[V8] Introduce a QML compilation mode
[profile/ivi/qtjsbackend.git] / src / 3rdparty / v8 / src / fast-dtoa.cc
1 // Copyright 2011 the V8 project authors. All rights reserved.
2 // Redistribution and use in source and binary forms, with or without
3 // modification, are permitted provided that the following conditions are
4 // met:
5 //
6 //     * Redistributions of source code must retain the above copyright
7 //       notice, this list of conditions and the following disclaimer.
8 //     * Redistributions in binary form must reproduce the above
9 //       copyright notice, this list of conditions and the following
10 //       disclaimer in the documentation and/or other materials provided
11 //       with the distribution.
12 //     * Neither the name of Google Inc. nor the names of its
13 //       contributors may be used to endorse or promote products derived
14 //       from this software without specific prior written permission.
15 //
16 // THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
17 // "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
18 // LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR
19 // A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT
20 // OWNER OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
21 // SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT
22 // LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE,
23 // DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY
24 // THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT
25 // (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE
26 // OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
27
28 #include "../include/v8stdint.h"
29 #include "checks.h"
30 #include "utils.h"
31
32 #include "fast-dtoa.h"
33
34 #include "cached-powers.h"
35 #include "diy-fp.h"
36 #include "double.h"
37
38 namespace v8 {
39 namespace internal {
40
41 // The minimal and maximal target exponent define the range of w's binary
42 // exponent, where 'w' is the result of multiplying the input by a cached power
43 // of ten.
44 //
45 // A different range might be chosen on a different platform, to optimize digit
46 // generation, but a smaller range requires more powers of ten to be cached.
47 static const int kMinimalTargetExponent = -60;
48 static const int kMaximalTargetExponent = -32;
49
50
51 // Adjusts the last digit of the generated number, and screens out generated
52 // solutions that may be inaccurate. A solution may be inaccurate if it is
53 // outside the safe interval, or if we ctannot prove that it is closer to the
54 // input than a neighboring representation of the same length.
55 //
56 // Input: * buffer containing the digits of too_high / 10^kappa
57 //        * the buffer's length
58 //        * distance_too_high_w == (too_high - w).f() * unit
59 //        * unsafe_interval == (too_high - too_low).f() * unit
60 //        * rest = (too_high - buffer * 10^kappa).f() * unit
61 //        * ten_kappa = 10^kappa * unit
62 //        * unit = the common multiplier
63 // Output: returns true if the buffer is guaranteed to contain the closest
64 //    representable number to the input.
65 //  Modifies the generated digits in the buffer to approach (round towards) w.
66 static bool RoundWeed(Vector<char> buffer,
67                       int length,
68                       uint64_t distance_too_high_w,
69                       uint64_t unsafe_interval,
70                       uint64_t rest,
71                       uint64_t ten_kappa,
72                       uint64_t unit) {
73   uint64_t small_distance = distance_too_high_w - unit;
74   uint64_t big_distance = distance_too_high_w + unit;
75   // Let w_low  = too_high - big_distance, and
76   //     w_high = too_high - small_distance.
77   // Note: w_low < w < w_high
78   //
79   // The real w (* unit) must lie somewhere inside the interval
80   // ]w_low; w_high[ (often written as "(w_low; w_high)")
81
82   // Basically the buffer currently contains a number in the unsafe interval
83   // ]too_low; too_high[ with too_low < w < too_high
84   //
85   //  too_high - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
86   //                     ^v 1 unit            ^      ^                 ^      ^
87   //  boundary_high ---------------------     .      .                 .      .
88   //                     ^v 1 unit            .      .                 .      .
89   //   - - - - - - - - - - - - - - - - - - -  +  - - + - - - - - -     .      .
90   //                                          .      .         ^       .      .
91   //                                          .  big_distance  .       .      .
92   //                                          .      .         .       .    rest
93   //                              small_distance     .         .       .      .
94   //                                          v      .         .       .      .
95   //  w_high - - - - - - - - - - - - - - - - - -     .         .       .      .
96   //                     ^v 1 unit                   .         .       .      .
97   //  w ----------------------------------------     .         .       .      .
