src/float/lfloat/cl_LF.h

   1 // cl_LF internals
   2
   3 #ifndef _CL_LF_H
   4 #define _CL_LF_H
   5
   6 #include "cl_number.h"
   7 #include "cl_lfloat_class.h"
   8 #include "cl_integer_class.h"
   9
  10 struct cl_heap_lfloat : cl_heap {
  11         unsigned int len;       // length of mantissa (in digits)
  12         int sign;               // sign (0 or -1)
  13         uint32 expo;            // exponent
  14         uintD data[1];          // mantissa
  15 };
  16
  17 // Minimum number of mantissa digits,
  18 // so that a LF has not fewer mantissa bits than a DF.
  19   #define LF_minlen  ceiling(53,intDsize)
  20 // Exponent.
  21   #define LF_exp_low  1
  22   #define LF_exp_mid  0x80000000UL
  23   #define LF_exp_high 0xFFFFFFFFUL
  24
  25 inline cl_heap_lfloat* TheLfloat (cl_heap_lfloat* p)
  26         { return p; }
  27 inline cl_heap_lfloat* TheLfloat (const cl_number& obj)
  28         { return (cl_heap_lfloat*)(obj.pointer); }
  29
  30
  31 // Liefert zu einem Long-Float x : (futruncate x), ein LF.
  32 // x wird von der 0 weg zur nächsten ganzen Zahl gerundet.
  33 extern const cl_LF futruncate (const cl_LF& x);
  34
  35 // shorten(x,len) verkürzt ein Long-Float x auf gegebene Länge len
  36 // und rundet dabei.
  37 // > cl_LF x: ein Long-FLoat
  38 // > uintC len: gewünschte Länge (>= LF_minlen, < TheLfloat(x)->len)
  39 // < cl_LF ergebnis: verkürztes Long-Float
  40 extern const cl_LF shorten (const cl_LF& x, uintC len);
  41
  42 // extend(x,len) verlängert ein Long-Float x auf gegebene Länge len.
  43 // > cl_LF x: ein Long-FLoat
  44 // > uintC len: gewünschte Länge (> TheLfloat(x)->len)
  45 // < cl_LF ergebnis: verlängertes Long-Float
  46 extern const cl_LF extend (const cl_LF& x, uintC len);
  47
  48 // LF_to_LF(x,len) wandelt ein Long-Float x in ein Long-Float gegebener Länge
  49 // len um und rundet dabei nötigenfalls.
  50 // > cl_LF x: ein Long-FLoat
  51 // > uintC len: gewünschte Länge (>= LF_minlen)
  52 // < cl_LF ergebnis: Long-Float gegebener Länge
  53 extern const cl_LF LF_to_LF (const cl_LF& x, uintC len);
  54
  55 // GEN_LF_OP2(arg1,arg2,LF_OP,ergebnis_zuweisung)
  56 // generates the body of a LF operation with two arguments.
  57 // LF_OP is only executed once both arguments have been converted to the same
  58 // float format (the longer one of arg1 and arg2). The result is then
  59 // converted the shorter of the two float formats.
  60 #define GEN_LF_OP2(arg1,arg2,LF_OP,ergebnis_zuweisung)  \
  61 {                                                                       \
  62         var uintC len1 = TheLfloat(arg1)->len;                          \
  63         var uintC len2 = TheLfloat(arg2)->len;                          \
  64         if (len1==len2) /* gleich -> direkt ausführen */                \
  65                 return LF_OP(arg1,arg2);                                \
  66         elif (len1>len2) /* -> arg2 auf die Länge von arg1 bringen */   \
  67                 return shorten(LF_OP(arg1,extend(arg2,len1)),len2);     \
  68         else /* (len1<len2) -> arg1 auf die Länge von arg2 bringen */   \
  69                 return shorten(LF_OP(extend(arg1,len2),arg2),len1);     \
  70 }
  71
  72 // Liefert zu zwei gleichlangen Long-Float x und y : (+ x y), ein LF.
  73 // LF_LF_plus_LF(x)
  74 extern const cl_LF LF_LF_plus_LF (const cl_LF& x, const cl_LF& y);
  75
  76 // Liefert zu zwei gleichlangen Long-Float x und y : (- x y), ein LF.
