[cleanup] Re-sort all the #include lines in LLVM using
[oota-llvm.git] / include / llvm / Support / ScaledNumber.h
index 6a93623a8e9ae05b9ca0450f550b652795a6213c..a1c4c80c356fe05686403d555eb9feb08b6e07c5 100644 (file)
 #define LLVM_SUPPORT_SCALEDNUMBER_H
 
 #include "llvm/Support/MathExtras.h"
-
+#include <algorithm>
 #include <cstdint>
 #include <limits>
+#include <string>
+#include <tuple>
 #include <utility>
 
 namespace llvm {
 namespace ScaledNumbers {
 
+/// \brief Maximum scale; same as APFloat for easy debug printing.
+const int32_t MaxScale = 16383;
+
+/// \brief Maximum scale; same as APFloat for easy debug printing.
+const int32_t MinScale = -16382;
+
 /// \brief Get the width of a number.
 template <class DigitsT> inline int getWidth() { return sizeof(DigitsT) * 8; }
 
@@ -141,7 +149,7 @@ std::pair<uint32_t, int16_t> divide32(uint32_t Dividend, uint32_t Divisor);
 ///
 /// Implemented with one 64-bit integer divide/remainder pair.
 ///
-/// Returns \c (DigitsT_MAX, INT16_MAX) for divide-by-zero (0 for 0/0).
+/// Returns \c (DigitsT_MAX, MaxScale) for divide-by-zero (0 for 0/0).
 template <class DigitsT>
 std::pair<DigitsT, int16_t> getQuotient(DigitsT Dividend, DigitsT Divisor) {
   static_assert(!std::numeric_limits<DigitsT>::is_signed, "expected unsigned");
@@ -152,7 +160,7 @@ std::pair<DigitsT, int16_t> getQuotient(DigitsT Dividend, DigitsT Divisor) {
   if (!Dividend)
     return std::make_pair(0, 0);
   if (!Divisor)
-    return std::make_pair(std::numeric_limits<DigitsT>::max(), INT16_MAX);
+    return std::make_pair(std::numeric_limits<DigitsT>::max(), MaxScale);
 
   if (getWidth<DigitsT>() == 64)
     return divide64(Dividend, Divisor);
@@ -242,6 +250,8 @@ int compareImpl(uint64_t L, uint64_t R, int ScaleDiff);
 /// for greater than.
 template <class DigitsT>
 int compare(DigitsT LDigits, int16_t LScale, DigitsT RDigits, int16_t RScale) {
+  static_assert(!std::numeric_limits<DigitsT>::is_signed, "expected unsigned");
+
   // Check for zero.
   if (!LDigits)
     return RDigits ? -1 : 0;
@@ -261,7 +271,626 @@ int compare(DigitsT LDigits, int16_t LScale, DigitsT RDigits, int16_t RScale) {
   return -compareImpl(RDigits, LDigits, LScale - RScale);
 }
 
+/// \brief Match scales of two numbers.
+///
+/// Given two scaled numbers, match up their scales.  Change the digits and
+/// scales in place.  Shift the digits as necessary to form equivalent numbers,
+/// losing precision only when necessary.
+///
+/// If the output value of \c LDigits (\c RDigits) is \c 0, the output value of
+/// \c LScale (\c RScale) is unspecified.
+///
+/// As a convenience, returns the matching scale.  If the output value of one
+/// number is zero, returns the scale of the other.  If both are zero, which
+/// scale is returned is unspecifed.
+template <class DigitsT>
+int16_t matchScales(DigitsT &LDigits, int16_t &LScale, DigitsT &RDigits,
+                    int16_t &RScale) {
+  static_assert(!std::numeric_limits<DigitsT>::is_signed, "expected unsigned");
+
+  if (LScale < RScale)
+    // Swap arguments.
+    return matchScales(RDigits, RScale, LDigits, LScale);
+  if (!LDigits)
+    return RScale;
+  if (!RDigits || LScale == RScale)
+    return LScale;
+
+  // Now LScale > RScale.  Get the difference.
+  int32_t ScaleDiff = int32_t(LScale) - RScale;
+  if (ScaleDiff >= 2 * getWidth<DigitsT>()) {
+    // Don't bother shifting.  RDigits will get zero-ed out anyway.