98   //                     ^v 1 unit                   v         .       .      .
99   //  w_low  - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -         .       .      .
100   //                                                           .       .      v
101   //  buffer --------------------------------------------------+-------+--------
102   //                                                           .       .
103   //                                                  safe_interval    .
104   //                                                           v       .
105   //   - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -     .
106   //                     ^v 1 unit                                     .
107   //  boundary_low -------------------------                     unsafe_interval
108   //                     ^v 1 unit                                     v
109   //  too_low  - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
110   //
111   //
112   // Note that the value of buffer could lie anywhere inside the range too_low
113   // to too_high.
114   //
115   // boundary_low, boundary_high and w are approximations of the real boundaries
116   // and v (the input number). They are guaranteed to be precise up to one unit.
117   // In fact the error is guaranteed to be strictly less than one unit.
118   //
119   // Anything that lies outside the unsafe interval is guaranteed not to round
120   // to v when read again.
121   // Anything that lies inside the safe interval is guaranteed to round to v
122   // when read again.
123   // If the number inside the buffer lies inside the unsafe interval but not
124   // inside the safe interval then we simply do not know and bail out (returning
125   // false).
126   //
127   // Similarly we have to take into account the imprecision of 'w' when finding
128   // the closest representation of 'w'. If we have two potential
129   // representations, and one is closer to both w_low and w_high, then we know
130   // it is closer to the actual value v.
131   //
132   // By generating the digits of too_high we got the largest (closest to
133   // too_high) buffer that is still in the unsafe interval. In the case where
134   // w_high < buffer < too_high we try to decrement the buffer.
135   // This way the buffer approaches (rounds towards) w.
136   // There are 3 conditions that stop the decrementation process:
137   //   1) the buffer is already below w_high
138   //   2) decrementing the buffer would make it leave the unsafe interval
139   //   3) decrementing the buffer would yield a number below w_high and farther
140   //      away than the current number. In other words:
141   //              (buffer{-1} < w_high) && w_high - buffer{-1} > buffer - w_high
142   // Instead of using the buffer directly we use its distance to too_high.
143   // Conceptually rest ~= too_high - buffer
144   // We need to do the following tests in this order to avoid over- and
145   // underflows.
146   ASSERT(rest <= unsafe_interval);
147   while (rest < small_distance &&  // Negated condition 1
148          unsafe_interval - rest >= ten_kappa &&  // Negated condition 2
149          (rest + ten_kappa < small_distance ||  // buffer{-1} > w_high
150           small_distance - rest >= rest + ten_kappa - small_distance)) {
151     buffer[length - 1]--;
152     rest += ten_kappa;
153   }
154
155   // We have approached w+ as much as possible. We now test if approaching w-
156   // would require changing the buffer. If yes, then we have two possible
157   // representations close to w, but we cannot decide which one is closer.
158   if (rest < big_distance &&
159       unsafe_interval - rest >= ten_kappa &&
160       (rest + ten_kappa < big_distance ||
161        big_distance - rest > rest + ten_kappa - big_distance)) {
162     return false;
163   }
164
165   // Weeding test.
166   //   The safe interval is [too_low + 2 ulp; too_high - 2 ulp]
167   //   Since too_low = too_high - unsafe_interval this is equivalent to
168   //      [too_high - unsafe_interval + 4 ulp; too_high - 2 ulp]
169   //   Conceptually we have: rest ~= too_high - buffer
170   return (2 * unit <= rest) && (rest <= unsafe_interval - 4 * unit);
171 }
172
173
174 // Rounds the buffer upwards if the result is closer to v by possibly adding
175 // 1 to the buffer. If the precision of the calculation is not sufficient to
176 // round correctly, return false.
177 // The rounding might shift the whole buffer in which case the kappa is
178 // adjusted. For example "99", kappa = 3 might become "10", kappa = 4.
179 //
180 // If 2*rest > ten_kappa then the buffer needs to be round up.
181 // rest can have an error of +/- 1 unit. This function accounts for the
182 // imprecision and returns false, if the rounding direction cannot be
183 // unambiguously determined.
184 //
185 // Precondition: rest < ten_kappa.
