffff */
  164.       while (vsize != 0 && usize != 0 && up[usize - 1] == 0
  165.          && vp[vsize - 1] == ~(mp_limb_t) 0)
  166.     {
  167.       usize--;
  168.       vsize--;
  169.       exp--;
  170.     }
  171.  
  172.       if (usize == 0)
  173.     {
  174.       while (vsize != 0 && vp[vsize - 1] == ~(mp_limb_t) 0)
  175.         {
  176.           vsize--;
  177.           exp--;
  178.         }
  179.     }
  180.  
  181.       if (usize > prec - 1)
  182.     {
  183.       up += usize - (prec - 1);
  184.       usize = prec - 1;
  185.     }
  186.       if (vsize > prec - 1)
  187.     {
  188.       vp += vsize - (prec - 1);
  189.       vsize = prec - 1;
  190.     }
  191.  
  192.       tp = (mp_ptr) TMP_ALLOC (prec * BYTES_PER_MP_LIMB);
  193.       {
  194.     mp_limb_t cy_limb;
  195.     if (vsize == 0)
  196.       {
  197.         mp_size_t size, i;
  198.         size = usize;
  199.         for (i = 0; i < size; i++)
  200.           tp[i] = up[i];
  201.         tp[size] = 1;
  202.         rsize = size + 1;
  203.         exp++;
  204.         goto normalize;
  205.       }
  206.     if (usize == 0)
  207.       {
  208.         mp_size_t size, i;
  209.         size = vsize;
  210.         for (i = 0; i < size; i++)
  211.           tp[i] = ~vp[i];
  212.         cy_limb = 1 - mpn_add_1 (tp, tp, vsize, (mp_limb_t) 1);
  213.         rsize = vsize;
  214.         if (cy_limb == 0)
  215.           {
  216.         tp[rsize] = 1;
  217.         rsize++;
  218.         exp++;
  219.           }
  220.         goto normalize;
  221.       }
  222.     if (usize >= vsize)
  223.       {
  224.         /* uuuu     */
  225.         /* vv       */
  226.         mp_size_t size;
  227.         size = usize - vsize;
  228.         MPN_COPY (tp, up, size);
  229.         cy_limb = mpn_sub_n (tp + size, up + size, vp, vsize);
  230.         rsize = usize;
  231.       }
  232.     else /* (usize < vsize) */
  233.       {
  234.         /* uuuu     */
  235.         /* vvvvvvv  */
  236.         mp_size_t size, i;
  237.         size = vsize - usize;
  238.         for (i = 0; i < size; i++)
  239.           tp[i] = ~vp[i];
  240.         cy_limb = mpn_sub_n (tp + size, up, vp + size, usize);
  241.         cy_limb+= mpn_sub_1 (tp + size, tp + size, usize, (mp_limb_t) 1);
  242.         cy_limb-= mpn_add_1 (tp, tp, vsize, (mp_limb_t) 1);
  243.         rsize = vsize;
  244.       }
  245.     if (cy_limb == 0)
  246.       {
  247.         tp[rsize] = 1;
  248.         rsize++;
  249.         exp++;
  250.       }
  251.     goto normalize;
  252.       }
  253.     }
  254.  
  255. general_case:
  256.   /* If U extends beyond PREC, ignore the part that does.  */
  257.   if (usize > prec)
  258.     {
  259.       up += usize - prec;
  260.       usize = prec;
  261.     }
  262.  
  263.   /* If V extends beyond PREC, ignore the part that does.
  264.      Note that this may make vsize negative.  */
  265.   if (vsize + ediff > prec)
  266.     {
  267.       vp += vsize + ediff - prec;
  268.       vsize = prec - ediff;
  269.     }
  270.  
  271.   /* Allocate temp space for the result.  Allocate
  272.      just vsize + ediff later???  */
  273.   tp = (mp_ptr) TMP_ALLOC (prec * BYTES_PER_MP_LIMB);
  274.  