+    RDigits = 0;
+    return LScale;
+  }
+
+  // Shift LDigits left as much as possible, then shift RDigits right.
+  int32_t ShiftL = std::min<int32_t>(countLeadingZeros(LDigits), ScaleDiff);
+  assert(ShiftL < getWidth<DigitsT>() && "can't shift more than width");
+
+  int32_t ShiftR = ScaleDiff - ShiftL;
+  if (ShiftR >= getWidth<DigitsT>()) {
+    // Don't bother shifting.  RDigits will get zero-ed out anyway.
+    RDigits = 0;
+    return LScale;
+  }
+
+  LDigits <<= ShiftL;
+  RDigits >>= ShiftR;
+
+  LScale -= ShiftL;
+  RScale += ShiftR;
+  assert(LScale == RScale && "scales should match");
+  return LScale;
+}
+
+/// \brief Get the sum of two scaled numbers.
+///
+/// Get the sum of two scaled numbers with as much precision as possible.
+///
+/// \pre Adding 1 to \c LScale (or \c RScale) will not overflow INT16_MAX.
+template <class DigitsT>
+std::pair<DigitsT, int16_t> getSum(DigitsT LDigits, int16_t LScale,
+                                   DigitsT RDigits, int16_t RScale) {
+  static_assert(!std::numeric_limits<DigitsT>::is_signed, "expected unsigned");
+
+  // Check inputs up front.  This is only relevent if addition overflows, but
+  // testing here should catch more bugs.
+  assert(LScale < INT16_MAX && "scale too large");
+  assert(RScale < INT16_MAX && "scale too large");
+
+  // Normalize digits to match scales.
+  int16_t Scale = matchScales(LDigits, LScale, RDigits, RScale);
+
+  // Compute sum.
+  DigitsT Sum = LDigits + RDigits;
+  if (Sum >= RDigits)
+    return std::make_pair(Sum, Scale);
+
+  // Adjust sum after arithmetic overflow.
+  DigitsT HighBit = DigitsT(1) << (getWidth<DigitsT>() - 1);
+  return std::make_pair(HighBit | Sum >> 1, Scale + 1);
+}
+
+/// \brief Convenience helper for 32-bit sum.
+inline std::pair<uint32_t, int16_t> getSum32(uint32_t LDigits, int16_t LScale,
+                                             uint32_t RDigits, int16_t RScale) {
+  return getSum(LDigits, LScale, RDigits, RScale);
+}
+
+/// \brief Convenience helper for 64-bit sum.
+inline std::pair<uint64_t, int16_t> getSum64(uint64_t LDigits, int16_t LScale,
+                                             uint64_t RDigits, int16_t RScale) {
+  return getSum(LDigits, LScale, RDigits, RScale);
+}
+
+/// \brief Get the difference of two scaled numbers.
+///
+/// Get LHS minus RHS with as much precision as possible.
+///
+/// Returns \c (0, 0) if the RHS is larger than the LHS.
+template <class DigitsT>
+std::pair<DigitsT, int16_t> getDifference(DigitsT LDigits, int16_t LScale,
+                                          DigitsT RDigits, int16_t RScale) {
+  static_assert(!std::numeric_limits<DigitsT>::is_signed, "expected unsigned");
+
+  // Normalize digits to match scales.
+  const DigitsT SavedRDigits = RDigits;
+  const int16_t SavedRScale = RScale;
+  matchScales(LDigits, LScale, RDigits, RScale);
+
+  // Compute difference.
+  if (LDigits <= RDigits)
+    return std::make_pair(0, 0);
+  if (RDigits || !SavedRDigits)
+    return std::make_pair(LDigits - RDigits, LScale);
+
+  // Check if RDigits just barely lost its last bit.  E.g., for 32-bit:
+  //
+  //   1*2^32 - 1*2^0 == 0xffffffff != 1*2^32
+  const auto RLgFloor = getLgFloor(SavedRDigits, SavedRScale);
+  if (!compare(LDigits, LScale, DigitsT(1), RLgFloor + getWidth<DigitsT>()))
+    return std::make_pair(std::numeric_limits<DigitsT>::max(), RLgFloor);
+
+  return std::make_pair(LDigits, LScale);
+}
+
+/// \brief Convenience helper for 32-bit difference.