186 static bool RoundWeedCounted(Vector<char> buffer,
187                              int length,
188                              uint64_t rest,
189                              uint64_t ten_kappa,
190                              uint64_t unit,
191                              int* kappa) {
192   ASSERT(rest < ten_kappa);
193   // The following tests are done in a specific order to avoid overflows. They
194   // will work correctly with any uint64 values of rest < ten_kappa and unit.
195   //
196   // If the unit is too big, then we don't know which way to round. For example
197   // a unit of 50 means that the real number lies within rest +/- 50. If
198   // 10^kappa == 40 then there is no way to tell which way to round.
199   if (unit >= ten_kappa) return false;
200   // Even if unit is just half the size of 10^kappa we are already completely
201   // lost. (And after the previous test we know that the expression will not
202   // over/underflow.)
203   if (ten_kappa - unit <= unit) return false;
204   // If 2 * (rest + unit) <= 10^kappa we can safely round down.
205   if ((ten_kappa - rest > rest) && (ten_kappa - 2 * rest >= 2 * unit)) {
206     return true;
207   }
208   // If 2 * (rest - unit) >= 10^kappa, then we can safely round up.
209   if ((rest > unit) && (ten_kappa - (rest - unit) <= (rest - unit))) {
210     // Increment the last digit recursively until we find a non '9' digit.
211     buffer[length - 1]++;
212     for (int i = length - 1; i > 0; --i) {
213       if (buffer[i] != '0' + 10) break;
214       buffer[i] = '0';
215       buffer[i - 1]++;
216     }
217     // If the first digit is now '0'+ 10 we had a buffer with all '9's. With the
218     // exception of the first digit all digits are now '0'. Simply switch the
219     // first digit to '1' and adjust the kappa. Example: "99" becomes "10" and
220     // the power (the kappa) is increased.
221     if (buffer[0] == '0' + 10) {
222       buffer[0] = '1';
223       (*kappa) += 1;
224     }
225     return true;
226   }
227   return false;
228 }
229
230
231 static const uint32_t kTen4 = 10000;
232 static const uint32_t kTen5 = 100000;
233 static const uint32_t kTen6 = 1000000;
234 static const uint32_t kTen7 = 10000000;
235 static const uint32_t kTen8 = 100000000;
236 static const uint32_t kTen9 = 1000000000;
237
238 // Returns the biggest power of ten that is less than or equal than the given
239 // number. We furthermore receive the maximum number of bits 'number' has.
240 // If number_bits == 0 then 0^-1 is returned
241 // The number of bits must be <= 32.
242 // Precondition: number < (1 << (number_bits + 1)).
243 static void BiggestPowerTen(uint32_t number,
244                             int number_bits,
245                             uint32_t* power,
246                             int* exponent) {
247   switch (number_bits) {
248     case 32:
249     case 31:
250     case 30:
251       if (kTen9 <= number) {
252         *power = kTen9;
253         *exponent = 9;
254         break;
255       }  // else fallthrough
256     case 29:
257     case 28:
258     case 27:
259       if (kTen8 <= number) {
260         *power = kTen8;
261         *exponent = 8;
262         break;
263       }  // else fallthrough
264     case 26:
265     case 25:
266     case 24:
267       if (kTen7 <= number) {
268         *power = kTen7;
269         *exponent = 7;
270         break;
271       }  // else fallthrough
272     case 23:
273     case 22:
274     case 21:
275     case 20:
276       if (kTen6 <= number) {
277         *power = kTen6;
278         *exponent = 6;
279         break;
280       }  // else fallthrough
281     case 19:
282     case 18:
283     case 17:
284       if (kTen5 <= number) {
285         *power = kTen5;
286         *exponent = 5;
287         break;
288       }  // else fallthrough
289     case 16:
290     case 15:
291     case 14:
292       if (kTen4 <= number) {
293         *power = kTen4;
294         *exponent = 4;
295         break;
296       }  // else fallthrough
297     case 13:
298     case 12:
299     case 11:
300     case 10:
301       if (1000 <= number) {
302         *power = 1000;
303         *exponent = 3;
304         break;
305       }  // else fallthrough
306     case 9:
307     case 8:
308     case 7:
309       if (100 <= number) {
310         *power = 100;
311         *exponent = 2;
312         break;
313       }  // else fallthrough
314     case 6:
315     case 5:
316     case 4:
317       if (10 <= number) {
318         *power = 10;
319         *exponent = 1;
320         break;
321       }  // else fallthrough
322     case 3:
323     case 2:
324     case 1:
325       if (1 <= number) {
326         *power = 1;
327         *exponent = 0;
328         break;
329       }  // else fallthrough
330     case 0:
331       *power = 0;
332       *exponent = -1;
333       break;
334     default:
335       // Following assignments are here to silence compiler warnings.
