optimize floatscan: avoid excessive upscaling

upscaling by even one step too much creates 3-29 extra iterations for
the next loop. this is still suboptimal since it always goes by 2^29
rather than using a smaller upscale factor when nearing the target,
but performance on common, small-magnitude, few-digit values has
already more than doubled with this change.

more optimizations on the way...

fix incorrect initial count in shgetc when data is already buffered

fix bug parsing lone zero followed by junk, and hex float over-reading

fix float scanning of certain values ending in zeros

for example, "1000000000" was being read as "1" due to this loop
exiting early. it's necessary to actually update z and zero the
entries so that the subsequent rounding code does not get confused;
before i did that, spurious inexact exceptions were being raised.

fix potential overflow in exponent reading

note that there's no need for a precise cutoff, because exponents this
large will always result in overflow or underflow (it's impossible to
read enough digits to compensate for the exponent magnitude; even at a
few nanoseconds per digit it would take hundreds of years).

set errno properly when parsing floating point

add "scan helper getc" and rework strtod, etc. to use it

the immediate benefit is a significant debloating of the float parsing
code by moving the responsibility for keeping track of the number of
characters read to a different module.

by linking shgetc with the stdio buffer logic, counting logic is
defered to buffer refill time, keeping the calls to shgetc fast and
light.

in the future, shgetc will also be useful for integrating the new
float code with scanf, which needs to not only count the characters
consumed, but also limit the number of characters read based on field
width specifiers.

shgetc may also become a useful tool for simplifying the integer
parsing code.

unify strtof/strtod/strtold wrappers and fix initial whitespace issue

new floating point parser/converter

this version is intended to be fully conformant to the ISO C, POSIX,
and IEEE standards for conversion of decimal/hex floating point
strings to float, double, and long double (ld64 or ld80 only at
present) values. in particular, all results are intended to be rounded
correctly according to the current rounding mode. further, this
implementation aims to set the floating point underflow, overflow, and
inexact flags to reflect the conversion performed.

a moderate amount of testing has been performed (by nsz and myself)
prior to integration of the code in musl, but it still may have bugs.

so far, only strto(d|ld|f) use the new code. scanf integration will be
done as a separate commit, and i will add implementations of the wide
character functions later.

fix alloca issue in stdlib.h too

I forgot _GNU_SOURCE also has it declared here...

alloca cannot be a function. #define it to the gcc builtin if possible

gcc makes this mapping by default anyway, but it will be disabled by
-fno-builtin (and presumably by -std=c99 or similar). for the main
program the error will be reported by the linker, and the issue can
easily be fixed, but for dynamic-loaded so files, the error cannot be
detected until dlopen time, at which point it has become very obscure.

work around nasty gcc bug in the i386 syscall asm

when the "r" (register) constraint is used to let gcc choose a
register, gcc will sometimes assign the same register that was used
for one of the other fixed-register operands, if it knows the values
are the same. one common case is multiple zero arguments to a syscall.
this horribly breaks the intended usage, which is swapping the GOT
pointer from ebx into the temp register and back to perform the
syscall.

presumably there is a way to fix this with advanced usage of register
constaints on the inline asm, but having bad memories about hellish
compatibility issues with different gcc versions, for the time being
i'm just going to hard-code specific registers to be used. this may
hurt the compiler's ability to optimize, but it will fix serious
miscompilation issues.

so far the only function i know what compiled incorrectly is
getrlimit.c, and naturally the bug only applies to shared (PIC)
builds, but it may be more extensive and may have gone undetected..

remove useless (at best, harmful) feature test checks in aio.h

improve name lookup performance in corner cases

the buffer in getaddrinfo really only matters when /etc/hosts is huge,
but in that case, the huge number of syscalls resulting from a tiny
buffer would seriously impact the performance of every name lookup.

the buffer in __dns.c has also been enlarged a bit so that typical
resolv.conf files will fit fully in the buffer. there's no need to
make it so large as to dominate the syscall overhead for large files,
because resolv.conf should never be large.

optimize signbit macro

make math.h more c++-friendly

math: minor cleanups in ceil and floor

math: remove x86 modf asm
the int part was wrong when -1 < x <= -0 (+0.0 instead of -0.0)
and the size and performace gain of the asm version was negligible

math: rewrite modf.c and clean up modff.c
cleaner implementation with unions and unsigned arithmetic

math: fix modfl.c bug
modfl(+-inf) was wrong on ld80 because the explicit msb
was not taken into account during inf vs nan check

math: fix a regression in powl and do some cleanups
previously a division was accidentally turned into integer div
(w = -i/NXT;) instead of long double div (w = -i; w /= NXT;)

math: add dummy tgamma and tgammaf implementations

math: remove comment about aliasing lgamma as gamma
It is probably not worth supporting gamma.
(it was already deprecated in 4.3BSD)

math: fix typo in i386 remquof and remquol asm
(fldl instruction was used instead of flds and fldt)