+inline std::pair<uint32_t, int16_t> getDifference32(uint32_t LDigits,
+                                                    int16_t LScale,
+                                                    uint32_t RDigits,
+                                                    int16_t RScale) {
+  return getDifference(LDigits, LScale, RDigits, RScale);
+}
+
+/// \brief Convenience helper for 64-bit difference.
+inline std::pair<uint64_t, int16_t> getDifference64(uint64_t LDigits,
+                                                    int16_t LScale,
+                                                    uint64_t RDigits,
+                                                    int16_t RScale) {
+  return getDifference(LDigits, LScale, RDigits, RScale);
+}
+
 } // end namespace ScaledNumbers
 } // end namespace llvm
 
+namespace llvm {
+
+class raw_ostream;
+class ScaledNumberBase {
+public:
+  static const int DefaultPrecision = 10;
+
+  static void dump(uint64_t D, int16_t E, int Width);
+  static raw_ostream &print(raw_ostream &OS, uint64_t D, int16_t E, int Width,
+                            unsigned Precision);
+  static std::string toString(uint64_t D, int16_t E, int Width,
+                              unsigned Precision);
+  static int countLeadingZeros32(uint32_t N) { return countLeadingZeros(N); }
+  static int countLeadingZeros64(uint64_t N) { return countLeadingZeros(N); }
+  static uint64_t getHalf(uint64_t N) { return (N >> 1) + (N & 1); }
+
+  static std::pair<uint64_t, bool> splitSigned(int64_t N) {
+    if (N >= 0)
+      return std::make_pair(N, false);
+    uint64_t Unsigned = N == INT64_MIN ? UINT64_C(1) << 63 : uint64_t(-N);
+    return std::make_pair(Unsigned, true);
+  }
+  static int64_t joinSigned(uint64_t U, bool IsNeg) {
+    if (U > uint64_t(INT64_MAX))
+      return IsNeg ? INT64_MIN : INT64_MAX;
+    return IsNeg ? -int64_t(U) : int64_t(U);
+  }
+};
+
+/// \brief Simple representation of a scaled number.
+///
+/// ScaledNumber is a number represented by digits and a scale.  It uses simple
+/// saturation arithmetic and every operation is well-defined for every value.
+/// It's somewhat similar in behaviour to a soft-float, but is *not* a
+/// replacement for one.  If you're doing numerics, look at \a APFloat instead.
+/// Nevertheless, we've found these semantics useful for modelling certain cost
+/// metrics.
+///
+/// The number is split into a signed scale and unsigned digits.  The number
+/// represented is \c getDigits()*2^getScale().  In this way, the digits are
+/// much like the mantissa in the x87 long double, but there is no canonical
+/// form so the same number can be represented by many bit representations.
+///
+/// ScaledNumber is templated on the underlying integer type for digits, which
+/// is expected to be unsigned.
+///
+/// Unlike APFloat, ScaledNumber does not model architecture floating point
+/// behaviour -- while this might make it a little faster and easier to reason
+/// about, it certainly makes it more dangerous for general numerics.
+///
+/// ScaledNumber is totally ordered.  However, there is no canonical form, so
+/// there are multiple representations of most scalars.  E.g.:
+///
+///     ScaledNumber(8u, 0) == ScaledNumber(4u, 1)
+///     ScaledNumber(4u, 1) == ScaledNumber(2u, 2)
+///     ScaledNumber(2u, 2) == ScaledNumber(1u, 3)
+///
+/// ScaledNumber implements most arithmetic operations.  Precision is kept
+/// where possible.  Uses simple saturation arithmetic, so that operations
+/// saturate to 0.0 or getLargest() rather than under or overflowing.  It has
+/// some extra arithmetic for unit inversion.  0.0/0.0 is defined to be 0.0.
+/// Any other division by 0.0 is defined to be getLargest().
+///
+/// As a convenience for modifying the exponent, left and right shifting are
+/// both implemented, and both interpret negative shifts as positive shifts in
+/// the opposite direction.