336       *power = 0;
337       *exponent = 0;
338       UNREACHABLE();
339   }
340 }
341
342
343 // Generates the digits of input number w.
344 // w is a floating-point number (DiyFp), consisting of a significand and an
345 // exponent. Its exponent is bounded by kMinimalTargetExponent and
346 // kMaximalTargetExponent.
347 //       Hence -60 <= w.e() <= -32.
348 //
349 // Returns false if it fails, in which case the generated digits in the buffer
350 // should not be used.
351 // Preconditions:
352 //  * low, w and high are correct up to 1 ulp (unit in the last place). That
353 //    is, their error must be less than a unit of their last digits.
354 //  * low.e() == w.e() == high.e()
355 //  * low < w < high, and taking into account their error: low~ <= high~
356 //  * kMinimalTargetExponent <= w.e() <= kMaximalTargetExponent
357 // Postconditions: returns false if procedure fails.
358 //   otherwise:
359 //     * buffer is not null-terminated, but len contains the number of digits.
360 //     * buffer contains the shortest possible decimal digit-sequence
361 //       such that LOW < buffer * 10^kappa < HIGH, where LOW and HIGH are the
362 //       correct values of low and high (without their error).
363 //     * if more than one decimal representation gives the minimal number of
364 //       decimal digits then the one closest to W (where W is the correct value
365 //       of w) is chosen.
366 // Remark: this procedure takes into account the imprecision of its input
367 //   numbers. If the precision is not enough to guarantee all the postconditions
368 //   then false is returned. This usually happens rarely (~0.5%).
369 //
370 // Say, for the sake of example, that
371 //   w.e() == -48, and w.f() == 0x1234567890abcdef
372 // w's value can be computed by w.f() * 2^w.e()
373 // We can obtain w's integral digits by simply shifting w.f() by -w.e().
374 //  -> w's integral part is 0x1234
375 //  w's fractional part is therefore 0x567890abcdef.
376 // Printing w's integral part is easy (simply print 0x1234 in decimal).
377 // In order to print its fraction we repeatedly multiply the fraction by 10 and
378 // get each digit. Example the first digit after the point would be computed by
379 //   (0x567890abcdef * 10) >> 48. -> 3
380 // The whole thing becomes slightly more complicated because we want to stop
381 // once we have enough digits. That is, once the digits inside the buffer
382 // represent 'w' we can stop. Everything inside the interval low - high
383 // represents w. However we have to pay attention to low, high and w's
384 // imprecision.
385 static bool DigitGen(DiyFp low,
386                      DiyFp w,
387                      DiyFp high,
388                      Vector<char> buffer,
389                      int* length,
390                      int* kappa) {
391   ASSERT(low.e() == w.e() && w.e() == high.e());
392   ASSERT(low.f() + 1 <= high.f() - 1);
393   ASSERT(kMinimalTargetExponent <= w.e() && w.e() <= kMaximalTargetExponent);
394   // low, w and high are imprecise, but by less than one ulp (unit in the last
395   // place).
396   // If we remove (resp. add) 1 ulp from low (resp. high) we are certain that
397   // the new numbers are outside of the interval we want the final
398   // representation to lie in.
399   // Inversely adding (resp. removing) 1 ulp from low (resp. high) would yield
400   // numbers that are certain to lie in the interval. We will use this fact
401   // later on.
402   // We will now start by generating the digits within the uncertain
403   // interval. Later we will weed out representations that lie outside the safe
404   // interval and thus _might_ lie outside the correct interval.
