Sat Mar 23 17:52:49 1996 Ulrich Drepper <drepper@gnu.ai.mit.edu>
[kopensolaris-gnu/glibc.git] / stdio-common / printf_fp.c
1 /* Floating point output for `printf'.
2 Copyright (C) 1995, 1996 Free Software Foundation, Inc.
3 Written by Ulrich Drepper.
4
5 This file is part of the GNU C Library.
6
7 The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
8 modify it under the terms of the GNU Library General Public License as
9 published by the Free Software Foundation; either version 2 of the
10 License, or (at your option) any later version.
11
12 The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
13 but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14 MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15 Library General Public License for more details.
16
17 You should have received a copy of the GNU Library General Public
18 License along with the GNU C Library; see the file COPYING.LIB.  If
19 not, write to the Free Software Foundation, Inc., 675 Mass Ave,
20 Cambridge, MA 02139, USA.  */
21
22 /* The gmp headers need some configuration frobs.  */
23 #define HAVE_ALLOCA 1
24
25 #ifdef USE_IN_LIBIO
26 #  include <libioP.h>
27 #else
28 #  include <stdio.h>
29 #endif
30 #include <alloca.h>
31 #include <ansidecl.h>
32 #include <ctype.h>
33 #include <float.h>
34 #include <gmp-mparam.h>
35 #include "../stdlib/gmp.h"
36 #include "../stdlib/gmp-impl.h"
37 #include "../stdlib/longlong.h"
38 #include "../stdlib/fpioconst.h"
39 #include "../locale/localeinfo.h"
40 #include <limits.h>
41 #include <math.h>
42 #include <printf.h>
43 #include <string.h>
44 #include <unistd.h>
45 #include <stdlib.h>
46
47 #define NDEBUG                  /* Undefine this for debugging assertions.  */
48 #include <assert.h>
49
50 /* This defines make it possible to use the same code for GNU C library and
51    the GNU I/O library.  */
52 #ifdef USE_IN_LIBIO
53 #  define PUT(f, s, n) _IO_sputn (f, s, n)
54 #  define PAD(f, c, n) _IO_padn (f, c, n)
55 /* We use this file GNU C library and GNU I/O library.  So make
56    names equal.  */
57 #  undef putc
58 #  define putc(c, f) _IO_putc (c, f)
59 #  define size_t     _IO_size_t
60 #  define FILE       _IO_FILE
61 #else   /* ! USE_IN_LIBIO */
62 #  define PUT(f, s, n) fwrite (s, 1, n, f)
63 #  define PAD(f, c, n) __printf_pad (f, c, n)
64 ssize_t __printf_pad __P ((FILE *, char pad, int n)); /* In vfprintf.c.  */
65 #endif  /* USE_IN_LIBIO */
66 \f
67 /* Macros for doing the actual output.  */
68
69 #define outchar(ch)                                                           \
70   do                                                                          \
71     {                                                                         \
72       register CONST int outc = (ch);                                         \
73       if (putc (outc, fp) == EOF)                                             \
74         return -1;                                                            \
75       ++done;                                                                 \
76     } while (0)
77
78 #define PRINT(ptr, len)                                                       \
79   do                                                                          \
80     {                                                                         \
81       register size_t outlen = (len);                                         \
82       if (len > 20)                                                           \
83         {                                                                     \
84           if (PUT (fp, ptr, outlen) != outlen)                                \
85             return -1;                                                        \
86           ptr += outlen;                                                      \
87           done += outlen;                                                     \
88         }                                                                     \
89       else                                                                    \
90         {                                                                     \
91           while (outlen-- > 0)                                                \
92             outchar (*ptr++);                                                 \
93         }                                                                     \
94     } while (0)
95
96 #define PADN(ch, len)                                                         \
97   do                                                                          \
98     {                                                                         \
99       if (PAD (fp, ch, len) != len)                                           \
100         return -1;                                                            \
101       done += len;                                                            \
102     }                                                                         \
103   while (0)
104 \f
105 /* We use the GNU MP library to handle large numbers.
