libc/stdlib/_strtod.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2000-2005     Manuel Novoa III
   3  *
   4  * Licensed under the LGPL v2.1, see the file COPYING.LIB in this tarball.
   5  */
   6
   7 /* Notes:
   8  *
   9  * The primary objective of this implementation was minimal size and
  10  * portablility, while providing robustness and resonable accuracy.
  11  *
  12  * This implementation depends on IEEE floating point behavior and expects
  13  * to be able to generate +/- infinity as a result.
  14  *
  15  * There are a number of compile-time options below.
  16  */
  17
  18 /* July 27, 2003
  19  *
  20  * General cleanup and some minor size optimizations.
  21  * Change implementation to support __strtofpmax() rather than strtod().
  22  *   Now all the strto{floating pt}() funcs are implemented in terms of
  23  *   of the internal __strtofpmax() function.
  24  * Support "nan", "inf", and "infinity" strings (case-insensitive).
  25  * Support hexadecimal floating point notation.
  26  * Support wchar variants.
  27  * Support xlocale variants.
  28  *
  29  * TODO:
  30  *
  31  * Consider accumulating blocks of digits in longs to save floating pt mults.
  32  *   This would likely be much better on anything that only supported floats
  33  *   where DECIMAL_DIG == 9.  Actually, if floats have FLT_MAX_10_EXP == 38,
  34  *   we could calculate almost all the exponent multipliers (p_base) in
  35  *   long arithmetic as well.
  36  */
  37
  38 /**********************************************************************/
  39 /*                      OPTIONS                                       */
  40 /**********************************************************************/
  41
  42 /* Defined if we want to recognize "nan", "inf", and "infinity". (C99) */
  43 #define _STRTOD_NAN_INF_STRINGS  1
  44
  45 /* Defined if we want support hexadecimal floating point notation. (C99) */
  46 /* Note!  Now controlled by uClibc configuration.  See below. */
  47 #define _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS 1
  48
  49 /* Defined if we want to scale with a O(log2(exp)) multiplications.
  50  * This is generally a good thing to do unless you are really tight
  51  * on space and do not expect to convert values of large magnitude. */
  52
  53 #define _STRTOD_LOG_SCALING       1
  54
  55 /* WARNING!!!   WARNING!!!   WARNING!!!   WARNING!!!   WARNING!!!
  56  *
  57  * Clearing any of the options below this point is not advised (or tested).
  58  *
  59  * WARNING!!!   WARNING!!!   WARNING!!!   WARNING!!!   WARNING!!! */
  60
  61 /* Defined if we want strtod to set errno appropriately. */
  62 /* NOTE: Implies all options below. */
  63 #define _STRTOD_ERRNO                   1
  64
  65 /* Defined if we want support for the endptr arg. */
  66 /* Implied by _STRTOD_ERRNO. */
  67 #define _STRTOD_ENDPTR             1
  68
  69 /* Defined if we want to prevent overflow in accumulating the exponent. */
  70 /* Implied by _STRTOD_ERRNO. */
  71 #define _STRTOD_RESTRICT_EXP     1
  72
  73 /* Defined if we want to process mantissa digits more intelligently. */
  74 /* Implied by _STRTOD_ERRNO. */
  75 #define _STRTOD_RESTRICT_DIGITS  1
  76
  77 /* Defined if we want to skip scaling 0 for the exponent. */
  78 /* Implied by _STRTOD_ERRNO. */
  79 #define _STRTOD_ZERO_CHECK         1
  80
  81 /**********************************************************************/
  82 /* Don't change anything that follows.                                */
  83 /**********************************************************************/
  84
  85 #ifdef _STRTOD_ERRNO
  86 #undef _STRTOD_ENDPTR
  87 #undef _STRTOD_RESTRICT_EXP
  88 #undef _STRTOD_RESTRICT_DIGITS
  89 #undef _STRTOD_ZERO_CHECK
  90 #define _STRTOD_ENDPTR             1