405   uint64_t unit = 1;
406   DiyFp too_low = DiyFp(low.f() - unit, low.e());
407   DiyFp too_high = DiyFp(high.f() + unit, high.e());
408   // too_low and too_high are guaranteed to lie outside the interval we want the
409   // generated number in.
410   DiyFp unsafe_interval = DiyFp::Minus(too_high, too_low);
411   // We now cut the input number into two parts: the integral digits and the
412   // fractionals. We will not write any decimal separator though, but adapt
413   // kappa instead.
414   // Reminder: we are currently computing the digits (stored inside the buffer)
415   // such that:   too_low < buffer * 10^kappa < too_high
416   // We use too_high for the digit_generation and stop as soon as possible.
417   // If we stop early we effectively round down.
418   DiyFp one = DiyFp(static_cast<uint64_t>(1) << -w.e(), w.e());
419   // Division by one is a shift.
420   uint32_t integrals = static_cast<uint32_t>(too_high.f() >> -one.e());
421   // Modulo by one is an and.
422   uint64_t fractionals = too_high.f() & (one.f() - 1);
423   uint32_t divisor;
424   int divisor_exponent;
425   BiggestPowerTen(integrals, DiyFp::kSignificandSize - (-one.e()),
426                   &divisor, &divisor_exponent);
427   *kappa = divisor_exponent + 1;
428   *length = 0;
429   // Loop invariant: buffer = too_high / 10^kappa  (integer division)
430   // The invariant holds for the first iteration: kappa has been initialized
431   // with the divisor exponent + 1. And the divisor is the biggest power of ten
432   // that is smaller than integrals.
433   while (*kappa > 0) {
434     int digit = integrals / divisor;
435     buffer[*length] = '0' + digit;
436     (*length)++;
437     integrals %= divisor;
438     (*kappa)--;
439     // Note that kappa now equals the exponent of the divisor and that the
440     // invariant thus holds again.
441     uint64_t rest =
442         (static_cast<uint64_t>(integrals) << -one.e()) + fractionals;
443     // Invariant: too_high = buffer * 10^kappa + DiyFp(rest, one.e())
444     // Reminder: unsafe_interval.e() == one.e()
445     if (rest < unsafe_interval.f()) {
446       // Rounding down (by not emitting the remaining digits) yields a number
447       // that lies within the unsafe interval.
448       return RoundWeed(buffer, *length, DiyFp::Minus(too_high, w).f(),
449                        unsafe_interval.f(), rest,
450                        static_cast<uint64_t>(divisor) << -one.e(), unit);
451     }
452     divisor /= 10;
453   }
454
455   // The integrals have been generated. We are at the point of the decimal
456   // separator. In the following loop we simply multiply the remaining digits by
457   // 10 and divide by one. We just need to pay attention to multiply associated
458   // data (like the interval or 'unit'), too.
459   // Note that the multiplication by 10 does not overflow, because w.e >= -60
460   // and thus one.e >= -60.
461   ASSERT(one.e() >= -60);
462   ASSERT(fractionals < one.f());
463   ASSERT(V8_2PART_UINT64_C(0xFFFFFFFF, FFFFFFFF) / 10 >= one.f());
464   while (true) {
465     fractionals *= 10;
466     unit *= 10;
467     unsafe_interval.set_f(unsafe_interval.f() * 10);
468     // Integer division by one.
469     int digit = static_cast<int>(fractionals >> -one.e());
470     buffer[*length] = '0' + digit;
471     (*length)++;
472     fractionals &= one.f() - 1;  // Modulo by one.
473     (*kappa)--;
474     if (fractionals < unsafe_interval.f()) {
475       return RoundWeed(buffer, *length, DiyFp::Minus(too_high, w).f() * unit,
476                        unsafe_interval.f(), fractionals, one.f(), unit);
477     }
478   }
479 }
480
481
482
483 // Generates (at most) requested_digits of input number w.
484 // w is a floating-point number (DiyFp), consisting of a significand and an
485 // exponent. Its exponent is bounded by kMinimalTargetExponent and
486 // kMaximalTargetExponent.
