Fix include guards so they exactly match file names.
[oota-llvm.git] / include / llvm / ADT / APFloat.h
index d62b5c20c6548920eb761ad1a71e5d37419445fd..c28e8e61e01b230f6cb054b45936458787d147be 100644 (file)
@@ -2,8 +2,8 @@
 //
 //                     The LLVM Compiler Infrastructure
 //
-// This file was developed by Neil Booth and is distributed under the
-// University of Illinois Open Source License. See LICENSE.TXT for details.
+// This file is distributed under the University of Illinois Open Source
+// License. See LICENSE.TXT for details.
 //
 //===----------------------------------------------------------------------===//
 //
     if the requested precision is less than the natural precision the
     output is correctly rounded for the specified rounding mode.
 
-    Conversion to and from decimal text is not currently implemented.
+    It also reads decimal floating point numbers and correctly rounds
+    according to the specified rounding mode.
+
+    Conversion to decimal text is not currently implemented.
 
     Non-zero finite numbers are represented internally as a sign bit,
     a 16-bit signed exponent, and the significand as an array of
 
     Some features that may or may not be worth adding:
 
-    Conversions to and from decimal strings (hard).
+    Binary to decimal conversion (hard).
 
     Optional ability to detect underflow tininess before rounding.
 
     New formats: x87 in single and double precision mode (IEEE apart
-    from extended exponent range) and IBM two-double extended
-    precision (hard).
+    from extended exponent range) (hard).
 
     New operations: sqrt, IEEE remainder, C90 fmod, nextafter,
     nexttoward.
 */
 
-#ifndef LLVM_FLOAT_H
-#define LLVM_FLOAT_H
+#ifndef LLVM_ADT_APFLOAT_H
+#define LLVM_ADT_APFLOAT_H
 
 // APInt contains static functions implementing bignum arithmetic.
 #include "llvm/ADT/APInt.h"
-#include "llvm/CodeGen/ValueTypes.h"
 
 namespace llvm {
 
@@ -108,26 +109,30 @@ namespace llvm {
   typedef signed short exponent_t;
 
   struct fltSemantics;
+  class APSInt;
+  class StringRef;
 
   /* When bits of a floating point number are truncated, this enum is
      used to indicate what fraction of the LSB those bits represented.
      It essentially combines the roles of guard and sticky bits.  */
-  enum lostFraction {          // Example of truncated bits:
-    lfExactlyZero,             // 000000
-    lfLessThanHalf,            // 0xxxxx  x's not all zero
-    lfExactlyHalf,             // 100000
-    lfMoreThanHalf             // 1xxxxx  x's not all zero
+  enum lostFraction {           // Example of truncated bits:
+    lfExactlyZero,              // 000000
+    lfLessThanHalf,             // 0xxxxx  x's not all zero
+    lfExactlyHalf,              // 100000
+    lfMoreThanHalf              // 1xxxxx  x's not all zero
   };
 
   class APFloat {
   public:
 
     /* We support the following floating point semantics.  */
+    static const fltSemantics IEEEhalf;
     static const fltSemantics IEEEsingle;
     static const fltSemantics IEEEdouble;
     static const fltSemantics IEEEquad;
+    static const fltSemantics PPCDoubleDouble;
     static const fltSemantics x87DoubleExtended;
-    /* And this psuedo, used to construct APFloats that cannot
+    /* And this pseudo, used to construct APFloats that cannot
        conflict with anything real. */
     static const fltSemantics Bogus;
 
@@ -150,8 +155,8 @@ namespace llvm {
       rmNearestTiesToAway
     };
 
-    /* Operation status.  opUnderflow or opOverflow are always returned
-       or-ed with opInexact.  */
+    // Operation status.  opUnderflow or opOverflow are always returned
+    // or-ed with opInexact.
     enum opStatus {
       opOK          = 0x00,
       opInvalidOp   = 0x01,
@@ -161,7 +166,7 @@ namespace llvm {
       opInexact     = 0x10
     };
 
-    /* Category of internally-represented number.  */
+    // Category of internally-represented number.
     enum fltCategory {
       fcInfinity,
       fcNaN,
@@ -169,35 +174,126 @@ namespace llvm {
       fcZero
     };
 