  77 // LF_LF_minus_LF(x)
  78 extern const cl_LF LF_LF_minus_LF (const cl_LF& x, const cl_LF& y);
  79
  80 // Use this macro if ALL of your cl_LF operations (+, -, *, /) in the
  81 // rest of your file ALWAYS get two operands of the same precision.
  82 #define ALL_cl_LF_OPERATIONS_SAME_PRECISION()  \
  83                                                                         \
  84 inline const cl_LF operator+ (const cl_LF& x, const cl_LF& y)           \
  85 {                                                                       \
  86         return LF_LF_plus_LF(x,y);                                      \
  87 }                                                                       \
  88                                                                         \
  89 inline const cl_LF operator- (const cl_LF& x, const cl_LF& y)           \
  90 {                                                                       \
  91         return LF_LF_minus_LF(x,y);                                     \
  92 }
  93
  94 // LF_to_I(x) wandelt ein Long-Float x, das eine ganze Zahl darstellt,
  95 // in ein Integer um.
  96 extern const cl_I cl_LF_to_I (const cl_LF& x);
  97
  98 // cl_I_to_LF(x,len) wandelt ein Integer x in ein Long-Float um und rundet dabei.
  99 extern const cl_LF cl_I_to_LF (const cl_I& x, uintC len);
 100
 101 // cl_RA_to_LF(x,len) wandelt eine rationale Zahl x in ein Long-Float um
 102 // und rundet dabei.
 103 extern const cl_LF cl_RA_to_LF (const cl_RA& x, uintC len);
 104
 105 // cl_LF_I_mul(x,y) multipliziert ein Long-Float x und ein Integer y.
 106 extern const cl_R cl_LF_I_mul (const cl_LF& x, const cl_I& y);
 107
 108 // cl_LF_I_div(x,y) dividiert ein Long-Float x durch ein Integer y.
 109 extern const cl_LF cl_LF_I_div (const cl_LF& x, const cl_I& y);
 110
 111 // cl_I_LF_div(x,y) dividiert ein Integer x durch ein Long-Float y.
 112 extern const cl_R cl_I_LF_div (const cl_I& x, const cl_LF& y);
 113
 114 // cl_LF_RA_mul(x,y) multipliziert ein Long-Float x und eine rationale Zahl y.
 115 extern const cl_R cl_LF_RA_mul (const cl_LF& x, const cl_RA& y);
 116
 117 // cl_LF_RA_div(x,y) dividiert ein Long-Float x durch eine rationale Zahl y.
 118 extern const cl_LF cl_LF_RA_div (const cl_LF& x, const cl_RA& y);
 119
 120 // cl_RA_LF_div(x,y) dividiert eine rationale Zahl x durch ein Long-Float y.
 121 extern const cl_R cl_RA_LF_div (const cl_RA& x, const cl_LF& y);
 122
 123 // Vergrößert eine Long-Float-Länge n, so daß aus d = intDsize*n
 124 // mindestens d+sqrt(d)+2 wird.
 125 extern uintC cl_LF_len_incsqrt (uintC len);
 126
 127 // Vergrößert eine Long-Float-Länge n, so daß aus d = intDsize*n
 128 // mindestens d+sqrt(d)+2+(LF_exp_len-1) wird.
 129 extern uintC cl_LF_len_incsqrtx (uintC len);
 130
 131 // cl_LF_shortenrelative(x,y) tries to reduce the size of x, such that one
 132 // wouldn't notice it when adding x to y. y must be /= 0. More precisely,
 133 // this returns a float approximation of x, such that 1 ulp(x) < 1 ulp(y).
 134 extern const cl_LF cl_LF_shortenrelative (const cl_LF& x, const cl_LF& y);
 135
 136 // cl_LF_shortenwith(x,y) tries to reduce the size of x, such that still
 137 // 1 ulp(x) < y. y must be >0.
 138 extern const cl_LF cl_LF_shortenwith (const cl_LF& x, const cl_LF& y);
 139
 140 #endif /* _CL_LF_H */