106
107    An MP variable occupies a varying number of entries in its array.  We keep
108    track of this number for efficiency reasons.  Otherwise we would always
109    have to process the whole array.  */
110 #define MPN_VAR(name) mp_limb *name; mp_size_t name##size
111
112 #define MPN_ASSIGN(dst,src)                                                   \
113   memcpy (dst, src, (dst##size = src##size) * sizeof (mp_limb))
114 #define MPN_GE(u,v) \
115   (u##size > v##size || (u##size == v##size && __mpn_cmp (u, v, u##size) >= 0))
116
117 extern int __isinfl (long double), __isnanl (long double);
118
119 extern mp_size_t __mpn_extract_double (mp_ptr res_ptr, mp_size_t size,
120                                        int *expt, int *is_neg,
121                                        double value);
122 extern mp_size_t __mpn_extract_long_double (mp_ptr res_ptr, mp_size_t size,
123                                             int *expt, int *is_neg,
124                                             long double value);
125
126
127 static unsigned int guess_grouping (unsigned int intdig_max,
128                                     const char *grouping, wchar_t sepchar);
129 static char *group_number (char *buf, char *bufend, unsigned int intdig_no,
130                            const char *grouping, wchar_t thousands_sep);
131
132
133 int
134 __printf_fp (FILE *fp,
135              const struct printf_info *info,
136              const void *const *args)
137 {
138   /* The floating-point value to output.  */
139   union
140     {
141       double dbl;
142       LONG_DOUBLE ldbl;
143     }
144   fpnum;
145
146   /* Locale-dependent representation of decimal point.  */
147   wchar_t decimal;
148
149   /* Locale-dependent thousands separator and grouping specification.  */
150   wchar_t thousands_sep;
151   const char *grouping;
152
153   /* "NaN" or "Inf" for the special cases.  */
154   CONST char *special = NULL;
155
156   /* We need just a few limbs for the input before shifting to the right
157      position.  */
158   mp_limb fp_input[(LDBL_MANT_DIG + BITS_PER_MP_LIMB - 1) / BITS_PER_MP_LIMB];
159   /* We need to shift the contents of fp_input by this amount of bits.  */
160   int to_shift;
161
162   /* The significant of the floting-point value in question  */
163   MPN_VAR(frac);
164   /* and the exponent.  */
165   int exponent;
166   /* Sign of the exponent.  */
167   int expsign = 0;
168   /* Sign of float number.  */
169   int is_neg = 0;
170
171   /* Scaling factor.  */
172   MPN_VAR(scale);
173
174   /* Temporary bignum value.  */
175   MPN_VAR(tmp);
176
177   /* Digit which is result of last hack_digit() call.  */
178   int digit;
179
180   /* The type of output format that will be used: 'e'/'E' or 'f'.  */
181   int type;
182
183   /* Counter for number of written characters.  */
184   int done = 0;
185
186   /* General helper (carry limb).  */
187   mp_limb cy;
188
189   char hack_digit (void)
190     {
191       mp_limb hi;
192
193       if (expsign != 0 && type == 'f' && exponent-- > 0)
194         hi = 0;
195       else if (scalesize == 0)
196         {
197           hi = frac[fracsize - 1];
198           cy = __mpn_mul_1 (frac, frac, fracsize - 1, 10);
199           frac[fracsize - 1] = cy;
200         }
201       else
202         {
203           if (fracsize < scalesize)
204             hi = 0;
205           else
206             {
207               hi = mpn_divmod (tmp, frac, fracsize, scale, scalesize);
208               tmp[fracsize - scalesize] = hi;
209               hi = tmp[0];
210
211               fracsize = scalesize;
212               while (fracsize != 0 && frac[fracsize - 1] == 0)
213                 --fracsize;
214               if (fracsize == 0)
215                 {
216                   /* We're not prepared for an mpn variable with zero
217                      limbs.  */
218                   fracsize = 1;
219                   return '0' + hi;
220                 }
221             }
222
223           cy = __mpn_mul_1 (frac, frac, fracsize, 10);
224           if (cy != 0)
225             frac[fracsize++] = cy;
226         }
227
228       return '0' + hi;
229     }
230
231
232   /* Figure out the decimal point character.  */
233   if (mbtowc (&decimal, _NL_CURRENT (LC_NUMERIC, DECIMAL_POINT),
234               strlen (_NL_CURRENT (LC_NUMERIC, DECIMAL_POINT))) <= 0)
235     decimal = (wchar_t) *_NL_CURRENT (LC_NUMERIC, DECIMAL_POINT);
236
237
238   if (info->group)
239     {
240       grouping = _NL_CURRENT (LC_NUMERIC, GROUPING);
241       if (*grouping <= 0 || *grouping == CHAR_MAX)
242         grouping = NULL;