-    /* Constructors.  */
-    APFloat(const fltSemantics &, const char *);
+    enum uninitializedTag {
+      uninitialized
+    };
+
+    // Constructors.
+    APFloat(const fltSemantics &); // Default construct to 0.0
+    APFloat(const fltSemantics &, StringRef);
     APFloat(const fltSemantics &, integerPart);
     APFloat(const fltSemantics &, fltCategory, bool negative);
+    APFloat(const fltSemantics &, uninitializedTag);
     explicit APFloat(double d);
     explicit APFloat(float f);
-    explicit APFloat(const APInt &);
+    explicit APFloat(const APInt &, bool isIEEE = false);
     APFloat(const APFloat &);
     ~APFloat();
 
+    // Convenience "constructors"
+    static APFloat getZero(const fltSemantics &Sem, bool Negative = false) {
+      return APFloat(Sem, fcZero, Negative);
+    }
+    static APFloat getInf(const fltSemantics &Sem, bool Negative = false) {
+      return APFloat(Sem, fcInfinity, Negative);
+    }
+
+    /// getNaN - Factory for QNaN values.
+    ///
+    /// \param Negative - True iff the NaN generated should be negative.
+    /// \param type - The unspecified fill bits for creating the NaN, 0 by
+    /// default.  The value is truncated as necessary.
+    static APFloat getNaN(const fltSemantics &Sem, bool Negative = false,
+                          unsigned type = 0) {
+      if (type) {
+        APInt fill(64, type);
+        return getQNaN(Sem, Negative, &fill);
+      } else {
+        return getQNaN(Sem, Negative, 0);
+      }
+    }
+
+    /// getQNan - Factory for QNaN values.
+    static APFloat getQNaN(const fltSemantics &Sem,
+                           bool Negative = false,
+                           const APInt *payload = 0) {
+      return makeNaN(Sem, false, Negative, payload);
+    }
+
+    /// getSNan - Factory for SNaN values.
+    static APFloat getSNaN(const fltSemantics &Sem,
+                           bool Negative = false,
+                           const APInt *payload = 0) {
+      return makeNaN(Sem, true, Negative, payload);
+    }
+
+    /// getLargest - Returns the largest finite number in the given
+    /// semantics.
+    ///
+    /// \param Negative - True iff the number should be negative
+    static APFloat getLargest(const fltSemantics &Sem, bool Negative = false);
+
+    /// getSmallest - Returns the smallest (by magnitude) finite number
+    /// in the given semantics.  Might be denormalized, which implies a
+    /// relative loss of precision.
+    ///
+    /// \param Negative - True iff the number should be negative
+    static APFloat getSmallest(const fltSemantics &Sem, bool Negative = false);
+
+    /// getSmallestNormalized - Returns the smallest (by magnitude)
+    /// normalized finite number in the given semantics.
+    ///
+    /// \param Negative - True iff the number should be negative
+    static APFloat getSmallestNormalized(const fltSemantics &Sem,
+                                         bool Negative = false);
+
+    /// getAllOnesValue - Returns a float which is bitcasted from
+    /// an all one value int.
+    ///
+    /// \param BitWidth - Select float type
+    /// \param isIEEE   - If 128 bit number, select between PPC and IEEE
+    static APFloat getAllOnesValue(unsigned BitWidth, bool isIEEE = false);
+
+    /// Profile - Used to insert APFloat objects, or objects that contain
+    ///  APFloat objects, into FoldingSets.
+    void Profile(FoldingSetNodeID& NID) const;
+
+    /// @brief Used by the Bitcode serializer to emit APInts to Bitcode.
+    void Emit(Serializer& S) const;
+
+    /// @brief Used by the Bitcode deserializer to deserialize APInts.
+    static APFloat ReadVal(Deserializer& D);
+
     /* Arithmetic.  */
     opStatus add(const APFloat &, roundingMode);
     opStatus subtract(const APFloat &, roundingMode);
     opStatus multiply(const APFloat &, roundingMode);
     opStatus divide(const APFloat &, roundingMode);
+    /* IEEE remainder. */
+    opStatus remainder(const APFloat &);
+    /* C fmod, or llvm frem. */
     opStatus mod(const APFloat &, roundingMode);
-    void copySign(const APFloat &);
     opStatus fusedMultiplyAdd(const APFloat &, const APFloat &, roundingMode);
-    void changeSign();    // neg
-    void clearSign();     // abs
+    opStatus roundToIntegral(roundingMode);
+
+    /* Sign operations.  */
+    void changeSign();
+    void clearSign();
+    void copySign(const APFloat &);
 