+///
+/// Scales are limited to the range accepted by x87 long double.  This makes
+/// it trivial to add functionality to convert to APFloat (this is already
+/// relied on for the implementation of printing).
+///
+/// Possible (and conflicting) future directions:
+///
+///  1. Turn this into a wrapper around \a APFloat.
+///  2. Share the algorithm implementations with \a APFloat.
+///  3. Allow \a ScaledNumber to represent a signed number.
+template <class DigitsT> class ScaledNumber : ScaledNumberBase {
+public:
+  static_assert(!std::numeric_limits<DigitsT>::is_signed,
+                "only unsigned floats supported");
+
+  typedef DigitsT DigitsType;
+
+private:
+  typedef std::numeric_limits<DigitsType> DigitsLimits;
+
+  static const int Width = sizeof(DigitsType) * 8;
+  static_assert(Width <= 64, "invalid integer width for digits");
+
+private:
+  DigitsType Digits;
+  int16_t Scale;
+
+public:
+  ScaledNumber() : Digits(0), Scale(0) {}
+
+  ScaledNumber(DigitsType Digits, int16_t Scale)
+      : Digits(Digits), Scale(Scale) {}
+
+private:
+  ScaledNumber(const std::pair<uint64_t, int16_t> &X)
+      : Digits(X.first), Scale(X.second) {}
+
+public:
+  static ScaledNumber getZero() { return ScaledNumber(0, 0); }
+  static ScaledNumber getOne() { return ScaledNumber(1, 0); }
+  static ScaledNumber getLargest() {
+    return ScaledNumber(DigitsLimits::max(), ScaledNumbers::MaxScale);
+  }
+  static ScaledNumber get(uint64_t N) { return adjustToWidth(N, 0); }
+  static ScaledNumber getInverse(uint64_t N) {
+    return get(N).invert();
+  }
+  static ScaledNumber getFraction(DigitsType N, DigitsType D) {
+    return getQuotient(N, D);
+  }
+
+  int16_t getScale() const { return Scale; }
+  DigitsType getDigits() const { return Digits; }
+
+  /// \brief Convert to the given integer type.
+  ///
+  /// Convert to \c IntT using simple saturating arithmetic, truncating if
+  /// necessary.
+  template <class IntT> IntT toInt() const;
+
+  bool isZero() const { return !Digits; }
+  bool isLargest() const { return *this == getLargest(); }
+  bool isOne() const {
+    if (Scale > 0 || Scale <= -Width)
+      return false;
+    return Digits == DigitsType(1) << -Scale;
+  }
+
+  /// \brief The log base 2, rounded.
+  ///
+  /// Get the lg of the scalar.  lg 0 is defined to be INT32_MIN.
+  int32_t lg() const { return ScaledNumbers::getLg(Digits, Scale); }
+
+  /// \brief The log base 2, rounded towards INT32_MIN.
+  ///
+  /// Get the lg floor.  lg 0 is defined to be INT32_MIN.
+  int32_t lgFloor() const { return ScaledNumbers::getLgFloor(Digits, Scale); }
+
+  /// \brief The log base 2, rounded towards INT32_MAX.
+  ///
+  /// Get the lg ceiling.  lg 0 is defined to be INT32_MIN.
+  int32_t lgCeiling() const {
+    return ScaledNumbers::getLgCeiling(Digits, Scale);
+  }
+
+  bool operator==(const ScaledNumber &X) const { return compare(X) == 0; }
+  bool operator<(const ScaledNumber &X) const { return compare(X) < 0; }
+  bool operator!=(const ScaledNumber &X) const { return compare(X) != 0; }
+  bool operator>(const ScaledNumber &X) const { return compare(X) > 0; }
+  bool operator<=(const ScaledNumber &X) const { return compare(X) <= 0; }
+  bool operator>=(const ScaledNumber &X) const { return compare(X) >= 0; }
+
+  bool operator!() const { return isZero(); }
+
+  /// \brief Convert to a decimal representation in a string.
+  ///
+  /// Convert to a string.  Uses scientific notation for very large/small
+  /// numbers.  Scientific notation is used roughly for numbers outside of the
+  /// range 2^-64 through 2^64.
