LibC: Implement ato* and strto* functions for floating point numbers
This commit is contained in:
parent
fb0d8d746f
commit
566bb73897
284
libc/stdlib.cpp
284
libc/stdlib.cpp
|
@ -1,5 +1,6 @@
|
||||||
#include <BAN/Assert.h>
|
#include <BAN/Assert.h>
|
||||||
#include <BAN/Limits.h>
|
#include <BAN/Limits.h>
|
||||||
|
#include <BAN/Math.h>
|
||||||
#include <ctype.h>
|
#include <ctype.h>
|
||||||
#include <errno.h>
|
#include <errno.h>
|
||||||
#include <stdio.h>
|
#include <stdio.h>
|
||||||
|
@ -51,35 +52,66 @@ int atexit(void (*func)(void))
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
static constexpr int get_base_digit(char c, int base)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int digit = -1;
|
||||||
|
if (isdigit(c))
|
||||||
|
digit = c - '0';
|
||||||
|
else if (isalpha(c))
|
||||||
|
digit = 10 + tolower(c) - 'a';
|
||||||
|
if (digit < base)
|
||||||
|
return digit;
|
||||||
|
return -1;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
template<BAN::integral T>
|
template<BAN::integral T>
|
||||||
static T strtoT(const char* str, char** endp, int base)
|
static constexpr bool will_multiplication_overflow(T a, T b)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (a == 0 || b == 0)
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
if ((a > 0) == (b > 0))
|
||||||
|
return a > BAN::numeric_limits<T>::max() / b;
|
||||||
|
else
|
||||||
|
return a < BAN::numeric_limits<T>::min() / b;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<BAN::integral T>
|
||||||
|
static constexpr bool will_addition_overflow(T a, T b)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (a > 0 && b > 0)
|
||||||
|
return a > BAN::numeric_limits<T>::max() - b;
|
||||||
|
if (a < 0 && b < 0)
|
||||||
|
return a < BAN::numeric_limits<T>::min() - b;
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<BAN::integral T>
|
||||||
|
static constexpr bool will_digit_append_overflow(bool negative, T current, int digit, int base)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (BAN::is_unsigned_v<T> && negative && digit)
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
if (will_multiplication_overflow<T>(current, base))
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
if (will_addition_overflow<T>(current * base, current < 0 ? -digit : digit))
|
||||||
|
return true;
|
||||||
|
return false;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<BAN::integral T>
|
||||||
|
static T strtoT(const char* str, char** endp, int base, int& error)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
// validate base
|
// validate base
|
||||||
if (base != 0 && (base < 2 || base > 36))
|
if (base != 0 && (base < 2 || base > 36))
|
||||||
{
|
{
|
||||||
errno = EINVAL;
|
error = EINVAL;
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// parse character to its value in base
|
|
||||||
// if digit is not of base, return -1
|
|
||||||
auto get_base_digit = [](char c, int base) -> int
|
|
||||||
{
|
|
||||||
int digit = -1;
|
|
||||||
if (isdigit(c))
|
|
||||||
digit = c - '0';
|
|
||||||
else if (isalpha(c))
|
|
||||||
digit = 10 + tolower(c) - 'a';
|
|
||||||
if (digit < base)
|
|
||||||
return digit;
|
|
||||||
return -1;
|
|
||||||
};
|
|
||||||
|
|
||||||
// skip whitespace
|
// skip whitespace
|
||||||
while (isspace(*str))
|
while (isspace(*str))
|
||||||
str++;
|
str++;
|
||||||
|
|
||||||
// get sign and skip in
|
// get sign and skip it
|
||||||
bool negative = (*str == '-');
|
bool negative = (*str == '-');
|
||||||
if (*str == '-' || *str == '+')
|
if (*str == '-' || *str == '+')
|
||||||
str++;
|
str++;
|
||||||
|
@ -100,52 +132,28 @@ static T strtoT(const char* str, char** endp, int base)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
if (endp)
|
if (endp)
|
||||||
*endp = const_cast<char*>(str);
|
*endp = const_cast<char*>(str);
|
||||||
errno = EINVAL;
|
error = EINVAL;
|
||||||
return 0;
|
return 0;
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// remove "0x" prefix from hexadecimal
|
// remove "0x" prefix from hexadecimal
|
||||||
if (base == 16)
|
if (base == 16 && strncasecmp(str, "0x", 2) == 0 && get_base_digit(str[2], base) != -1)
|
||||||
{
|
str += 2;
|
||||||
if (strncasecmp(str, "0x", 2) == 0)
|
|
||||||
str += 2;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// limits of type T
|
|
||||||
constexpr T max_val = BAN::numeric_limits<T>::max();
|
|
||||||
constexpr T min_val = BAN::is_signed_v<T> ? -max_val - 1 : 0;
|
|
||||||
|
|
||||||
bool overflow = false;
|
bool overflow = false;
|
||||||
|
|
||||||
T result = 0;
|
T result = 0;
|
||||||
|
// calculate the value of the number in string
|
||||||
while (!overflow)
|
while (!overflow)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