487 //       Hence -60 <= w.e() <= -32.
488 //
489 // Returns false if it fails, in which case the generated digits in the buffer
490 // should not be used.
491 // Preconditions:
492 //  * w is correct up to 1 ulp (unit in the last place). That
493 //    is, its error must be strictly less than a unit of its last digit.
494 //  * kMinimalTargetExponent <= w.e() <= kMaximalTargetExponent
495 //
496 // Postconditions: returns false if procedure fails.
497 //   otherwise:
498 //     * buffer is not null-terminated, but length contains the number of
499 //       digits.
500 //     * the representation in buffer is the most precise representation of
501 //       requested_digits digits.
502 //     * buffer contains at most requested_digits digits of w. If there are less
503 //       than requested_digits digits then some trailing '0's have been removed.
504 //     * kappa is such that
505 //            w = buffer * 10^kappa + eps with |eps| < 10^kappa / 2.
506 //
507 // Remark: This procedure takes into account the imprecision of its input
508 //   numbers. If the precision is not enough to guarantee all the postconditions
509 //   then false is returned. This usually happens rarely, but the failure-rate
510 //   increases with higher requested_digits.
511 static bool DigitGenCounted(DiyFp w,
512                             int requested_digits,
513                             Vector<char> buffer,
514                             int* length,
515                             int* kappa) {
516   ASSERT(kMinimalTargetExponent <= w.e() && w.e() <= kMaximalTargetExponent);
517   ASSERT(kMinimalTargetExponent >= -60);
518   ASSERT(kMaximalTargetExponent <= -32);
519   // w is assumed to have an error less than 1 unit. Whenever w is scaled we
520   // also scale its error.
521   uint64_t w_error = 1;
522   // We cut the input number into two parts: the integral digits and the
523   // fractional digits. We don't emit any decimal separator, but adapt kappa
524   // instead. Example: instead of writing "1.2" we put "12" into the buffer and
525   // increase kappa by 1.
526   DiyFp one = DiyFp(static_cast<uint64_t>(1) << -w.e(), w.e());
527   // Division by one is a shift.
528   uint32_t integrals = static_cast<uint32_t>(w.f() >> -one.e());
529   // Modulo by one is an and.
530   uint64_t fractionals = w.f() & (one.f() - 1);
531   uint32_t divisor;
532   int divisor_exponent;
533   BiggestPowerTen(integrals, DiyFp::kSignificandSize - (-one.e()),
534                   &divisor, &divisor_exponent);
535   *kappa = divisor_exponent + 1;
536   *length = 0;
537
538   // Loop invariant: buffer = w / 10^kappa  (integer division)
539   // The invariant holds for the first iteration: kappa has been initialized
540   // with the divisor exponent + 1. And the divisor is the biggest power of ten
541   // that is smaller than 'integrals'.
542   while (*kappa > 0) {
543     int digit = integrals / divisor;
544     buffer[*length] = '0' + digit;
545     (*length)++;
546     requested_digits--;
547     integrals %= divisor;
548     (*kappa)--;
549     // Note that kappa now equals the exponent of the divisor and that the
550     // invariant thus holds again.
551     if (requested_digits == 0) break;
552     divisor /= 10;
553   }
554
555   if (requested_digits == 0) {
556     uint64_t rest =
557         (static_cast<uint64_t>(integrals) << -one.e()) + fractionals;
558     return RoundWeedCounted(buffer, *length, rest,
559                             static_cast<uint64_t>(divisor) << -one.e(), w_error,
560                             kappa);
561   }
562
563   // The integrals have been generated. We are at the point of the decimal
564   // separator. In the following loop we simply multiply the remaining digits by
565   // 10 and divide by one. We just need to pay attention to multiply associated
566   // data (the 'unit'), too.
567   // Note that the multiplication by 10 does not overflow, because w.e >= -60
568   // and thus one.e >= -60.
569   ASSERT(one.e() >= -60);
570   ASSERT(fractionals < one.f());
571   ASSERT(V8_2PART_UINT64_C(0xFFFFFFFF, FFFFFFFF) / 10 >= one.f());
572   while (requested_digits > 0 && fractionals > w_error) {
573     fractionals *= 10;
574     w_error *= 10;
575     // Integer division by one.
