contrib/libgmp/mpf/set_q.c

   1 /* mpf_set_q (mpf_t rop, mpq_t op) -- Convert the rational op to the float rop.
   2
   3 Copyright (C) 1996 Free Software Foundation, Inc.
   4
   5 This file is part of the GNU MP Library.
   6
   7 The GNU MP Library is free software; you can redistribute it and/or modify
   8 it under the terms of the GNU Library General Public License as published by
   9 the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or (at your
  10 option) any later version.
  11
  12 The GNU MP Library is distributed in the hope that it will be useful, but
  13 WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
  14 or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Library General Public
  15 License for more details.
  16
  17 You should have received a copy of the GNU Library General Public License
  18 along with the GNU MP Library; see the file COPYING.LIB.  If not, write to
  19 the Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330, Boston,
  20 MA 02111-1307, USA. */
  21
  22 #include "gmp.h"
  23 #include "gmp-impl.h"
  24 #include "longlong.h"
  25
  26 /* Algorithm:
  27    1. Develop >= n bits of src.num / src.den, where n is the number of bits
  28       in a double.  This (partial) division will use all bits from the
  29       denominator.
  30    2. Use the remainder to determine how to round the result.
  31    3. Assign the integral result to a temporary double.
  32    4. Scale the temporary double, and return the result.
  33
  34    An alternative algorithm, that would be faster:
  35    0. Let n be somewhat larger than the number of significant bits in a double.
  36    1. Extract the most significant n bits of the denominator, and an equal
  37       number of bits from the numerator.
  38    2. Interpret the extracted numbers as integers, call them a and b
  39       respectively, and develop n bits of the fractions ((a + 1) / b) and
  40       (a / (b + 1)) using mpn_divrem.
  41    3. If the computed values are identical UP TO THE POSITION WE CARE ABOUT,
  42       we are done.  If they are different, repeat the algorithm from step 1,
  43       but first let n = n * 2.
  44    4. If we end up using all bits from the numerator and denominator, fall
  45       back to the first algorithm above.
  46    5. Just to make life harder, The computation of a + 1 and b + 1 above
  47       might give carry-out...  Needs special handling.  It might work to
  48       subtract 1 in both cases instead.
  49 */
  50
  51 void
  52 #if __STDC__
  53 mpf_set_q (mpf_t r, mpq_srcptr q)
  54 #else
  55 mpf_set_q (r, q)
  56      mpf_t r;
  57      mpq_srcptr q;
  58 #endif
  59 {
  60   mp_ptr np, dp;
  61   mp_ptr rp;
  62   mp_size_t nsize, dsize;
  63   mp_size_t qsize, rsize;
  64   mp_size_t sign_quotient;
  65   unsigned normalization_steps;
  66   mp_limb_t qlimb;
  67   mp_ptr qp;
  68   mp_size_t prec;
  69   mp_exp_t exp;
  70   TMP_DECL (marker);
  71
  72   nsize = SIZ (&q->_mp_num);
  73   dsize = SIZ (&q->_mp_den);
  74
  75   if (nsize == 0)
  76     {
  77       SIZ (r) = 0;
  78       EXP (r) = 0;
  79       return;
  80     }
  81
  82   prec = PREC (r) + 1;
  83
  84   TMP_MARK (marker);
  85
  86   qp = PTR (r);
  87
  88   sign_quotient = nsize ^ dsize;
  89   nsize = ABS (nsize);
  90   dsize = ABS (dsize);
  91   np = PTR (&q->_mp_num);
  92   dp = PTR (&q->_mp_den);
  93
  94   exp = nsize - dsize;
  95
  96   if (nsize > prec)
  97     {
  98       np += nsize - prec;
  99       nsize = prec;
 100     }
 101   if (dsize > prec)
 102     {
 103       dp += dsize - prec;
 104       dsize = prec;
 105     }
 106
 107   rsize = MAX (nsize, dsize);
 108   rp = (mp_ptr) TMP_ALLOC ((rsize + 1) * BYTES_PER_MP_LIMB);
 109
 110   count_leading_zeros (normalization_steps, dp[dsize - 1]);
 111
 112   /* Normalize the denominator, i.e. make its most significant bit set by
 113      shifting it NORMALIZATION_STEPS bits to the left.  Also shift the
 114      numerator the same number of steps (to keep the quotient the same!).  */
 115   if (normalization_steps != 0)
 116     {
 117       mp_ptr tp;
 118       mp_limb_t nlimb;
 119
 120       /* Shift up the denominator setting the most significant bit of
 121          the most significant limb.  Use temporary storage not to clobber
 122          the original contents of the denominator.  */
 123       tp = (mp_ptr) TMP_ALLOC (dsize * BYTES_PER_MP_LIMB);
 124       mpn_lshift (tp, dp, dsize, normalization_steps);
 125       dp = tp;
 126
 127       if (rsize != nsize)
 128         {
 129           MPN_ZERO (rp, rsize - nsize);
 130           nlimb = mpn_lshift (rp + (rsize - nsize),
 131                               np, nsize, normalization_steps);
 132         }
 133       else
 134         {
 135           nlimb = mpn_lshift (rp, np, nsize, normalization_steps);
 136         }
 137       if (nlimb != 0)
 138         {
 139           rp[rsize] = nlimb;
 140           rsize++;
 141           exp++;
 142         }
 143     }
 144   else
 145     {
 146       if (rsize != nsize)
 147         {
 148           MPN_ZERO (rp, rsize - nsize);
 149           MPN_COPY (rp + (rsize - nsize), np, nsize);
 150         }
 151       else
 152         {
 153           MPN_COPY (rp, np, rsize);
 154         }
 155     }
 156
 157   qlimb = mpn_divrem (qp, prec - 1 - (rsize - dsize), rp, rsize, dp, dsize);
 158   qsize = prec - 1;
 159   if (qlimb)
 160     {
 161       qp[qsize] = qlimb;
 162       qsize++;
 163       exp++;
 164     }
 165
 166   EXP (r) = exp;
 167   SIZ (r) = qsize;
 168
 169   TMP_FREE (marker);
 170 }