  275.   if (ediff >= prec)
  276.     {
  277.       /* V completely cancelled.  */
  278.       if (tp != up)
  279.     MPN_COPY (rp, up, usize);
  280.       rsize = usize;
  281.     }
  282.   else
  283.     {
  284.       /* Locate the least significant non-zero limb in (the needed
  285.      parts of) U and V, to simplify the code below.  */
  286.       for (;;)
  287.     {
  288.       if (vsize == 0)
  289.         {
  290.           MPN_COPY (rp, up, usize);
  291.           rsize = usize;
  292.           goto done;
  293.         }
  294.       if (vp[0] != 0)
  295.         break;
  296.       vp++, vsize--;
  297.     }
  298.       for (;;)
  299.     {
  300.       if (usize == 0)
  301.         {
  302.           MPN_COPY (rp, vp, vsize);
  303.           rsize = vsize;
  304.           negate ^= 1;
  305.           goto done;
  306.         }
  307.       if (up[0] != 0)
  308.         break;
  309.       up++, usize--;
  310.     }
  311.  
  312.       /* uuuu     |  uuuu     |  uuuu     |  uuuu     |  uuuu    */
  313.       /* vvvvvvv  |  vv       |    vvvvv  |    v      |       vv */
  314.  
  315.       if (usize > ediff)
  316.     {
  317.       /* U and V partially overlaps.  */
  318.       if (ediff == 0)
  319.         {
  320.           /* Have to compare the leading limbs of u and v
  321.          to determine whether to compute u - v or v - u.  */
  322.           if (usize >= vsize)
  323.         {
  324.           /* uuuu     */
  325.           /* vv       */
  326.           mp_size_t size;
  327.           size = usize - vsize;
  328.           MPN_COPY (tp, up, size);
  329.           mpn_sub_n (tp + size, up + size, vp, vsize);
  330.           rsize = usize;
  331.         }
  332.           else /* (usize < vsize) */
  333.         {
  334.           /* uuuu     */
  335.           /* vvvvvvv  */
  336.           mp_size_t size, i;
  337.           size = vsize - usize;
  338.           tp[0] = -vp[0];
  339.           for (i = 1; i < size; i++)
  340.             tp[i] = ~vp[i];
  341.           mpn_sub_n (tp + size, up, vp + size, usize);
  342.           mpn_sub_1 (tp + size, tp + size, usize, (mp_limb_t) 1);
  343.           rsize = vsize;
  344.         }
  345.         }
  346.       else
  347.         {
  348.           if (vsize + ediff <= usize)
  349.         {
  350.           /* uuuu     */
  351.           /*   v      */
  352.           mp_size_t size;
  353.           size = usize - ediff - vsize;
  354.           MPN_COPY (tp, up, size);
  355.           mpn_sub (tp + size, up + size, usize - size, vp, vsize);
  356.           rsize = usize;
  357.         }
  358.           else
  359.         {
  360.           /* uuuu     */
  361.           /*   vvvvv  */
  362.           mp_size_t size, i;
  363.           size = vsize + ediff - usize;
  364.           tp[0] = -vp[0];
  365.           for (i = 1; i < size; i++)
  366.             tp[i] = ~vp[i];
  367.           mpn_sub (tp + size, up, usize, vp + size, usize - ediff);
  368.           mpn_sub_1 (tp + size, tp + size, usize, (mp_limb_t) 1);
  369.           rsize = vsize + ediff;
  370.         }
  371.         }
  372.     }
  373.       else
  374.     {
  375.       /* uuuu     */
  376.       /*      vv  */
  377.       mp_size_t size, i;
  378.       size = vsize + ediff - usize;
  379.       tp[0] = -vp[0];
  380.       for (i = 1; i < vsize; i++)
  381.         tp[i] = ~vp[i];
  382.       for (i = vsize; i < size; i++)
  383.         tp[i] = ~(mp_limb_t) 0;
  384.       mpn_sub_1 (tp + size, up, usize, (mp_limb_t) 1);
  385.       rsize = size + usize;
  386.     }
  387.  
  388.     normalize:
  389.       /* Full normalize.  Optimize later.  */
  390.       while (rsize != 0 && tp[rsize - 1] == 0)
  391.     {
  392.       rsize--;
  393.       exp--;
  394.     }
  395.       MPN_COPY (rp, tp, rsize);
  396.     }
  397.  
  398.  done:
  399.   r->_mp_size = negate ? -rsize : rsize;
  400.   r->_mp_exp = exp;
  401.   TMP_FREE (marker);
  402. }
  403.