243       else
244         {
245           /* Figure out the thousands seperator character.  */
246           if (mbtowc (&thousands_sep, _NL_CURRENT (LC_NUMERIC, THOUSANDS_SEP),
247                       strlen (_NL_CURRENT (LC_NUMERIC, THOUSANDS_SEP))) <= 0)
248             thousands_sep = (wchar_t) *_NL_CURRENT (LC_NUMERIC, THOUSANDS_SEP);
249           if (thousands_sep == L'\0')
250             grouping = NULL;
251         }
252     }
253   else
254     grouping = NULL;
255
256   /* Fetch the argument value.  */
257   if (info->is_long_double && sizeof (long double) > sizeof (double))
258     {
259       fpnum.ldbl = *(const long double *) args[0];
260
261       /* Check for special values: not a number or infinity.  */
262       if (__isnanl (fpnum.ldbl))
263         {
264           special = "NaN";
265           is_neg = 0;
266         }
267       else if (__isinfl (fpnum.ldbl))
268         {
269           special = "Inf";
270           is_neg = fpnum.ldbl < 0;
271         }
272       else
273         {
274           fracsize = __mpn_extract_long_double (fp_input,
275                                                 (sizeof (fp_input) /
276                                                  sizeof (fp_input[0])),
277                                                 &exponent, &is_neg,
278                                                 fpnum.ldbl);
279           to_shift = 1 + fracsize * BITS_PER_MP_LIMB - LDBL_MANT_DIG;
280         }
281     }
282   else
283     {
284       fpnum.dbl = *(const double *) args[0];
285
286       /* Check for special values: not a number or infinity.  */
287       if (__isnan (fpnum.dbl))
288         {
289           special = "NaN";
290           is_neg = 0;
291         }
292       else if (__isinf (fpnum.dbl))
293         {
294           special = "Inf";
295           is_neg = fpnum.dbl < 0;
296         }
297       else
298         {
299           fracsize = __mpn_extract_double (fp_input,
300                                            (sizeof (fp_input)
301                                             / sizeof (fp_input[0])),
302                                            &exponent, &is_neg, fpnum.dbl);
303           to_shift = 1 + fracsize * BITS_PER_MP_LIMB - DBL_MANT_DIG;
304         }
305     }
306
307   if (special)
308     {
309       int width = info->prec > info->width ? info->prec : info->width;
310
311       if (is_neg || info->showsign || info->space)
312         --width;
313       width -= 3;
314
315       if (!info->left && width > 0)
316         PADN (' ', width);
317
318       if (is_neg)
319         outchar ('-');
320       else if (info->showsign)
321         outchar ('+');
322       else if (info->space)
323         outchar (' ');
324
325       PRINT (special, 3);
326
327       if (info->left && width > 0)
328         PADN (' ', width);
329
330       return done;
331     }
332
333
334   /* We need three multiprecision variables.  Now that we have the exponent
335      of the number we can allocate the needed memory.  It would be more
336      efficient to use variables of the fixed maximum size but because this
337      would be really big it could lead to memory problems.  */
338   {
339     mp_size_t bignum_size = ((ABS (exponent) + BITS_PER_MP_LIMB - 1)
340                              / BITS_PER_MP_LIMB + 3) * sizeof (mp_limb);
341     frac = (mp_limb *) alloca (bignum_size);
342     tmp = (mp_limb *) alloca (bignum_size);
343     scale = (mp_limb *) alloca (bignum_size);
344   }
345
346   /* We now have to distinguish between numbers with positive and negative
347      exponents because the method used for the one is not applicable/efficient
348      for the other.  */
349   scalesize = 0;
350   if (exponent > 2)
351     {
352       /* |FP| >= 8.0.  */
353       int scaleexpo = 0;
354       int explog = LDBL_MAX_10_EXP_LOG;
355       int exp10 = 0;
356       const struct mp_power *tens = &_fpioconst_pow10[explog + 1];
357       int cnt_h, cnt_l, i;
358
359       if ((exponent + to_shift) % BITS_PER_MP_LIMB == 0)
360         {
361           MPN_COPY_DECR (frac + (exponent + to_shift) / BITS_PER_MP_LIMB,
362                          fp_input, fracsize);
363           fracsize += (exponent + to_shift) / BITS_PER_MP_LIMB;
364         }
365       else
366         {
367           cy = __mpn_lshift (frac + (exponent + to_shift) / BITS_PER_MP_LIMB,
368                              fp_input, fracsize,
369                              (exponent + to_shift) % BITS_PER_MP_LIMB);
370           fracsize += (exponent + to_shift) / BITS_PER_MP_LIMB;
371           if (cy)