+  ///
+  /// \c Precision indicates the number of decimal digits of precision to use;
+  /// 0 requests the maximum available.
+  ///
+  /// As a special case to make debugging easier, if the number is small enough
+  /// to convert without scientific notation and has more than \c Precision
+  /// digits before the decimal place, it's printed accurately to the first
+  /// digit past zero.  E.g., assuming 10 digits of precision:
+  ///
+  ///     98765432198.7654... => 98765432198.8
+  ///      8765432198.7654... =>  8765432198.8
+  ///       765432198.7654... =>   765432198.8
+  ///        65432198.7654... =>    65432198.77
+  ///         5432198.7654... =>     5432198.765
+  std::string toString(unsigned Precision = DefaultPrecision) {
+    return ScaledNumberBase::toString(Digits, Scale, Width, Precision);
+  }
+
+  /// \brief Print a decimal representation.
+  ///
+  /// Print a string.  See toString for documentation.
+  raw_ostream &print(raw_ostream &OS,
+                     unsigned Precision = DefaultPrecision) const {
+    return ScaledNumberBase::print(OS, Digits, Scale, Width, Precision);
+  }
+  void dump() const { return ScaledNumberBase::dump(Digits, Scale, Width); }
+
+  ScaledNumber &operator+=(const ScaledNumber &X) {
+    std::tie(Digits, Scale) =
+        ScaledNumbers::getSum(Digits, Scale, X.Digits, X.Scale);
+    // Check for exponent past MaxScale.
+    if (Scale > ScaledNumbers::MaxScale)
+      *this = getLargest();
+    return *this;
+  }
+  ScaledNumber &operator-=(const ScaledNumber &X) {
+    std::tie(Digits, Scale) =
+        ScaledNumbers::getDifference(Digits, Scale, X.Digits, X.Scale);
+    return *this;
+  }
+  ScaledNumber &operator*=(const ScaledNumber &X);
+  ScaledNumber &operator/=(const ScaledNumber &X);
+  ScaledNumber &operator<<=(int16_t Shift) {
+    shiftLeft(Shift);
+    return *this;
+  }
+  ScaledNumber &operator>>=(int16_t Shift) {
+    shiftRight(Shift);
+    return *this;
+  }
+
+private:
+  void shiftLeft(int32_t Shift);
+  void shiftRight(int32_t Shift);
+
+  /// \brief Adjust two floats to have matching exponents.
+  ///
+  /// Adjust \c this and \c X to have matching exponents.  Returns the new \c X
+  /// by value.  Does nothing if \a isZero() for either.
+  ///
+  /// The value that compares smaller will lose precision, and possibly become
+  /// \a isZero().
+  ScaledNumber matchScales(ScaledNumber X) {
+    ScaledNumbers::matchScales(Digits, Scale, X.Digits, X.Scale);
+    return X;
+  }
+
+public:
+  /// \brief Scale a large number accurately.
+  ///
+  /// Scale N (multiply it by this).  Uses full precision multiplication, even
+  /// if Width is smaller than 64, so information is not lost.
+  uint64_t scale(uint64_t N) const;
+  uint64_t scaleByInverse(uint64_t N) const {
+    // TODO: implement directly, rather than relying on inverse.  Inverse is
+    // expensive.
+    return inverse().scale(N);
+  }
+  int64_t scale(int64_t N) const {
+    std::pair<uint64_t, bool> Unsigned = splitSigned(N);
+    return joinSigned(scale(Unsigned.first), Unsigned.second);
+  }
+  int64_t scaleByInverse(int64_t N) const {
+    std::pair<uint64_t, bool> Unsigned = splitSigned(N);
+    return joinSigned(scaleByInverse(Unsigned.first), Unsigned.second);
+  }
+
+  int compare(const ScaledNumber &X) const {
+    return ScaledNumbers::compare(Digits, Scale, X.Digits, X.Scale);
+  }
+  int compareTo(uint64_t N) const {
+    ScaledNumber Scaled = get(N);
+    int Compare = compare(Scaled);
+    if (Width == 64 || Compare != 0)
+      return Compare;
+
+    // Check for precision loss.  We know *this == RoundTrip.