  91 #define _STRTOD_RESTRICT_EXP     1
  92 #define _STRTOD_RESTRICT_DIGITS  1
  93 #define _STRTOD_ZERO_CHECK         1
  94 #endif
  95
  96 /**********************************************************************/
  97
  98 #define _ISOC99_SOURCE 1
  99 #include <stdlib.h>
 100 #include <string.h>
 101 #include <ctype.h>
 102 #include <errno.h>
 103 #include <limits.h>
 104 #include <float.h>
 105 #include <bits/uClibc_fpmax.h>
 106
 107 #include <locale.h>
 108
 109 #ifdef __UCLIBC_HAS_WCHAR__
 110 # include <wchar.h>
 111 # include <wctype.h>
 112 # include <bits/uClibc_uwchar.h>
 113 #endif
 114
 115 #ifdef __UCLIBC_HAS_XLOCALE__
 116 # include <xlocale.h>
 117 #endif
 118
 119 /* Handle _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS via uClibc config now. */
 120 #undef _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS
 121 #ifdef __UCLIBC_HAS_HEXADECIMAL_FLOATS__
 122 # define _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS 1
 123 #endif
 124
 125 /**********************************************************************/
 126
 127 #undef _STRTOD_FPMAX
 128
 129 #if FPMAX_TYPE == 3
 130
 131 #define NEED_STRTOLD_WRAPPER
 132 #define NEED_STRTOD_WRAPPER
 133 #define NEED_STRTOF_WRAPPER
 134
 135 #elif FPMAX_TYPE == 2
 136
 137 #define NEED_STRTOD_WRAPPER
 138 #define NEED_STRTOF_WRAPPER
 139
 140 #elif FPMAX_TYPE == 1
 141
 142 #define NEED_STRTOF_WRAPPER
 143
 144 #else
 145
 146 #error unknown FPMAX_TYPE!
 147
 148 #endif
 149
 150 extern void __fp_range_check(__fpmax_t y, __fpmax_t x) attribute_hidden;
 151
 152 /**********************************************************************/
 153
 154 #ifdef _STRTOD_RESTRICT_DIGITS
 155 #define EXP_DENORM_ADJUST DECIMAL_DIG
 156 #define MAX_ALLOWED_EXP (DECIMAL_DIG  + EXP_DENORM_ADJUST - FPMAX_MIN_10_EXP)
 157
 158 #if MAX_ALLOWED_EXP > INT_MAX
 159 #error size assumption violated for MAX_ALLOWED_EXP
 160 #endif
 161 #else
 162 /* We want some excess if we're not restricting mantissa digits. */
 163 #define MAX_ALLOWED_EXP ((20 - FPMAX_MIN_10_EXP) * 2)
 164 #endif
 165
 166
 167 #if defined(_STRTOD_RESTRICT_DIGITS) || defined(_STRTOD_ENDPTR) || defined(_STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS)
 168 #undef _STRTOD_NEED_NUM_DIGITS
 169 #define _STRTOD_NEED_NUM_DIGITS 1
 170 #endif
 171
 172 /**********************************************************************/
 173 #if defined(L___strtofpmax) || defined(L___strtofpmax_l) || defined(L___wcstofpmax) || defined(L___wcstofpmax_l)
 174
 175 #if defined(L___wcstofpmax) || defined(L___wcstofpmax_l)
 176
 177 #define __strtofpmax    __wcstofpmax
 178 #define __strtofpmax_l  __wcstofpmax_l
 179
 180 #define Wchar wchar_t
 181 #ifdef __UCLIBC_DO_XLOCALE
 182 #define ISSPACE(C) iswspace_l((C), locale_arg)
 183 #else
 184 #define ISSPACE(C) iswspace((C))
 185 #endif
 186
 187 #else  /* defined(L___wcstofpmax) || defined(L___wcstofpmax_l) */
 188
 189 #define Wchar char
 190 #ifdef __UCLIBC_DO_XLOCALE
 191 #define ISSPACE(C) isspace_l((C), locale_arg)
 192 #else
 193 #define ISSPACE(C) isspace((C))
 194 #endif
 195
 196 #endif /* defined(L___wcstofpmax) || defined(L___wcstofpmax_l) */
 197
 198
 199 #if defined(__UCLIBC_HAS_XLOCALE__) && !defined(__UCLIBC_DO_XLOCALE)
 200
 201 __fpmax_t attribute_hidden __strtofpmax(const Wchar *str, Wchar **endptr, int exponent_power)
 202 {
 203         return __strtofpmax_l(str, endptr, exponent_power, __UCLIBC_CURLOCALE);
 204 }
 205
 206 #else  /* defined(__UCLIBC_HAS_XLOCALE__) && !defined(__UCLIBC_DO_XLOCALE) */
 207
 208
 209 __fpmax_t attribute_hidden __XL_NPP(__strtofpmax)(const Wchar *str, Wchar **endptr, int exponent_power
 210                                                                  __LOCALE_PARAM )
 211 {
 212         __fpmax_t number;