372             frac[fracsize++] = cy;
373         }
374       MPN_ZERO (frac, (exponent + to_shift) / BITS_PER_MP_LIMB);
375
376       assert (tens > &_fpioconst_pow10[0]);
377       do
378         {
379           --tens;
380
381           /* The number of the product of two binary numbers with n and m
382              bits respectively has m+n or m+n-1 bits.   */
383           if (exponent >= scaleexpo + tens->p_expo - 1)
384             {
385               if (scalesize == 0)
386                 MPN_ASSIGN (tmp, tens->array);
387               else
388                 {
389                   cy = __mpn_mul (tmp, scale, scalesize,
390                                   &tens->array[_FPIO_CONST_OFFSET],
391                                   tens->arraysize - _FPIO_CONST_OFFSET);
392                   tmpsize = scalesize + tens->arraysize - _FPIO_CONST_OFFSET;
393                   if (cy == 0)
394                     --tmpsize;
395                 }
396
397               if (MPN_GE (frac, tmp))
398                 {
399                   int cnt;
400                   MPN_ASSIGN (scale, tmp);
401                   count_leading_zeros (cnt, scale[scalesize - 1]);
402                   scaleexpo = (scalesize - 2) * BITS_PER_MP_LIMB - cnt - 1;
403                   exp10 |= 1 << explog;
404                 }
405             }
406           --explog;
407         }
408       while (tens > &_fpioconst_pow10[0]);
409       exponent = exp10;
410
411       /* Optimize number representations.  We want to represent the numbers
412          with the lowest number of bytes possible without losing any
413          bytes. Also the highest bit in the scaling factor has to be set
414          (this is a requirement of the MPN division routines).  */
415       if (scalesize > 0)
416         {
417           /* Determine minimum number of zero bits at the end of
418              both numbers.  */
419           for (i = 0; scale[i] == 0 && frac[i] == 0; i++)
420             ;
421
422           /* Determine number of bits the scaling factor is misplaced.  */
423           count_leading_zeros (cnt_h, scale[scalesize - 1]);
424
425           if (cnt_h == 0)
426             {
427               /* The highest bit of the scaling factor is already set.  So
428                  we only have to remove the trailing empty limbs.  */
429               if (i > 0)
430                 {
431                   MPN_COPY_INCR (scale, scale + i, scalesize - i);
432                   scalesize -= i;
433                   MPN_COPY_INCR (frac, frac + i, fracsize - i);
434                   fracsize -= i;
435                 }
436             }
437           else
438             {
439               if (scale[i] != 0)
440                 {
441                   count_trailing_zeros (cnt_l, scale[i]);
442                   if (frac[i] != 0)
443                     {
444                       int cnt_l2;
445                       count_trailing_zeros (cnt_l2, frac[i]);
446                       if (cnt_l2 < cnt_l)
447                         cnt_l = cnt_l2;
448                     }
449                 }
450               else
451                 count_trailing_zeros (cnt_l, frac[i]);
452
453               /* Now shift the numbers to their optimal position.  */
454               if (i == 0 && BITS_PER_MP_LIMB - cnt_h > cnt_l)
455                 {
456                   /* We cannot save any memory.  So just roll both numbers
457                      so that the scaling factor has its highest bit set.  */
458
459                   (void) __mpn_lshift (scale, scale, scalesize, cnt_h);
460                   cy = __mpn_lshift (frac, frac, fracsize, cnt_h);
461                   if (cy != 0)
462                     frac[fracsize++] = cy;
463                 }
464               else if (BITS_PER_MP_LIMB - cnt_h <= cnt_l)
465                 {
466                   /* We can save memory by removing the trailing zero limbs
467                      and by packing the non-zero limbs which gain another
468                      free one. */
469
470                   (void) __mpn_rshift (scale, scale + i, scalesize - i,
471                                        BITS_PER_MP_LIMB - cnt_h);
472                   scalesize -= i + 1;
473                   (void) __mpn_rshift (frac, frac + i, fracsize - i,
474                                        BITS_PER_MP_LIMB - cnt_h);
475                   fracsize -= frac[fracsize - i - 1] == 0 ? i + 1 : i;
476                 }
477               else
478                 {
479                   /* We can only save the memory of the limbs which are zero.
