source/binfloat.cpp

   1 #include <cmath>
   2 #include "binfloat.h"
   3
   4 using namespace std;
   5
   6 namespace Msp {
   7 namespace DataFile {
   8
   9 BinFloat BinFloat::explode(uint64_t value, const Bits &bits)
  10 {
  11         uint64_t mantissa_mask = (1ULL<<bits.mantissa)-1;
  12         int exponent_mask = (1<<bits.exponent)-1;
  13
  14         BinFloat bf;
  15         // Extract biased exponent and sign
  16         bf.exponent = (value>>bits.mantissa)&exponent_mask;
  17         bf.sign = value>>(bits.mantissa+bits.exponent);
  18         bf.infinity = (bf.exponent==exponent_mask);
  19
  20         if(bf.exponent==0 || bf.infinity)
  21                 // Zeroes and infinities have zero mantissa
  22                 bf.mantissa = 0;
  23         else
  24         {
  25                 // Extract mantissa, add the implied one and align it to high bits
  26                 bf.mantissa = (value&mantissa_mask) | (uint64_t(1)<<bits.mantissa);
  27                 bf.mantissa <<= 63-bits.mantissa;
  28         }
  29
  30         // Unbias the exponent
  31         bf.exponent -= exponent_mask>>1;
  32
  33         return bf;
  34 }
  35
  36 uint64_t BinFloat::compose(const Bits &bits)
  37 {
  38         uint64_t mantissa_mask = (1ULL<<bits.mantissa)-1;
  39         int exponent_mask = (1<<bits.exponent)-1;
  40
  41         int biased_exponent = exponent+(exponent_mask>>1);
  42         // Shift down and round the mantissa
  43         uint64_t rounded_mantissa = ((mantissa>>(62-bits.mantissa))+1)>>1;
  44         // If the integer part is greater than one, we need to use a higher exponent
  45         if((rounded_mantissa>>bits.mantissa)>1)
  46                 ++biased_exponent;
  47
  48         if(biased_exponent>=exponent_mask || infinity)
  49                 // Overflow, return infinity
  50                 return uint64_t(sign<<bits.exponent | exponent_mask)<<bits.mantissa;
  51         else if(biased_exponent<=0 || !mantissa)
  52                 // Underflow, return zero
  53                 return 0;
  54         else
  55         {
  56                 uint64_t value = rounded_mantissa&mantissa_mask;
  57                 value |= uint64_t(biased_exponent)<<bits.mantissa;
  58                 value |= uint64_t(sign)<<(bits.mantissa+bits.exponent);
  59                 return value;
  60         }
  61 }
  62
  63
  64 // exponent = log_2(bits)*3-7
  65 BinFloat::Bits::Bits(unsigned bits):
  66         exponent(log(bits)*4.3281-7),
  67         mantissa(bits-exponent-1)
  68 { }
  69
  70 } // namespace DataFile
  71 } // namespace Msp