+    uint64_t RoundTrip = Scaled.template toInt<uint64_t>();
+    return N == RoundTrip ? 0 : RoundTrip < N ? -1 : 1;
+  }
+  int compareTo(int64_t N) const { return N < 0 ? 1 : compareTo(uint64_t(N)); }
+
+  ScaledNumber &invert() { return *this = ScaledNumber::get(1) / *this; }
+  ScaledNumber inverse() const { return ScaledNumber(*this).invert(); }
+
+private:
+  static ScaledNumber getProduct(DigitsType LHS, DigitsType RHS) {
+    return ScaledNumbers::getProduct(LHS, RHS);
+  }
+  static ScaledNumber getQuotient(DigitsType Dividend, DigitsType Divisor) {
+    return ScaledNumbers::getQuotient(Dividend, Divisor);
+  }
+
+  static int countLeadingZerosWidth(DigitsType Digits) {
+    if (Width == 64)
+      return countLeadingZeros64(Digits);
+    if (Width == 32)
+      return countLeadingZeros32(Digits);
+    return countLeadingZeros32(Digits) + Width - 32;
+  }
+
+  /// \brief Adjust a number to width, rounding up if necessary.
+  ///
+  /// Should only be called for \c Shift close to zero.
+  ///
+  /// \pre Shift >= MinScale && Shift + 64 <= MaxScale.
+  static ScaledNumber adjustToWidth(uint64_t N, int32_t Shift) {
+    assert(Shift >= ScaledNumbers::MinScale && "Shift should be close to 0");
+    assert(Shift <= ScaledNumbers::MaxScale - 64 &&
+           "Shift should be close to 0");
+    auto Adjusted = ScaledNumbers::getAdjusted<DigitsT>(N, Shift);
+    return Adjusted;
+  }
+
+  static ScaledNumber getRounded(ScaledNumber P, bool Round) {
+    // Saturate.
+    if (P.isLargest())
+      return P;
+
+    return ScaledNumbers::getRounded(P.Digits, P.Scale, Round);
+  }
+};
+
+#define SCALED_NUMBER_BOP(op, base)                                            \
+  template <class DigitsT>                                                     \
+  ScaledNumber<DigitsT> operator op(const ScaledNumber<DigitsT> &L,            \
+                                    const ScaledNumber<DigitsT> &R) {          \
+    return ScaledNumber<DigitsT>(L) base R;                                    \
+  }
+SCALED_NUMBER_BOP(+, += )
+SCALED_NUMBER_BOP(-, -= )
+SCALED_NUMBER_BOP(*, *= )
+SCALED_NUMBER_BOP(/, /= )
+SCALED_NUMBER_BOP(<<, <<= )
+SCALED_NUMBER_BOP(>>, >>= )
+#undef SCALED_NUMBER_BOP
+
+template <class DigitsT>
+raw_ostream &operator<<(raw_ostream &OS, const ScaledNumber<DigitsT> &X) {
+  return X.print(OS, 10);
+}
+
+#define SCALED_NUMBER_COMPARE_TO_TYPE(op, T1, T2)                              \
+  template <class DigitsT>                                                     \
+  bool operator op(const ScaledNumber<DigitsT> &L, T1 R) {                     \
+    return L.compareTo(T2(R)) op 0;                                            \
+  }                                                                            \
+  template <class DigitsT>                                                     \
+  bool operator op(T1 L, const ScaledNumber<DigitsT> &R) {                     \
+    return 0 op R.compareTo(T2(L));                                            \
+  }
+#define SCALED_NUMBER_COMPARE_TO(op)                                           \
+  SCALED_NUMBER_COMPARE_TO_TYPE(op, uint64_t, uint64_t)                        \
+  SCALED_NUMBER_COMPARE_TO_TYPE(op, uint32_t, uint64_t)                        \
+  SCALED_NUMBER_COMPARE_TO_TYPE(op, int64_t, int64_t)                          \
+  SCALED_NUMBER_COMPARE_TO_TYPE(op, int32_t, int64_t)
+SCALED_NUMBER_COMPARE_TO(< )
+SCALED_NUMBER_COMPARE_TO(> )
+SCALED_NUMBER_COMPARE_TO(== )
+SCALED_NUMBER_COMPARE_TO(!= )
+SCALED_NUMBER_COMPARE_TO(<= )
+SCALED_NUMBER_COMPARE_TO(>= )
+#undef SCALED_NUMBER_COMPARE_TO
+#undef SCALED_NUMBER_COMPARE_TO_TYPE
+
+template <class DigitsT>
+uint64_t ScaledNumber<DigitsT>::scale(uint64_t N) const {
+  if (Width == 64 || N <= DigitsLimits::max())
+    return (get(N) * *this).template toInt<uint64_t>();
+
+  // Defer to the 64-bit version.