480                      The non-zero parts occupy the same number of limbs.  */
481
482                   (void) __mpn_rshift (scale, scale + (i - 1),
483                                        scalesize - (i - 1),
484                                        BITS_PER_MP_LIMB - cnt_h);
485                   scalesize -= i;
486                   (void) __mpn_rshift (frac, frac + (i - 1),
487                                        fracsize - (i - 1),
488                                        BITS_PER_MP_LIMB - cnt_h);
489                   fracsize -= frac[fracsize - (i - 1) - 1] == 0 ? i : i - 1;
490                 }
491             }
492         }
493     }
494   else if (exponent < 0)
495     {
496       /* |FP| < 1.0.  */
497       int exp10 = 0;
498       int explog = LDBL_MAX_10_EXP_LOG;
499       const struct mp_power *tens = &_fpioconst_pow10[explog + 1];
500       mp_size_t used_limbs = fracsize - 1;
501
502       /* Now shift the input value to its right place.  */
503       cy = __mpn_lshift (frac, fp_input, fracsize, to_shift);
504       frac[fracsize++] = cy;
505       assert (cy == 1 || (frac[fracsize - 2] == 0 && frac[0] == 0));
506
507       expsign = 1;
508       exponent = -exponent;
509
510       assert (tens != &_fpioconst_pow10[0]);
511       do
512         {
513           --tens;
514
515           if (exponent >= tens->m_expo)
516             {
517               int i, incr, cnt_h, cnt_l;
518               mp_limb topval[2];
519
520               /* The __mpn_mul function expects the first argument to be
521                  bigger than the second.  */
522               if (fracsize < tens->arraysize - _FPIO_CONST_OFFSET)
523                 cy = __mpn_mul (tmp, &tens->array[_FPIO_CONST_OFFSET],
524                                 tens->arraysize - _FPIO_CONST_OFFSET,
525                                 frac, fracsize);
526               else
527                 cy = __mpn_mul (tmp, frac, fracsize,
528                                 &tens->array[_FPIO_CONST_OFFSET],
529                                 tens->arraysize - _FPIO_CONST_OFFSET);
530               tmpsize = fracsize + tens->arraysize - _FPIO_CONST_OFFSET;
531               if (cy == 0)
532                 --tmpsize;
533
534               count_leading_zeros (cnt_h, tmp[tmpsize - 1]);
535               incr = (tmpsize - fracsize) * BITS_PER_MP_LIMB
536                      + BITS_PER_MP_LIMB - 1 - cnt_h;
537
538               assert (incr <= tens->p_expo);
539
540               /* If we increased the exponent by exactly 3 we have to test
541                  for overflow.  This is done by comparing with 10 shifted
542                  to the right position.  */
543               if (incr == exponent + 3)
544                 if (cnt_h <= BITS_PER_MP_LIMB - 4)
545                   {
546                     topval[0] = 0;
547                     topval[1]
548                       = ((mp_limb) 10) << (BITS_PER_MP_LIMB - 4 - cnt_h);
549                   }
550                 else
551                   {
552                     topval[0] = ((mp_limb) 10) << (BITS_PER_MP_LIMB - 4);
553                     topval[1] = 0;
554                     (void) __mpn_lshift (topval, topval, 2,
555                                          BITS_PER_MP_LIMB - cnt_h);
556                   }
557
558               /* We have to be careful when multiplying the last factor.
559                  If the result is greater than 1.0 be have to test it
560                  against 10.0.  If it is greater or equal to 10.0 the
561                  multiplication was not valid.  This is because we cannot
562                  determine the number of bits in the result in advance.  */
563               if (incr < exponent + 3
564                   || (incr == exponent + 3 &&
565                       (tmp[tmpsize - 1] < topval[1]
566                        || (tmp[tmpsize - 1] == topval[1]
567                            && tmp[tmpsize - 2] < topval[0]))))
568                 {
569                   /* The factor is right.  Adapt binary and decimal
570                      exponents.  */
571                   exponent -= incr;
572                   exp10 |= 1 << explog;
573
574                   /* If this factor yields a number greater or equal to
575                      1.0, we must not shift the non-fractional digits down. */
576                   if (exponent < 0)
577                     cnt_h += -exponent;
578
579                   /* Now we optimize the number representation.  */
580                   for (i = 0; tmp[i] == 0; ++i);
581                   if (cnt_h == BITS_PER_MP_LIMB - 1)
582                     {
583                       MPN_COPY (frac, tmp + i, tmpsize - i);
584                       fracsize = tmpsize - i;
585                     }
586                   else
587                     {
588                       count_trailing_zeros (cnt_l, tmp[i]);
589
590                       /* Now shift the numbers to their optimal position.  */
591                       if (i == 0 && BITS_PER_MP_LIMB - 1 - cnt_h > cnt_l)