 213         __fpmax_t p_base = 10;                  /* Adjusted to 16 in the hex case. */
 214         Wchar *pos0;
 215 #ifdef _STRTOD_ENDPTR
 216         Wchar *pos1;
 217 #endif
 218         Wchar *pos = (Wchar *) str;
 219         int exponent_temp;
 220         int negative; /* A flag for the number, a multiplier for the exponent. */
 221 #ifdef _STRTOD_NEED_NUM_DIGITS
 222         int num_digits;
 223 #endif
 224 #ifdef __UCLIBC_HAS_LOCALE__
 225 #if defined(L___wcstofpmax) || defined(L___wcstofpmax_l)
 226         wchar_t decpt_wc = __LOCALE_PTR->decimal_point_wc;
 227 #else
 228         const char *decpt = __LOCALE_PTR->decimal_point;
 229         int decpt_len = __LOCALE_PTR->decimal_point_len;
 230 #endif
 231 #endif
 232
 233 #ifdef _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS
 234         Wchar expchar = 'e';
 235         Wchar *poshex = NULL;
 236         __uint16_t is_mask = _ISdigit;
 237 #define EXPCHAR         expchar
 238 #define IS_X_DIGIT(C) __isctype((C), is_mask)
 239 #else  /* _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS */
 240 #define EXPCHAR         'e'
 241 #define IS_X_DIGIT(C) isdigit((C))
 242 #endif /* _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS */
 243
 244         while (ISSPACE(*pos)) {         /* Skip leading whitespace. */
 245                 ++pos;
 246         }
 247
 248         negative = 0;
 249         switch(*pos) {                          /* Handle optional sign. */
 250                 case '-': negative = 1; /* Fall through to increment position. */
 251                 case '+': ++pos;
 252         }
 253
 254 #ifdef _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS
 255         if ((*pos == '0') && (((pos[1])|0x20) == 'x')) {
 256                 poshex = ++pos;                 /* Save position of 'x' in case no digits */
 257                 ++pos;                                  /*   and advance past it.  */
 258                 is_mask = _ISxdigit;    /* Used by IS_X_DIGIT. */
 259                 expchar = 'p';                  /* Adjust exponent char. */
 260                 p_base = 16;                    /* Adjust base multiplier. */
 261         }
 262 #endif
 263
 264         number = 0.;
 265 #ifdef _STRTOD_NEED_NUM_DIGITS
 266         num_digits = -1;
 267 #endif
 268 /*      exponent_power = 0; */
 269         pos0 = NULL;
 270
 271  LOOP:
 272         while (IS_X_DIGIT(*pos)) {      /* Process string of (hex) digits. */
 273 #ifdef _STRTOD_RESTRICT_DIGITS
 274                 if (num_digits < 0) {   /* First time through? */
 275                         ++num_digits;           /* We've now seen a digit. */
 276                 }
 277                 if (num_digits || (*pos != '0')) { /* Had/have nonzero. */
 278                         ++num_digits;
 279                         if (num_digits <= DECIMAL_DIG) { /* Is digit significant? */
 280 #ifdef _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS
 281                                 number = number * p_base
 282                                         + (isdigit(*pos)
 283                                            ? (*pos - '0')
 284                                            : (((*pos)|0x20) - ('a' - 10)));
 285 #else  /* _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS */
 286                                 number = number * p_base + (*pos - '0');
 287 #endif /* _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS */
 288                         }
 289                 }
 290 #else  /* _STRTOD_RESTRICT_DIGITS */
 291 #ifdef _STRTOD_NEED_NUM_DIGITS
 292                 ++num_digits;
 293 #endif
 294 #ifdef _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS
 295                 number = number * p_base
 296                         + (isdigit(*pos)