     /* Conversions.  */
-    opStatus convert(const fltSemantics &, roundingMode);
+    opStatus convert(const fltSemantics &, roundingMode, bool *);
     opStatus convertToInteger(integerPart *, unsigned int, bool,
-                             roundingMode) const;
-    opStatus convertFromInteger(const integerPart *, unsigned int, bool,
-                               roundingMode);
-    opStatus convertFromString(const char *, roundingMode);
-    APInt convertToAPInt() const;
+                              roundingMode, bool *) const;
+    opStatus convertToInteger(APSInt&, roundingMode, bool *) const;
+    opStatus convertFromAPInt(const APInt &,
+                              bool, roundingMode);
+    opStatus convertFromSignExtendedInteger(const integerPart *, unsigned int,
+                                            bool, roundingMode);
+    opStatus convertFromZeroExtendedInteger(const integerPart *, unsigned int,
+                                            bool, roundingMode);
+    opStatus convertFromString(StringRef, roundingMode);
+    APInt bitcastToAPInt() const;
     double convertToDouble() const;
     float convertToFloat() const;
 
@@ -210,6 +306,9 @@ namespace llvm {
        compare unordered, 0==-0). */
     cmpResult compare(const APFloat &) const;
 
+    /* Bitwise comparison for equality (QNaNs compare equal, 0!=-0). */
+    bool bitwiseIsEqual(const APFloat &) const;
+
     /* Write out a hexadecimal representation of the floating point
        value to DST, which must be of sufficient size, in the C99 form
        [-]0xh.hhhhp[+-]d.  Return the number of characters written,
@@ -217,22 +316,59 @@ namespace llvm {
     unsigned int convertToHexString(char *dst, unsigned int hexDigits,
                                     bool upperCase, roundingMode) const;
 
-    /* Bitwise comparison for equality (QNaNs compare equal, 0!=-0). */
-    bool bitwiseIsEqual(const APFloat &) const;
-
     /* Simple queries.  */
     fltCategory getCategory() const { return category; }
     const fltSemantics &getSemantics() const { return *semantics; }
     bool isZero() const { return category == fcZero; }
     bool isNonZero() const { return category != fcZero; }
+    bool isNormal() const { return category == fcNormal; }
+    bool isNaN() const { return category == fcNaN; }
+    bool isInfinity() const { return category == fcInfinity; }
     bool isNegative() const { return sign; }
     bool isPosZero() const { return isZero() && !isNegative(); }
     bool isNegZero() const { return isZero() && isNegative(); }
+    bool isDenormal() const;
 
     APFloat& operator=(const APFloat &);
 