592                         {
593                           /* We cannot save any memory.  Just roll the
594                              number so that the leading digit is in a
595                              seperate limb.  */
596
597                           cy = __mpn_lshift (frac, tmp, tmpsize, cnt_h + 1);
598                           fracsize = tmpsize + 1;
599                           frac[fracsize - 1] = cy;
600                         }
601                       else if (BITS_PER_MP_LIMB - 1 - cnt_h <= cnt_l)
602                         {
603                           (void) __mpn_rshift (frac, tmp + i, tmpsize - i,
604                                                BITS_PER_MP_LIMB - 1 - cnt_h);
605                           fracsize = tmpsize - i;
606                         }
607                       else
608                         {
609                           /* We can only save the memory of the limbs which
610                              are zero.  The non-zero parts occupy the same
611                              number of limbs.  */
612
613                           (void) __mpn_rshift (frac, tmp + (i - 1),
614                                                tmpsize - (i - 1),
615                                                BITS_PER_MP_LIMB - 1 - cnt_h);
616                           fracsize = tmpsize - (i - 1);
617                         }
618                     }
619                   used_limbs = fracsize - 1;
620                 }
621             }
622           --explog;
623         }
624       while (tens != &_fpioconst_pow10[1] && exponent > 0);
625       /* All factors but 10^-1 are tested now.  */
626       if (exponent > 0)
627         {
628           int cnt_l;
629
630           cy = __mpn_mul_1 (tmp, frac, fracsize, 10);
631           tmpsize = fracsize;
632           assert (cy == 0 || tmp[tmpsize - 1] < 20);
633
634           count_trailing_zeros (cnt_l, tmp[0]);
635           if (cnt_l < MIN (4, exponent))
636             {
637               cy = __mpn_lshift (frac, tmp, tmpsize,
638                                  BITS_PER_MP_LIMB - MIN (4, exponent));
639               if (cy != 0)
640                 frac[tmpsize++] = cy;
641             }
642           else
643             (void) __mpn_rshift (frac, tmp, tmpsize, MIN (4, exponent));
644           fracsize = tmpsize;
645           exp10 |= 1;
646           assert (frac[fracsize - 1] < 10);
647         }
648       exponent = exp10;
649     }
650   else
651     {
652       /* This is a special case.  We don't need a factor because the
653          numbers are in the range of 0.0 <= fp < 8.0.  We simply
654          shift it to the right place and divide it by 1.0 to get the
655          leading digit.  (Of course this division is not really made.)  */
656       assert (0 <= exponent && exponent < 3 &&
657               exponent + to_shift < BITS_PER_MP_LIMB);
658
659       /* Now shift the input value to its right place.  */
660       cy = __mpn_lshift (frac, fp_input, fracsize, (exponent + to_shift));
661       frac[fracsize++] = cy;
662       exponent = 0;
663     }
664
665   {
666     int width = info->width;
667     char *buffer, *startp, *cp;
668     int chars_needed;
669     int expscale;
670     int intdig_max, intdig_no = 0;
671     int fracdig_min, fracdig_max, fracdig_no = 0;
672     int dig_max;
673     int significant;
674
675     if (tolower (info->spec) == 'e')
676       {
677         type = info->spec;
678         intdig_max = 1;
679         fracdig_min = fracdig_max = info->prec < 0 ? 6 : info->prec;
680         chars_needed = 1 + 1 + fracdig_max + 1 + 1 + 4;
681         /*             d   .     ddd         e   +-  ddd  */
682         dig_max = INT_MAX;              /* Unlimited.  */
683         significant = 1;                /* Does not matter here.  */
684       }
685     else if (info->spec == 'f')
686       {
687         type = 'f';
688         fracdig_min = fracdig_max = info->prec < 0 ? 6 : info->prec;
689         if (expsign == 0)
690           {
691             intdig_max = exponent + 1;
692             /* This can be really big!  */  /* XXX Maybe malloc if too big? */
693             chars_needed = exponent + 1 + 1 + fracdig_max;
694           }
695         else
696           {
697             intdig_max = 1;
698             chars_needed = 1 + 1 + fracdig_max;
699           }
700         dig_max = INT_MAX;              /* Unlimited.  */
701         significant = 1;                /* Does not matter here.  */
702       }
703     else
704       {
705         dig_max = info->prec < 0 ? 6 : (info->prec == 0 ? 1 : info->prec);
706         if ((expsign == 0 && exponent >= dig_max)
707             || (expsign != 0 && exponent > 4))
708           {
709             type = isupper (info->spec) ? 'E' : 'e';
710             fracdig_max = dig_max - 1;
711             intdig_max = 1;
712             chars_needed = 1 + 1 + fracdig_max + 1 + 1 + 4;
713           }
714         else
715           {
716             type = 'f';
717             intdig_max = expsign == 0 ? exponent + 1 : 0;