 297                            ? (*pos - '0')
 298                            : (((*pos)|0x20) - ('a' - 10)));
 299 #else  /* _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS */
 300                 number = number * p_base + (*pos - '0');
 301 #endif /* _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS */
 302 #endif /* _STRTOD_RESTRICT_DIGITS */
 303                 ++pos;
 304         }
 305
 306 #ifdef __UCLIBC_HAS_LOCALE__
 307 #if defined(L___wcstofpmax) || defined(L___wcstofpmax_l)
 308         if (!pos0 && (*pos == decpt_wc)) { /* First decimal point? */
 309                 pos0 = ++pos;
 310                 goto LOOP;
 311         }
 312 #else
 313         if (!pos0 && !memcmp(pos, decpt, decpt_len)) { /* First decimal point? */
 314                 pos0 = (pos += decpt_len);
 315                 goto LOOP;
 316         }
 317 #endif
 318 #else  /* __UCLIBC_HAS_LOCALE__ */
 319         if ((*pos == '.') && !pos0) { /* First decimal point? */
 320                 pos0 = ++pos;                   /* Save position of decimal point */
 321                 goto LOOP;                              /*   and process rest of digits. */
 322         }
 323 #endif /* __UCLIBC_HAS_LOCALE__ */
 324
 325 #ifdef _STRTOD_NEED_NUM_DIGITS
 326         if (num_digits<0) {                     /* Must have at least one digit. */
 327 #ifdef _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS
 328                 if (poshex) {                   /* Back up to '0' in '0x' prefix. */
 329                         pos = poshex;
 330                         goto DONE;
 331                 }
 332 #endif /* _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS */
 333
 334 #ifdef _STRTOD_NAN_INF_STRINGS
 335                 if (!pos0) {                    /* No decimal point, so check for inf/nan. */
 336                         /* Note: nan is the first string so 'number = i/0.;' works. */
 337                         static const char nan_inf_str[] = "\05nan\0\012infinity\0\05inf\0";
 338                         int i = 0;
 339
 340                         do {
 341                                 /* Unfortunately, we have no memcasecmp(). */
 342                                 int j = 0;
 343                                 /* | 0x20 is a cheap lowercasing (valid for ASCII letters and numbers only) */
 344                                 while ((pos[j] | 0x20) == nan_inf_str[i+1+j]) {
 345                                         ++j;
 346                                         if (!nan_inf_str[i+1+j]) {
 347                                                 number = i / 0.;
 348                                                 if (negative) { /* Correct for sign. */
 349                                                         number = -number;
 350                                                 }
 351                                                 pos += nan_inf_str[i] - 2;
 352                                                 goto DONE;
 353                                         }
 354                                 }
 355                                 i += nan_inf_str[i];
 356                         } while (nan_inf_str[i]);
 357                 }
 358
 359 #endif /* STRTOD_NAN_INF_STRINGS */
 360 #ifdef _STRTOD_ENDPTR
 361                 pos = (Wchar *) str;
 362 #endif
 363                 goto DONE;
 364         }
 365 #endif /* _STRTOD_NEED_NUM_DIGITS */
 366
 367 #ifdef _STRTOD_RESTRICT_DIGITS
 368         if (num_digits > DECIMAL_DIG) { /* Adjust exponent for skipped digits. */
 369                 exponent_power += num_digits - DECIMAL_DIG;
 370         }
 371 #endif
 372
 373         if (pos0) {
 374                 exponent_power += pos0 - pos; /* Adjust exponent for decimal point. */
 375         }