int digit = get_base_digit(*str, base);
|
int digit = get_base_digit(*str, base);
|
||||||
if (digit == -1)
|
if (digit == -1)
|
||||||
break;
|
break;
|
||||||
|
str++;
|
||||||
|
|
||||||
// check for overflow
|
overflow = will_digit_append_overflow(negative, result, digit, base);
|
||||||
if (negative)
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (result < min_val / base)
|
|
||||||
overflow = true;
|
|
||||||
else if (result * base < min_val + digit)
|
|
||||||
overflow = true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
else
|
|
||||||
{
|
|
||||||
if (result > max_val / base)
|
|
||||||
overflow = true;
|
|
||||||
else if (result * base > max_val - digit)
|
|
||||||
overflow = true;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
// calculate result's next step and move to next character
|
|
||||||
if (!overflow)
|
if (!overflow)
|
||||||
{
|
|
||||||
result = result * base + (negative ? -digit : digit);
|
result = result * base + (negative ? -digit : digit);
|
||||||
str++;
|
|
||||||
}
|
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
// save endp if asked
|
// save endp if asked
|
||||||
|
@ -159,11 +167,164 @@ static T strtoT(const char* str, char** endp, int base)
|
||||||
// return error on overflow
|
// return error on overflow
|
||||||
if (overflow)
|
if (overflow)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
errno = ERANGE;
|
error = ERANGE;
|
||||||
return negative ? min_val : max_val;
|
if constexpr(BAN::is_unsigned_v<T>)
|
||||||
|
return BAN::numeric_limits<T>::max();
|
||||||
|
return negative ? BAN::numeric_limits<T>::min() : BAN::numeric_limits<T>::max();
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
return negative ? -result : result;
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
template<BAN::floating_point T>
|
||||||
|
static T strtoT(const char* str, char** endp, int& error)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
// find nan end including possible n-char-sequence
|
||||||
|
auto get_nan_end = [](const char* str) -> const char*
|
||||||
|
{
|
||||||
|
ASSERT(strcasecmp(str, "nan") == 0);
|
||||||
|
if (str[3] != '(')
|
||||||
|
return str + 3;
|
||||||
|
for (size_t i = 4; isalnum(str[i]) || str[i] == '_'; i++)
|
||||||
|
if (str[i] == ')')
|
||||||
|
return str + i + 1;
|
||||||
|
return str + 3;
|
||||||
|
};
|
||||||
|
|
||||||
|
// skip whitespace
|
||||||
|
while (isspace(*str))
|
||||||
|
str++;
|
||||||
|
|
||||||
|
// get sign and skip it
|
||||||
|
bool negative = (*str == '-');
|
||||||
|
if (*str == '-' || *str == '+')
|
||||||
|
str++;
|
||||||
|
|
||||||
|
// check for infinity or nan
|
||||||
|
{
|
||||||
|
T result = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (strncasecmp(str, "inf", 3) == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result = BAN::numeric_limits<T>::infinity();
|
||||||
|
str += strncasecmp(str, "infinity", 8) ? 3 : 8;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
else if (strncasecmp(str, "nan", 3) == 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
result = BAN::numeric_limits<T>::quiet_NaN();
|
||||||
|
str = get_nan_end(str);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (result != 0)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (endp)
|
||||||
|
*endp = const_cast<char*>(str);
|
||||||
|
return negative ? -result : result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// no conversion can be performed -- not ([digit] || .[digit])
|
||||||
|
if (!(isdigit(*str) || (str[0] == '.' && isdigit(str[1]))))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error = EINVAL;
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
int base = 10;
|
||||||
|
int exponent = 0;
|
||||||
|
int exponents_per_digit = 1;
|
||||||
|
|
||||||
|
// check whether we have base 16 value -- (0x[xdigit] || 0x.[xdigit])
|
||||||
|
if (strncasecmp(str, "0x", 2) == 0 && (isxdigit(str[2]) || (str[2] == '.' && isxdigit(str[3]))))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
base = 16;
|
||||||
|
exponents_per_digit = 4;
|
||||||
|
str += 2;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
// parse whole part
|
||||||
|
T result = 0;
|
||||||
|
T multiplier = 1;
|
||||||
|
while (true)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int digit = get_base_digit(*str, base);
|
||||||
|
if (digit == -1)
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
str++;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (result)
|
||||||
|
exponent += exponents_per_digit;
|
||||||
|
if (digit)
|
||||||
|
result += multiplier * digit;
|
||||||
|
if (result)
|
||||||
|
multiplier /= base;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (*str == '.')