718             fracdig_max = dig_max - intdig_max;
719             /* We need space for the significant digits and perhaps for
720                leading zeros when < 1.0.  Pessimistic guess: dig_max.  */
721             chars_needed = dig_max + dig_max + 1;
722           }
723         fracdig_min = info->alt ? fracdig_max : 0;
724         significant = 0;                /* We count significant digits.  */
725       }
726
727     if (grouping)
728       /* Guess the number of groups we will make, and thus how
729          many spaces we need for separator characters.  */
730       chars_needed += guess_grouping (intdig_max, grouping, thousands_sep);
731
732     /* Allocate buffer for output.  We need two more because while rounding
733        it is possible that we need two more characters in front of all the
734        other output.  */
735     buffer = alloca (2 + chars_needed);
736     cp = startp = buffer + 2;   /* Let room for rounding.  */
737
738     /* Do the real work: put digits in allocated buffer.  */
739     if (expsign == 0 || type != 'f')
740       {
741         assert (expsign == 0 || intdig_max == 1);
742         while (intdig_no < intdig_max)
743           {
744             ++intdig_no;
745             *cp++ = hack_digit ();
746           }
747         significant = 1;
748         if (info->alt
749             || fracdig_min > 0
750             || (fracdig_max > 0 && (fracsize > 1 || frac[0] != 0)))
751           *cp++ = decimal;
752       }
753     else
754       {
755         /* |fp| < 1.0 and the selected type is 'f', so put "0."
756            in the buffer.  */
757         *cp++ = '0';
758         --exponent;
759         *cp++ = decimal;
760       }
761
762     /* Generate the needed number of fractional digits.  */
763     while (fracdig_no < fracdig_min
764            || (fracdig_no < fracdig_max && (fracsize > 1 || frac[0] != 0)))
765       {
766         ++fracdig_no;
767         *cp = hack_digit ();
768         if (*cp != '0')
769           significant = 1;
770         else if (significant == 0)
771           {
772             ++fracdig_max;
773             if (fracdig_min > 0)
774               ++fracdig_min;
775           }
776         ++cp;
777       }
778
779     /* Do rounding.  */
780     digit = hack_digit ();
781     if (digit > '4')
782       {
783         char *tp = cp;
784
785         if (digit == '5')
786           /* This is the critical case.  */
787           if (fracsize == 1 && frac[0] == 0)
788             /* Rest of the number is zero -> round to even.
789                (IEEE 754-1985 4.1 says this is the default rounding.)  */
790             if ((*(cp - 1) & 1) == 0)
791               goto do_expo;
792
793         if (fracdig_no > 0)
794           {
795             /* Process fractional digits.  Terminate if not rounded or
796                radix character is reached.  */
797             while (*--tp != decimal && *tp == '9')
798               *tp = '0';
799             if (*tp != decimal)
800               /* Round up.  */
801               (*tp)++;
802           }
803
804         if (fracdig_no == 0 || *tp == decimal)
805           {
806             /* Round the integer digits.  */
807             if (*(tp - 1) == decimal)
808               --tp;
809
810             while (--tp >= startp && *tp == '9')
811               *tp = '0';
812
813             if (tp >= startp)
814               /* Round up.  */
815               (*tp)++;
816             else
817               /* It is more citical.  All digits were 9's.  */
818               {
819                 if (type != 'f')
820                   {
821                     *startp = '1';
822                     exponent += expsign == 0 ? 1 : -1;
823                   }
824                 else if (intdig_no == dig_max)
825                   {
826                     /* This is the case where for type %g the number fits
827                        really in the range for %f output but after rounding
828                        the number of digits is too big.  */
829                     *--startp = decimal;
830                     *--startp = '1';
831
832                     if (info->alt || fracdig_no > 0)
833                       {
834                         /* Overwrite the old radix character.  */
835                         startp[intdig_no + 2] = '0';
836                         ++fracdig_no;
837                       }
838
839                     fracdig_no += intdig_no;
840                     intdig_no = 1;
841                     fracdig_max = intdig_max - intdig_no;
842                     ++exponent;
843                     /* Now we must print the exponent.  */
844                     type = isupper (info->spec) ? 'E' : 'e';
845                   }
846                 else
847                   {
848                     /* We can simply add another another digit before the
849                        radix.  */
850                     *--startp = '1';
851                     ++intdig_no;
852                   }
853
854                 /* While rounding the number of digits can change.