576     int digit = static_cast<int>(fractionals >> -one.e());
577     buffer[*length] = '0' + digit;
578     (*length)++;
579     requested_digits--;
580     fractionals &= one.f() - 1;  // Modulo by one.
581     (*kappa)--;
582   }
583   if (requested_digits != 0) return false;
584   return RoundWeedCounted(buffer, *length, fractionals, one.f(), w_error,
585                           kappa);
586 }
587
588
589 // Provides a decimal representation of v.
590 // Returns true if it succeeds, otherwise the result cannot be trusted.
591 // There will be *length digits inside the buffer (not null-terminated).
592 // If the function returns true then
593 //        v == (double) (buffer * 10^decimal_exponent).
594 // The digits in the buffer are the shortest representation possible: no
595 // 0.09999999999999999 instead of 0.1. The shorter representation will even be
596 // chosen even if the longer one would be closer to v.
597 // The last digit will be closest to the actual v. That is, even if several
598 // digits might correctly yield 'v' when read again, the closest will be
599 // computed.
600 static bool Grisu3(double v,
601                    Vector<char> buffer,
602                    int* length,
603                    int* decimal_exponent) {
604   DiyFp w = Double(v).AsNormalizedDiyFp();
605   // boundary_minus and boundary_plus are the boundaries between v and its
606   // closest floating-point neighbors. Any number strictly between
607   // boundary_minus and boundary_plus will round to v when convert to a double.
608   // Grisu3 will never output representations that lie exactly on a boundary.
609   DiyFp boundary_minus, boundary_plus;
610   Double(v).NormalizedBoundaries(&boundary_minus, &boundary_plus);
611   ASSERT(boundary_plus.e() == w.e());
612   DiyFp ten_mk;  // Cached power of ten: 10^-k
613   int mk;        // -k
614   int ten_mk_minimal_binary_exponent =
615      kMinimalTargetExponent - (w.e() + DiyFp::kSignificandSize);
616   int ten_mk_maximal_binary_exponent =
617      kMaximalTargetExponent - (w.e() + DiyFp::kSignificandSize);
618   PowersOfTenCache::GetCachedPowerForBinaryExponentRange(
619       ten_mk_minimal_binary_exponent,
620       ten_mk_maximal_binary_exponent,
621       &ten_mk, &mk);
622   ASSERT((kMinimalTargetExponent <= w.e() + ten_mk.e() +
623           DiyFp::kSignificandSize) &&
624          (kMaximalTargetExponent >= w.e() + ten_mk.e() +
625           DiyFp::kSignificandSize));
626   // Note that ten_mk is only an approximation of 10^-k. A DiyFp only contains a
627   // 64 bit significand and ten_mk is thus only precise up to 64 bits.
628
629   // The DiyFp::Times procedure rounds its result, and ten_mk is approximated
630   // too. The variable scaled_w (as well as scaled_boundary_minus/plus) are now
631   // off by a small amount.
632   // In fact: scaled_w - w*10^k < 1ulp (unit in the last place) of scaled_w.
633   // In other words: let f = scaled_w.f() and e = scaled_w.e(), then
634   //           (f-1) * 2^e < w*10^k < (f+1) * 2^e
635   DiyFp scaled_w = DiyFp::Times(w, ten_mk);
636   ASSERT(scaled_w.e() ==
637          boundary_plus.e() + ten_mk.e() + DiyFp::kSignificandSize);
638   // In theory it would be possible to avoid some recomputations by computing
639   // the difference between w and boundary_minus/plus (a power of 2) and to
640   // compute scaled_boundary_minus/plus by subtracting/adding from
641   // scaled_w. However the code becomes much less readable and the speed
642   // enhancements are not terriffic.
643   DiyFp scaled_boundary_minus = DiyFp::Times(boundary_minus, ten_mk);
644   DiyFp scaled_boundary_plus  = DiyFp::Times(boundary_plus,  ten_mk);
645
646   // DigitGen will generate the digits of scaled_w. Therefore we have
647   // v == (double) (scaled_w * 10^-mk).