|
||||||
|
str++;
|
||||||
|
|
||||||
|
while (true)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
int digit = get_base_digit(*str, base);
|
||||||
|
if (digit == -1)
|
||||||
|
break;
|
||||||
|
str++;
|
||||||
|
|
||||||
|
if (result == 0)
|
||||||
|
exponent -= exponents_per_digit;
|
||||||
|
if (digit)
|
||||||
|
result += multiplier * digit;
|
||||||
|
if (result)
|
||||||
|
multiplier /= base;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (tolower(*str) == (base == 10 ? 'e' : 'p'))
|
||||||
|
{
|
||||||
|
char* maybe_end = nullptr;
|
||||||
|
int exp_error = 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
int extra_exponent = strtoT<int>(str + 1, &maybe_end, 10, exp_error);
|
||||||
|
if (exp_error != EINVAL)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
if (exp_error == ERANGE || will_addition_overflow(exponent, extra_exponent))
|
||||||
|
exponent = negative ? BAN::numeric_limits<int>::min() : BAN::numeric_limits<int>::max();
|
||||||
|
else
|
||||||
|
exponent += extra_exponent;
|
||||||
|
str = maybe_end;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (endp)
|
||||||
|
*endp = const_cast<char*>(str);
|
||||||
|
|
||||||
|
// no over/underflow can happed with zero
|
||||||
|
if (result == 0)
|
||||||
|
return 0;
|
||||||
|
|
||||||
|
const int max_exponent = (base == 10) ? BAN::numeric_limits<T>::max_exponent10() : BAN::numeric_limits<T>::max_exponent2();
|
||||||
|
if (exponent > max_exponent)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error = ERANGE;
|
||||||
|
result = BAN::numeric_limits<T>::infinity();
|
||||||
|
return negative ? -result : result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
const int min_exponent = (base == 10) ? BAN::numeric_limits<T>::min_exponent10() : BAN::numeric_limits<T>::min_exponent2();
|
||||||
|
if (exponent < min_exponent)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
error = ERANGE;
|
||||||
|
result = 0;
|
||||||
|
return negative ? -result : result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
if (exponent)
|
||||||
|
result *= BAN::Math::pow<T>((base == 10) ? 10 : 2, exponent);
|
||||||
|
return result;
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double atof(const char* str)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return strtod(str, nullptr);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
int atoi(const char* str)
|
int atoi(const char* str)
|
||||||
|
@ -181,24 +342,39 @@ long long atoll(const char* str)
|
||||||
return strtoll(str, nullptr, 10);
|
return strtoll(str, nullptr, 10);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
float strtof(const char* __restrict str, char** __restrict endp)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return strtoT<float>(str, endp, errno);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
double strtod(const char* __restrict str, char** __restrict endp)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return strtoT<double>(str, endp, errno);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
long double strtold(const char* __restrict str, char** __restrict endp)
|
||||||
|
{
|
||||||
|
return strtoT<long double>(str, endp, errno);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
long strtol(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
long strtol(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return strtoT<long>(str, endp, base);
|
return strtoT<long>(str, endp, base, errno);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
long long strtoll(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
long long strtoll(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return strtoT<long long>(str, endp, base);
|
return strtoT<long long>(str, endp, base, errno);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
unsigned long strtoul(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
unsigned long strtoul(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return strtoT<unsigned long>(str, endp, base);
|
return strtoT<unsigned long>(str, endp, base, errno);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
unsigned long long strtoull(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
unsigned long long strtoull(const char* __restrict str, char** __restrict endp, int base)
|
||||||
{
|
{
|
||||||
return strtoT<unsigned long long>(str, endp, base);
|
return strtoT<unsigned long long>(str, endp, base, errno);
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
char* getenv(const char* name)
|
char* getenv(const char* name)
|
||||||
|
|
Loading…
Reference in New Issue