855                    If the number now exceeds the limits remove some
856                    fractional digits.  */
857                 if (intdig_no + fracdig_no > dig_max)
858                   {
859                     cp -= intdig_no + fracdig_no - dig_max;
860                     fracdig_no -= intdig_no + fracdig_no - dig_max;
861                   }
862               }
863           }
864       }
865
866   do_expo:
867     /* Now remove unnecessary '0' at the end of the string.  */
868     while (fracdig_no > fracdig_min && *(cp - 1) == '0')
869       {
870         --cp;
871         --fracdig_no;
872       }
873     /* If we eliminate all fractional digits we perhaps also can remove
874        the radix character.  */
875     if (fracdig_no == 0 && !info->alt && *(cp - 1) == decimal)
876       --cp;
877
878     if (grouping)
879       /* Add in separator characters, overwriting the same buffer.  */
880       cp = group_number (startp, cp, intdig_no, grouping, thousands_sep);
881
882     /* Write the exponent if it is needed.  */
883     if (type != 'f')
884       {
885         *cp++ = type;
886         *cp++ = expsign ? '-' : '+';
887
888         /* Find the magnitude of the exponent.  */
889         expscale = 10;
890         while (expscale <= exponent)
891           expscale *= 10;
892
893         if (exponent < 10)
894           /* Exponent always has at least two digits.  */
895           *cp++ = '0';
896         else
897           do
898             {
899               expscale /= 10;
900               *cp++ = '0' + (exponent / expscale);
901               exponent %= expscale;
902             }
903           while (expscale > 10);
904         *cp++ = '0' + exponent;
905       }
906
907     /* Compute number of characters which must be filled with the padding
908        character.  */
909     if (is_neg || info->showsign || info->space)
910       --width;
911     width -= cp - startp;
912
913     if (!info->left && info->pad != '0' && width > 0)
914       PADN (info->pad, width);
915
916     if (is_neg)
917       outchar ('-');
918     else if (info->showsign)
919       outchar ('+');
920     else if (info->space)
921       outchar (' ');
922
923     if (!info->left && info->pad == '0' && width > 0)
924       PADN ('0', width);
925
926     PRINT (startp, cp - startp);
927
928     if (info->left && width > 0)
929       PADN (info->pad, width);
930   }
931   return done;
932 }
933 \f
934 /* Return the number of extra grouping characters that will be inserted
935    into a number with INTDIG_MAX integer digits.  */
936
937 static unsigned int
938 guess_grouping (unsigned int intdig_max, const char *grouping, wchar_t sepchar)
939 {
940   unsigned int groups;
941
942   /* We treat all negative values like CHAR_MAX.  */
943
944   if (*grouping == CHAR_MAX || *grouping <= 0)
945     /* No grouping should be done.  */
946     return 0;
947
948   groups = 0;
949   while (intdig_max > (unsigned int) *grouping)
950     {
951       ++groups;
952       intdig_max -= *grouping++;
953
954       if (*grouping == CHAR_MAX || *grouping < 0)
955         /* No more grouping should be done.  */
956         break;
957       else if (*grouping == 0)
958         {
959           /* Same grouping repeats.  */
960           groups += intdig_max / grouping[-1];
961           break;
962         }
963     }
964
965   return groups;
966 }
967
968 /* Group the INTDIG_NO integer digits of the number in [BUF,BUFEND).
969    There is guaranteed enough space past BUFEND to extend it.
970    Return the new end of buffer.  */
971
972 static char *
973 group_number (char *buf, char *bufend, unsigned int intdig_no,
974               const char *grouping, wchar_t thousands_sep)
975 {
976   unsigned int groups = guess_grouping (intdig_no, grouping, thousands_sep);
977   char *p;
978
979   if (groups == 0)
980     return bufend;
981
982   /* Move the fractional part down.  */
983   memmove (buf + intdig_no + groups, buf + intdig_no,
984            bufend - (buf + intdig_no));
985
986   p = buf + intdig_no + groups - 1;
987   do
988     {
989       unsigned int len = *grouping++;
990       do
991         *p-- = buf[--intdig_no];
992       while (--len > 0);
993       *p-- = thousands_sep;
994
995       if (*grouping == CHAR_MAX || *grouping < 0)
996         /* No more grouping should be done.  */
997         break;
998       else if (*grouping == 0)
999         /* Same grouping repeats.  */
1000         --grouping;
1001     } while (intdig_no > (unsigned int) *grouping);
1002
1003   /* Copy the remaining ungrouped digits.  */
1004   do
1005     *p-- = buf[--intdig_no];
1006   while (p > buf);
1007
1008   return bufend + groups;
1009 }