648   // Set decimal_exponent == -mk and pass it to DigitGen. If scaled_w is not an
649   // integer than it will be updated. For instance if scaled_w == 1.23 then
650   // the buffer will be filled with "123" und the decimal_exponent will be
651   // decreased by 2.
652   int kappa;
653   bool result = DigitGen(scaled_boundary_minus, scaled_w, scaled_boundary_plus,
654                          buffer, length, &kappa);
655   *decimal_exponent = -mk + kappa;
656   return result;
657 }
658
659
660 // The "counted" version of grisu3 (see above) only generates requested_digits
661 // number of digits. This version does not generate the shortest representation,
662 // and with enough requested digits 0.1 will at some point print as 0.9999999...
663 // Grisu3 is too imprecise for real halfway cases (1.5 will not work) and
664 // therefore the rounding strategy for halfway cases is irrelevant.
665 static bool Grisu3Counted(double v,
666                           int requested_digits,
667                           Vector<char> buffer,
668                           int* length,
669                           int* decimal_exponent) {
670   DiyFp w = Double(v).AsNormalizedDiyFp();
671   DiyFp ten_mk;  // Cached power of ten: 10^-k
672   int mk;        // -k
673   int ten_mk_minimal_binary_exponent =
674      kMinimalTargetExponent - (w.e() + DiyFp::kSignificandSize);
675   int ten_mk_maximal_binary_exponent =
676      kMaximalTargetExponent - (w.e() + DiyFp::kSignificandSize);
677   PowersOfTenCache::GetCachedPowerForBinaryExponentRange(
678       ten_mk_minimal_binary_exponent,
679       ten_mk_maximal_binary_exponent,
680       &ten_mk, &mk);
681   ASSERT((kMinimalTargetExponent <= w.e() + ten_mk.e() +
682           DiyFp::kSignificandSize) &&
683          (kMaximalTargetExponent >= w.e() + ten_mk.e() +
684           DiyFp::kSignificandSize));
685   // Note that ten_mk is only an approximation of 10^-k. A DiyFp only contains a
686   // 64 bit significand and ten_mk is thus only precise up to 64 bits.
687
688   // The DiyFp::Times procedure rounds its result, and ten_mk is approximated
689   // too. The variable scaled_w (as well as scaled_boundary_minus/plus) are now
690   // off by a small amount.
691   // In fact: scaled_w - w*10^k < 1ulp (unit in the last place) of scaled_w.
692   // In other words: let f = scaled_w.f() and e = scaled_w.e(), then
693   //           (f-1) * 2^e < w*10^k < (f+1) * 2^e
694   DiyFp scaled_w = DiyFp::Times(w, ten_mk);
695
696   // We now have (double) (scaled_w * 10^-mk).
697   // DigitGen will generate the first requested_digits digits of scaled_w and
698   // return together with a kappa such that scaled_w ~= buffer * 10^kappa. (It
699   // will not always be exactly the same since DigitGenCounted only produces a
700   // limited number of digits.)
701   int kappa;
702   bool result = DigitGenCounted(scaled_w, requested_digits,
703                                 buffer, length, &kappa);
704   *decimal_exponent = -mk + kappa;
705   return result;
706 }
707
708
709 bool FastDtoa(double v,
710               FastDtoaMode mode,
711               int requested_digits,
712               Vector<char> buffer,
713               int* length,
714               int* decimal_point) {
715   ASSERT(v > 0);
716   ASSERT(!Double(v).IsSpecial());
717
718   bool result = false;
719   int decimal_exponent = 0;
720   switch (mode) {
721     case FAST_DTOA_SHORTEST:
722       result = Grisu3(v, buffer, length, &decimal_exponent);
723       break;
724     case FAST_DTOA_PRECISION:
725       result = Grisu3Counted(v, requested_digits,
726                              buffer, length, &decimal_exponent);
727       break;
728     default:
729       UNREACHABLE();
730   }
731   if (result) {
732     *decimal_point = *length + decimal_exponent;
733     buffer[*length] = '\0';
734   }
735   return result;
736 }
737
738 } }  // namespace v8::internal