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

Merge remote branch 'nsz/master'

add strfmon_l variant (still mostly incomplete)

update COPYRIGHT status of TRE regex code

update README to remove information no longer relevant as of 0.8.7

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

asm for hypot and hypotf

special care is made to avoid any inexact computations when either arg
is zero (in which case the exact absolute value of the other arg
should be returned) and to support the special condition that
hypot(±inf,nan) yields inf.

hypotl is not yet implemented since avoiding overflow is nontrivial.

make dlerror conform to posix

the error status is required to be sticky after failure of dlopen or
dlsym until cleared by dlerror. applications and especially libraries
should never rely on this since it is not thread-safe and subject to
race conditions, but glib does anyway.

minor rintl.c fix: remove unsupported ldbl format message

fix tgammal: don't set the signgam global
(tgamma must be thread-safe, signgam is for lgamma* functions)

simplify creal and cimag macros

add creal/cimag macros in complex.h (and use them in the functions defs)

tgmath.h: suppress any existing macro definitions before defining macros

this is necessary so that we can freely add macro versions of some of
the math/complex functions without worrying about breaking tgmath.

acos.s fix: use the formula acos(x) = atan2(sqrt(1-x),sqrt(1+x))

the old formula atan2(1,sqrt((1+x)/(1-x))) was faster but
could give nan result at x=1 when the rounding mode is
FE_DOWNWARD (so 1-1 == -0 and 2/-0 == -inf), the new formula
gives -0 at x=+-1 with downward rounding.

sysconf support for dynamic limits (open files and processes)

fix DECIMAL_DIG definitions

DECIMAL_DIG is not the same as LDBL_DIG

type_DIG is the maximimum number of decimal digits that can survive a
round trip from decimal to type and back to decimal.

DECIMAL_DIG is the minimum number of decimal digits required in order
for any floating point type to survive the round trip to decimal and
back, and it is generally larger than LDBL_DIG. since the exact
formula is non-trivial, and defining it larger than necessary may be
legal but wasteful, just define the right value in bits/float.h.

initial, very primitive strfmon

x86_64 math asm, long double functions only

this has not been tested heavily, but it's known to at least assemble
and run in basic usage cases. it's nearly identical to the
corresponding i386 code, and thus expected to be just as correct or
just as incorrect.

limits.h: support gcc's -funsigned-char

some software apparently uses this and breaks with musl due to
mismatching definitions...

Merge remote branch 'nsz/master'

upgrade to latest upstream TRE regex code (0.8.0)

the main practical results of this change are
1. the regex code is no longer subject to LGPL; it's now 2-clause BSD
2. most (all?) popular nonstandard regex extensions are supported

I hesitate to call this a "sync" since both the old and new code are
heavily modified. in one sense, the old code was "more severely"
modified, in that it was actively hostile to non-strictly-conforming
expressions. on the other hand, the new code has eliminated the
useless translation of the entire regex string to wchar_t prior to
compiling, and now only converts multibyte character literals as
needed.

in the future i may use this modified TRE as a basis for writing the
long-planned new regex engine that will avoid multibyte-to-wide
character conversion entirely by compiling multibyte bracket
expressions specific to UTF-8.

nearbyint optimization (only clear inexact when necessary)

old code saved/restored the fenv (the new code is only as slow
as that when inexact is not set before the call, but some other
flag is set and the rounding is inexact, which is rare)

before:
bench_nearbyint_exact              5000000 N        261 ns/op
bench_nearbyint_inexact_set        5000000 N        262 ns/op
bench_nearbyint_inexact_unset      5000000 N        261 ns/op

after:
bench_nearbyint_exact             10000000 N         94.99 ns/op
bench_nearbyint_inexact_set       25000000 N         65.81 ns/op
bench_nearbyint_inexact_unset     10000000 N         94.97 ns/op

remove a fixme comment

clean up pow.c and powf.c
fix comments about special cases

clean up powl.c
fix special cases, use multiplication instead of scalbnl

fix a cbrtl.c regression and remove x87 precision setting

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

optimize scalbn family

the fscale instruction is slow everywhere, probably because it
involves a costly and unnecessary integer truncation operation that
ends up being a no-op in common usages. instead, construct a floating
point scale value with integer arithmetic and simply multiply by it,
when possible.

for float and double, this is always possible by going to the
next-larger type. we use some cheap but effective saturating
arithmetic tricks to make sure even very large-magnitude exponents
fit. for long double, if the scaling exponent is too large to fit in
the exponent of a long double value, we simply fallback to the
expensive fscale method.

on atom cpu, these changes speed up scalbn by over 30%. (min rdtsc
timing dropped from 110 cycles to 70 cycles.)

remquo asm: return quotient mod 8, as intended by the spec

this is a lot more efficient and also what is generally wanted.
perhaps the bit shuffling could be more efficient...

