7 #include "cln/ffloat.h"
14 #include "cl_xmacros.h"
19 const cl_FF operator+ (const cl_FF& x1, const cl_FF& x2)
21 // Methode (nach [Knuth, II, Seminumerical Algorithms, Abschnitt 4.2.1., S.200]):
22 // x1=0.0 -> Ergebnis x2.
23 // x2=0.0 -> Ergebnis x1.
24 // Falls e1<e2, vertausche x1 und x2.
26 // Falls e1 - e2 >= 23 + 3, Ergebnis x1.
27 // Schiebe beide Mantissen um 3 Bits nach links (Vorbereitung der Rundung:
28 // Bei e1-e2=0,1 ist keine Rundung nötig, bei e1-e2>1 ist der Exponent des
29 // Ergebnisses =e1-1, =e1 oder =e1+1. Brauche daher 1 Schutzbit und zwei
30 // Rundungsbits: 00 exakt, 01 1.Hälfte, 10 exakte Mitte, 11 2.Hälfte.)
31 // Schiebe die Mantisse von x2 um e0-e1 Bits nach rechts. (Dabei die Rundung
32 // ausführen: Bit 0 ist das logische Oder der Bits 0,-1,-2,...)
33 // Falls x1,x2 selbes Vorzeichen haben: Addiere dieses zur Mantisse von x1.
34 // Falls x1,x2 verschiedenes Vorzeichen haben: Subtrahiere dieses von der
35 // Mantisse von x1. <0 -> (Es war e1=e2) Vertausche die Vorzeichen, negiere.
38 // Normalisiere, fertig.
40 float_to_FF(FF_to_float(x1) + FF_to_float(x2), return ,
41 TRUE, TRUE, // Overflow und subnormale Zahl abfangen
42 FALSE, // kein Underflow mit Ergebnis +/- 0.0 möglich
43 // (nach Definition der subnormalen Zahlen)
44 FALSE, FALSE // keine Singularität, kein NaN als Ergebnis möglich
55 FF_decode(x1, { return x2; }, sign1=,exp1=,mant1=);
56 FF_decode(x2, { return x1; }, sign2=,exp2=,mant2=);
57 var cl_FF max_x1_x2 = x1;
60 swap(cl_signean, sign1,sign2);
61 swap(sintL, exp1 ,exp2 );
62 swap(uintL, mant1,mant2);
64 // Nun ist exp1>=exp2.
65 var uintL expdiff = exp1 - exp2; // Exponentendifferenz
66 if (expdiff >= FF_mant_len+3) // >= 23+3 ?
68 mant1 = mant1 << 3; mant2 = mant2 << 3;
69 // Nun 2^(FF_mant_len+3) <= mant1,mant2 < 2^(FF_mant_len+4).
70 {var uintL mant2_last = mant2 & (bit(expdiff)-1); // letzte expdiff Bits von mant2
71 mant2 = mant2 >> expdiff; if (!(mant2_last==0)) { mant2 |= bit(0); }
73 // mant2 = um expdiff Bits nach rechts geschobene und gerundete Mantisse
76 // verschiedene Vorzeichen -> Mantissen subtrahieren
77 { if (mant1 > mant2) { mant1 = mant1 - mant2; goto norm_2; }
78 if (mant1 == mant2) // Ergebnis 0 ?
80 // negatives Subtraktionsergebnis
81 mant1 = mant2 - mant1; sign1 = sign2; goto norm_2;
84 // gleiche Vorzeichen -> Mantissen addieren
85 { mant1 = mant1 + mant2; }
86 // mant1 = Ergebnis-Mantisse >0, sign1 = Ergebnis-Vorzeichen,
87 // exp1 = Ergebnis-Exponent.
88 // Außerdem: Bei expdiff=0,1 sind die zwei letzten Bits von mant1 Null,
89 // bei expdiff>=2 ist mant1 >= 2^(FF_mant_len+2).
90 // Stets ist mant1 < 2^(FF_mant_len+5). (Daher werden die 2 Rundungsbits
91 // nachher um höchstens eine Position nach links geschoben werden.)
92 // [Knuth, S.201, leicht modifiziert:
93 // N1. m>=1 -> goto N4.
94 // N2. [Hier m<1] m>=1/2 -> goto N5.
95 // N3. m:=2*m, e:=e-1, goto N2.
96 // N4. [Hier 1<=m<2] m:=m/2, e:=e+1.
97 // N5. [Hier 1/2<=m<1] Runde m auf 24 Bits hinterm Komma.
98 // Falls hierdurch m=1 geworden, setze m:=m/2, e:=e+1.
100 // Bei uns ist m=mant1/2^(FF_mant_len+4),
101 // ab Schritt N5 ist m=mant1/2^(FF_mant_len+1).
102 norm_1: // [Knuth, S.201, Schritt N1]
103 if (mant1 >= bit(FF_mant_len+4)) goto norm_4;
104 norm_2: // [Knuth, S.201, Schritt N2]
105 // Hier ist mant1 < 2^(FF_mant_len+4)
106 if (mant1 >= bit(FF_mant_len+3)) goto norm_5;
107 // [Knuth, S.201, Schritt N3]
108 mant1 = mant1 << 1; exp1 = exp1-1; // Mantisse links schieben
110 norm_4: // [Knuth, S.201, Schritt N4]
111 // Hier ist 2^(FF_mant_len+4) <= mant1 < 2^(FF_mant_len+5)
113 mant1 = (mant1>>1) | (mant1 & bit(0)); // Mantisse rechts schieben
114 norm_5: // [Knuth, S.201, Schritt N5]
115 // Hier ist 2^(FF_mant_len+3) <= mant1 < 2^(FF_mant_len+4)
116 // Auf FF_mant_len echte Mantissenbits runden, d.h. rechte 3 Bits
117 // wegrunden, und dabei mant1 um 3 Bits nach rechts schieben:
118 {var uintL rounding_bits = mant1 & (bit(3)-1);
120 if ( (rounding_bits < bit(2)) // 000,001,010,011 werden abgerundet
121 || ( (rounding_bits == bit(2)) // 100 (genau halbzahlig)
122 && ((mant1 & bit(0)) ==0) // -> round-to-even
129 if (mant1 >= bit(FF_mant_len+1))
130 // Bei Überlauf während der Rundung nochmals rechts schieben
131 // (Runden ist hier überflüssig):
132 { mant1 = mant1>>1; exp1 = exp1+1; } // Mantisse rechts schieben
135 return encode_FF(sign1,exp1,mant1);