+  return ScaledNumber<uint64_t>(Digits, Scale).scale(N);
+}
+
+template <class DigitsT>
+template <class IntT>
+IntT ScaledNumber<DigitsT>::toInt() const {
+  typedef std::numeric_limits<IntT> Limits;
+  if (*this < 1)
+    return 0;
+  if (*this >= Limits::max())
+    return Limits::max();
+
+  IntT N = Digits;
+  if (Scale > 0) {
+    assert(size_t(Scale) < sizeof(IntT) * 8);
+    return N << Scale;
+  }
+  if (Scale < 0) {
+    assert(size_t(-Scale) < sizeof(IntT) * 8);
+    return N >> -Scale;
+  }
+  return N;
+}
+
+template <class DigitsT>
+ScaledNumber<DigitsT> &ScaledNumber<DigitsT>::
+operator*=(const ScaledNumber &X) {
+  if (isZero())
+    return *this;
+  if (X.isZero())
+    return *this = X;
+
+  // Save the exponents.
+  int32_t Scales = int32_t(Scale) + int32_t(X.Scale);
+
+  // Get the raw product.
+  *this = getProduct(Digits, X.Digits);
+
+  // Combine with exponents.
+  return *this <<= Scales;
+}
+template <class DigitsT>
+ScaledNumber<DigitsT> &ScaledNumber<DigitsT>::
+operator/=(const ScaledNumber &X) {
+  if (isZero())
+    return *this;
+  if (X.isZero())
+    return *this = getLargest();
+
+  // Save the exponents.
+  int32_t Scales = int32_t(Scale) - int32_t(X.Scale);
+
+  // Get the raw quotient.
+  *this = getQuotient(Digits, X.Digits);
+
+  // Combine with exponents.
+  return *this <<= Scales;
+}
+template <class DigitsT> void ScaledNumber<DigitsT>::shiftLeft(int32_t Shift) {
+  if (!Shift || isZero())
+    return;
+  assert(Shift != INT32_MIN);
+  if (Shift < 0) {
+    shiftRight(-Shift);
+    return;
+  }
+
+  // Shift as much as we can in the exponent.
+  int32_t ScaleShift = std::min(Shift, ScaledNumbers::MaxScale - Scale);
+  Scale += ScaleShift;
+  if (ScaleShift == Shift)
+    return;
+
+  // Check this late, since it's rare.
+  if (isLargest())
+    return;
+
+  // Shift the digits themselves.
+  Shift -= ScaleShift;
+  if (Shift > countLeadingZerosWidth(Digits)) {
+    // Saturate.
+    *this = getLargest();
+    return;
+  }
+
+  Digits <<= Shift;
+  return;
+}
+
+template <class DigitsT> void ScaledNumber<DigitsT>::shiftRight(int32_t Shift) {
+  if (!Shift || isZero())
+    return;
+  assert(Shift != INT32_MIN);
+  if (Shift < 0) {
+    shiftLeft(-Shift);
+    return;
+  }
+
+  // Shift as much as we can in the exponent.
+  int32_t ScaleShift = std::min(Shift, Scale - ScaledNumbers::MinScale);
+  Scale -= ScaleShift;
+  if (ScaleShift == Shift)
+    return;
+
+  // Shift the digits themselves.
+  Shift -= ScaleShift;
+  if (Shift >= Width) {
+    // Saturate.
+    *this = getZero();
+    return;
+  }
+
+  Digits >>= Shift;
+  return;
+}
+
+template <typename T> struct isPodLike;
+template <typename T> struct isPodLike<ScaledNumber<T>> {
+  static const bool value = true;
+};
+
+} // end namespace llvm
+
 #endif