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

use alternate formula for acos asm to avoid loss of precision

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

Merge remote branch 'nsz/master'

fix exp asm

exponents (base 2) near 16383 were broken due to (1) wrong cutoff, and
(2) inability to fit the necessary range of scalings into a long
double value.

as a solution, we fall back to using frndint/fscale for insanely large
exponents, and also have to special-case infinities here to avoid
inf-inf generating nan.

thankfully the costly code never runs in normal usage cases.

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

code cleanup of named constants

zero, one, two, half are replaced by const literals
The policy was to use the f suffix for float consts (1.0f),
but don't use suffix for long double consts (these consts
can be exactly represented as double).

fix remainder*.c: remove useless long double cast

don't try to create non-standard denormalization signal

Underflow exception is only raised when the result is
invalid, but fmod is always exact. x87 has a denormalization
exception, but that's nonstandard. And the superflous *1.0
will be optimized away by any compiler that does not honor
signaling nans.

Merge remote branch 'nsz/master'

new modff.c code, fix nan handling in modfl

use scalbn or *2.0 instead of ldexp, fix fmal

Some code assumed ldexp(x, 1) is faster than 2.0*x,
but ldexp is a wrapper around scalbn which uses
multiplications inside, so this optimization is
wrong.

This commit also fixes fmal which accidentally
used ldexp instead of ldexpl loosing precision.

There are various additional changes from the
work-in-progress const cleanups.

fix long double const workaround in cbrtl

don't inline __rem_pio2l so the code size is smaller

minor fix in __tanl (get sign properly)

bug fix: wrong opcode for writing long long

remove long double const workarounds

Some long double consts were stored in two doubles as a workaround
for x86_64 and i386 with the following comment:
/* Long double constants are slow on these arches, and broken on i386. */
This is most likely old gcc bug related to the default x87 fpu
precision setting (it's double instead of double extended on BSD).

fix erfl wrapper for long double==double case

asm for log1p

asm for log2

asm for remquo

this could perhaps use some additional testing for corner cases, but
it seems to be correct.

optimize exponential asm for i386

up to 30% faster exp2 by avoiding slow frndint and fscale functions.
expm1 also takes a much more direct path for small arguments (the
expected usage case).

Merge remote branch 'nsz/master'

fix broken modf family functions

asm for modf functions

simplify scalbn*.c implementations

The old scalbn.c was wrong and slow, the new one is just slow.
(scalbn(0x1p+1023,-2097) should give 0x1p-1074, but the old code gave 0)

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

asm for floor/ceil/trunc

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

asm for scalbn family

unlike some implementations, these functions perform the equivalent of
gcc's -ffloat-store on the result before returning. this is necessary
to raise underflow/overflow/inexact exceptions, perform the correct
rounding with denormals, etc.

asm for inverse trig functions

unlike trig functions, these are easy to do in asm because they do not
involve (arbitrary-precision) argument reduction. fpatan automatically
takes care of domain issues, and in asin and acos, fsqrt takes care of
them for us.

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

asm for log functions

fix broken exponential asm

infinities were getting converted into nans. the new code simply tests
for infinity and replaces it with a large magnitude value of the same
sign.

also, the fcomi instruction is apparently not part of the i387
instruction set, so avoid using it.

asm for lrint family on i386

Merge branch 'master' of git://git.etalabs.net/musl

asm exponential functions for i386

remove unnecessary TODO comments from fma.c

fmal bug fix: nan input should not raise exception

add fma implementation for x86

correctly rounded double precision fma using extended
precision arithmetics for ld80 systems (x87)

assembly optimizations for fmod/remainder functions

asm versions of some simple math functions for i386 and x86_64

these are functions that have direct fpu approaches to implementation
without problematic exception or rounding issues. x86_64 lacks
float/double versions because i'm unfamiliar with the necessary sse
code for performing these operations.

simplify lround and llround functions

Simple wrappers around round is enough because
spurious inexact exception is allowed.

make lrint and llrint functions work without fenv support

faster lrint and llrint functions

A faster workaround for spurious inexact exceptions
when the result cannot be represented. The old code
actually could be wrong, because gcc reordered the
integer conversion and the exception check.

fix loads of missing const in new libm, and some global vars (?!) in powl

move nonstandard gamma() etc. to _GNU_SOURCE only

it's not even provided in the library at the moment, but could easily
be provided with weak aliases if desired.