 376
 377 #ifdef _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS
 378         if (poshex) {
 379                 exponent_power *= 4;    /* Above is 2**4, but below is 2. */
 380                 p_base = 2;
 381         }
 382 #endif /* _STRTOD_HEXADECIMAL_FLOATS */
 383
 384         if (negative) {                         /* Correct for sign. */
 385                 number = -number;
 386         }
 387
 388         /* process an exponent string */
 389         if (((*pos)|0x20) == EXPCHAR) {
 390 #ifdef _STRTOD_ENDPTR
 391                 pos1 = pos;
 392 #endif
 393                 negative = 1;
 394                 switch(*++pos) {                /* Handle optional sign. */
 395                         case '-': negative = -1; /* Fall through to increment pos. */
 396                         case '+': ++pos;
 397                 }
 398
 399                 pos0 = pos;
 400                 exponent_temp = 0;
 401                 while (isdigit(*pos)) { /* Process string of digits. */
 402 #ifdef _STRTOD_RESTRICT_EXP
 403                         if (exponent_temp < MAX_ALLOWED_EXP) { /* Avoid overflow. */
 404                                 exponent_temp = exponent_temp * 10 + (*pos - '0');
 405                         }
 406 #else
 407                         exponent_temp = exponent_temp * 10 + (*pos - '0');
 408 #endif
 409                         ++pos;
 410                 }
 411
 412 #ifdef _STRTOD_ENDPTR
 413                 if (pos == pos0) {      /* No digits? */
 414                         pos = pos1;             /* Back up to {e|E}/{p|P}. */
 415                 } /* else */
 416 #endif
 417
 418                 exponent_power += negative * exponent_temp;
 419         }
 420
 421 #ifdef _STRTOD_ZERO_CHECK
 422         if (number == 0.) {
 423                 goto DONE;
 424         }
 425 #endif
 426
 427         /* scale the result */
 428 #ifdef _STRTOD_LOG_SCALING
 429         exponent_temp = exponent_power;
 430
 431         if (exponent_temp < 0) {
 432                 exponent_temp = -exponent_temp;
 433         }
 434
 435         while (exponent_temp) {
 436                 if (exponent_temp & 1) {
 437                         if (exponent_power < 0) {
 438                                 /* Warning... caluclating a factor for the exponent and
 439                                  * then dividing could easily be faster.  But doing so
 440                                  * might cause problems when dealing with denormals. */
 441                                 number /= p_base;
 442                         } else {
 443                                 number *= p_base;
 444                         }
 445                 }
 446                 exponent_temp >>= 1;
 447                 p_base *= p_base;
 448         }
 449
 450 #else  /* _STRTOD_LOG_SCALING */
 451         while (exponent_power) {
 452                 if (exponent_power < 0) {
 453                         number /= p_base;
 454                         exponent_power++;
 455                 } else {
 456                         number *= p_base;
 457                         exponent_power--;
 458                 }
 459         }
 460 #endif /* _STRTOD_LOG_SCALING */
 461
 462 #ifdef _STRTOD_ERRNO
 463         if (__FPMAX_ZERO_OR_INF_CHECK(number)) {
 464                 __set_errno(ERANGE);
 465         }
 466 #endif
 467
 468  DONE:
 469 #ifdef _STRTOD_ENDPTR
 470         if (endptr) {
 471                 *endptr = pos;
 472         }
 473 #endif
 474
 475         return number;
 476 }
 477
 478 #endif /* defined(__UCLIBC_HAS_XLOCALE__) && !defined(__UCLIBC_DO_XLOCALE) */
 479
 480 #endif
 481 /**********************************************************************/
 482 #ifdef L___fp_range_check