-    /* Return an arbitrary integer value usable for hashing. */
-    uint32_t getHashValue() const;
+    /// \brief Overload to compute a hash code for an APFloat value.
+    ///
+    /// Note that the use of hash codes for floating point values is in general
+    /// frought with peril. Equality is hard to define for these values. For
+    /// example, should negative and positive zero hash to different codes? Are
+    /// they equal or not? This hash value implementation specifically
+    /// emphasizes producing different codes for different inputs in order to
+    /// be used in canonicalization and memoization. As such, equality is
+    /// bitwiseIsEqual, and 0 != -0.
+    friend hash_code hash_value(const APFloat &Arg);
+
+    /// Converts this value into a decimal string.
+    ///
+    /// \param FormatPrecision The maximum number of digits of
+    ///   precision to output.  If there are fewer digits available,
+    ///   zero padding will not be used unless the value is
+    ///   integral and small enough to be expressed in
+    ///   FormatPrecision digits.  0 means to use the natural
+    ///   precision of the number.
+    /// \param FormatMaxPadding The maximum number of zeros to
+    ///   consider inserting before falling back to scientific
+    ///   notation.  0 means to always use scientific notation.
+    ///
+    /// Number       Precision    MaxPadding      Result
+    /// ------       ---------    ----------      ------
+    /// 1.01E+4              5             2       10100
+    /// 1.01E+4              4             2       1.01E+4
+    /// 1.01E+4              5             1       1.01E+4
+    /// 1.01E-2              5             2       0.0101
+    /// 1.01E-2              4             2       0.0101
+    /// 1.01E-2              4             1       1.01E-2
+    void toString(SmallVectorImpl<char> &Str,
+                  unsigned FormatPrecision = 0,
+                  unsigned FormatMaxPadding = 3) const;
+
+    /// getExactInverse - If this value has an exact multiplicative inverse,
+    /// store it in inv and return true.
+    bool getExactInverse(APFloat *inv) const;
 
   private:
 
@@ -259,25 +395,41 @@ namespace llvm {
     opStatus addOrSubtractSpecials(const APFloat &, bool subtract);
     opStatus divideSpecials(const APFloat &);
     opStatus multiplySpecials(const APFloat &);
+    opStatus modSpecials(const APFloat &);
 
     /* Miscellany.  */
+    static APFloat makeNaN(const fltSemantics &Sem, bool SNaN, bool Negative,
+                           const APInt *fill);
+    void makeNaN(bool SNaN = false, bool Neg = false, const APInt *fill = 0);
     opStatus normalize(roundingMode, lostFraction);
     opStatus addOrSubtract(const APFloat &, roundingMode, bool subtract);
     cmpResult compareAbsoluteValue(const APFloat &) const;
     opStatus handleOverflow(roundingMode);
     bool roundAwayFromZero(roundingMode, lostFraction, unsigned int) const;
-    opStatus convertFromUnsignedInteger(integerPart *, unsigned int,
-                                        roundingMode);
-    opStatus convertFromHexadecimalString(const char *, roundingMode);
+    opStatus convertToSignExtendedInteger(integerPart *, unsigned int, bool,
+                                          roundingMode, bool *) const;
+    opStatus convertFromUnsignedParts(const integerPart *, unsigned int,
+                                      roundingMode);
+    opStatus convertFromHexadecimalString(StringRef, roundingMode);
+    opStatus convertFromDecimalString(StringRef, roundingMode);
     char *convertNormalToHexString(char *, unsigned int, bool,
                                    roundingMode) const;
+    opStatus roundSignificandWithExponent(const integerPart *, unsigned int,
+                                          int, roundingMode);
+
+    APInt convertHalfAPFloatToAPInt() const;
     APInt convertFloatAPFloatToAPInt() const;
     APInt convertDoubleAPFloatToAPInt() const;
+    APInt convertQuadrupleAPFloatToAPInt() const;
     APInt convertF80LongDoubleAPFloatToAPInt() const;
-    void initFromAPInt(const APInt& api);
+    APInt convertPPCDoubleDoubleAPFloatToAPInt() const;
+    void initFromAPInt(const APInt& api, bool isIEEE = false);
+    void initFromHalfAPInt(const APInt& api);
     void initFromFloatAPInt(const APInt& api);
     void initFromDoubleAPInt(const APInt& api);
+    void initFromQuadrupleAPInt(const APInt &api);
     void initFromF80LongDoubleAPInt(const APInt& api);
+    void initFromPPCDoubleDoubleAPInt(const APInt& api);
 
     void assign(const APFloat &);
     void copySignificand(const APFloat &);
@@ -305,6 +457,10 @@ namespace llvm {
     /* The sign bit of this number.  */
     unsigned int sign: 1;
   };
+
+  // See friend declaration above. This additional declaration is required in
+  // order to compile LLVM with IBM xlC compiler.
+  hash_code hash_value(const APFloat &Arg);
 } /* namespace llvm */
 
-#endif /* LLVM_FLOAT_H */
+#endif /* LLVM_ADT_APFLOAT_H */