 483 #if defined(NEED_STRTOF_WRAPPER) || defined(NEED_STRTOD_WRAPPER)
 484
 485 void attribute_hidden __fp_range_check(__fpmax_t y, __fpmax_t x)
 486 {
 487         if (__FPMAX_ZERO_OR_INF_CHECK(y) /* y is 0 or +/- infinity */
 488                 && (y != 0)     /* y is not 0 (could have x>0, y==0 if underflow) */
 489                 && !__FPMAX_ZERO_OR_INF_CHECK(x) /* x is not 0 or +/- infinity */
 490                 ) {
 491                 __set_errno(ERANGE);    /* Then x is not in y's range. */
 492         }
 493 }
 494
 495 #endif
 496 #endif
 497 /**********************************************************************/
 498 #if defined(L_strtof) || defined(L_strtof_l) || defined(L_wcstof) || defined(L_wcstof_l)
 499 #if defined(NEED_STRTOF_WRAPPER)
 500
 501 #if defined(L_wcstof) || defined(L_wcstof_l)
 502 #define strtof           wcstof
 503 #define strtof_l         wcstof_l
 504 #define __strtofpmax     __wcstofpmax
 505 #define __strtofpmax_l   __wcstofpmax_l
 506 #define Wchar wchar_t
 507 #else
 508 #define Wchar char
 509 #endif
 510
 511
 512 libc_hidden_proto(__XL_NPP(strtof))
 513 float __XL_NPP(strtof)(const Wchar *str, Wchar **endptr   __LOCALE_PARAM )
 514 {
 515 #if FPMAX_TYPE == 1
 516         return __XL_NPP(__strtofpmax)(str, endptr, 0   __LOCALE_ARG );
 517 #else
 518         __fpmax_t x;
 519         float y;
 520
 521         x = __XL_NPP(__strtofpmax)(str, endptr, 0   __LOCALE_ARG );
 522         y = (float) x;
 523
 524         __fp_range_check(y, x);
 525
 526         return y;
 527 #endif
 528 }
 529 libc_hidden_def(__XL_NPP(strtof))
 530
 531 #endif
 532 #endif
 533 /**********************************************************************/
 534 #if defined(L_strtod) || defined(L_strtod_l) || defined(L_wcstod) || defined(L_wcstod_l)
 535 #if defined(NEED_STRTOD_WRAPPER)
 536
 537 #if defined(L_wcstod) || defined(L_wcstod_l)
 538 #define strtod           wcstod
 539 #define strtod_l         wcstod_l
 540 #define __strtofpmax     __wcstofpmax
 541 #define __strtofpmax_l   __wcstofpmax_l
 542 #define Wchar wchar_t
 543 #else
 544 #define Wchar char
 545 #endif
 546
 547 double __XL_NPP(strtod)(const Wchar *__restrict str,
 548                                         Wchar **__restrict endptr   __LOCALE_PARAM )
 549 {
 550 #if FPMAX_TYPE == 2
 551         return __XL_NPP(__strtofpmax)(str, endptr, 0   __LOCALE_ARG );
 552 #else
 553         __fpmax_t x;
 554         double y;
 555
 556         x = __XL_NPP(__strtofpmax)(str, endptr, 0   __LOCALE_ARG );
 557         y = (double) x;
 558
 559         __fp_range_check(y, x);
 560
 561         return y;
 562 #endif
 563 }
 564 #ifdef L_strtod
 565 libc_hidden_def(strtod)
 566 #endif
 567
 568 #endif
 569 #endif
 570 /**********************************************************************/
 571 #if defined(L_strtold) || defined(L_strtold_l) || defined(L_wcstold) || defined(L_wcstold_l)
 572 #if defined(NEED_STRTOLD_WRAPPER)
 573
 574 #if defined(L_wcstold) || defined(L_wcstold_l)
 575 #define strtold           wcstold
 576 #define strtold_l         wcstold_l
 577 #define __strtofpmax     __wcstofpmax
 578 #define __strtofpmax_l   __wcstofpmax_l
 579 #define Wchar wchar_t
 580 #else
 581 #define Wchar char
 582 #endif
 583
 584 long double __XL_NPP(strtold) (const Wchar *str, Wchar **endptr   __LOCALE_PARAM )
 585 {
 586 #if FPMAX_TYPE == 3
 587         return __XL_NPP(__strtofpmax)(str, endptr, 0   __LOCALE_ARG );
 588 #else
 589         __fpmax_t x;
 590         long double y;
 591
 592         x = __XL_NPP(__strtofpmax)(str, endptr, 0   __LOCALE_ARG );
 593         y = (long double) x;
 594
 595         __fp_range_check(y, x);
 596
 597         return y;
 598 #endif
 599 }
 600
 601 #endif
 602 #endif
 603 /**********************************************************************/