root/trunk/lisp/calc/calc-bin.el

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Sync up with Emacs22.2.

Line 
1 ;;; calc-bin.el --- binary functions for Calc
2
3 ;; Copyright (C) 1990, 1991, 1992, 1993, 2001, 2002, 2003, 2004,
4 ;;   2005, 2006, 2007, 2008 Free Software Foundation, Inc.
5
6 ;; Author: David Gillespie <daveg@synaptics.com>
7 ;; Maintainer: Jay Belanger <jay.p.belanger@gmail.com>
8
9 ;; This file is part of GNU Emacs.
10
11 ;; GNU Emacs is free software; you can redistribute it and/or modify
12 ;; it under the terms of the GNU General Public License as published by
13 ;; the Free Software Foundation; either version 3, or (at your option)
14 ;; any later version.
15
16 ;; GNU Emacs is distributed in the hope that it will be useful,
17 ;; but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
18 ;; MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
19 ;; GNU General Public License for more details.
20
21 ;; You should have received a copy of the GNU General Public License
22 ;; along with GNU Emacs; see the file COPYING.  If not, write to the
23 ;; Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
24 ;; Boston, MA 02110-1301, USA.
25
26 ;;; Commentary:
27
28 ;;; Code:
29
30 ;; This file is autoloaded from calc-ext.el.
31
32 (require 'calc-ext)
33 (require 'calc-macs)
34
35 ;;; b-prefix binary commands.
36
37 (defun calc-and (n)
38   (interactive "P")
39   (calc-slow-wrapper
40    (calc-enter-result 2 "and"
41                       (append '(calcFunc-and)
42                               (calc-top-list-n 2)
43                               (and n (list (prefix-numeric-value n)))))))
44
45 (defun calc-or (n)
46   (interactive "P")
47   (calc-slow-wrapper
48    (calc-enter-result 2 "or"
49                       (append '(calcFunc-or)
50                               (calc-top-list-n 2)
51                               (and n (list (prefix-numeric-value n)))))))
52
53 (defun calc-xor (n)
54   (interactive "P")
55   (calc-slow-wrapper
56    (calc-enter-result 2 "xor"
57                       (append '(calcFunc-xor)
58                               (calc-top-list-n 2)
59                               (and n (list (prefix-numeric-value n)))))))
60
61 (defun calc-diff (n)
62   (interactive "P")
63   (calc-slow-wrapper
64    (calc-enter-result 2 "diff"
65                       (append '(calcFunc-diff)
66                               (calc-top-list-n 2)
67                               (and n (list (prefix-numeric-value n)))))))
68
69 (defun calc-not (n)
70   (interactive "P")
71   (calc-slow-wrapper
72    (calc-enter-result 1 "not"
73                       (append '(calcFunc-not)
74                               (calc-top-list-n 1)
75                               (and n (list (prefix-numeric-value n)))))))
76
77 (defun calc-lshift-binary (n)
78   (interactive "P")
79   (calc-slow-wrapper
80    (let ((hyp (if (calc-is-hyperbolic) 2 1)))
81      (calc-enter-result hyp "lsh"
82                         (append '(calcFunc-lsh)
83                                 (calc-top-list-n hyp)
84                                 (and n (list (prefix-numeric-value n))))))))
85
86 (defun calc-rshift-binary (n)
87   (interactive "P")
88   (calc-slow-wrapper
89    (let ((hyp (if (calc-is-hyperbolic) 2 1)))
90      (calc-enter-result hyp "rsh"
91                         (append '(calcFunc-rsh)
92                                 (calc-top-list-n hyp)
93                                 (and n (list (prefix-numeric-value n))))))))
94
95 (defun calc-lshift-arith (n)
96   (interactive "P")
97   (calc-slow-wrapper
98    (let ((hyp (if (calc-is-hyperbolic) 2 1)))
99      (calc-enter-result hyp "ash"
100                         (append '(calcFunc-ash)
101                                 (calc-top-list-n hyp)
102                                 (and n (list (prefix-numeric-value n))))))))
103
104 (defun calc-rshift-arith (n)
105   (interactive "P")
106   (calc-slow-wrapper
107    (let ((hyp (if (calc-is-hyperbolic) 2 1)))
108      (calc-enter-result hyp "rash"
109                         (append '(calcFunc-rash)
110                                 (calc-top-list-n hyp)
111                                 (and n (list (prefix-numeric-value n))))))))
112
113 (defun calc-rotate-binary (n)
114   (interactive "P")
115   (calc-slow-wrapper
116    (let ((hyp (if (calc-is-hyperbolic) 2 1)))
117      (calc-enter-result hyp "rot"
118                         (append '(calcFunc-rot)
119                                 (calc-top-list-n hyp)
120                                 (and n (list (prefix-numeric-value n))))))))
121
122 (defun calc-clip (n)
123   (interactive "P")
124   (calc-slow-wrapper
125    (calc-enter-result 1 "clip"
126                       (append '(calcFunc-clip)
127                               (calc-top-list-n 1)
128                               (and n (list (prefix-numeric-value n)))))))
129
130 (defun calc-word-size (n)
131   (interactive "P")
132   (calc-wrapper
133    (or n (setq n (read-string (format "Binary word size: (default %d) "
134                                       calc-word-size))))
135    (setq n (if (stringp n)
136                (if (equal n "")
137                    calc-word-size
138                  (if (string-match "\\`[-+]?[0-9]+\\'" n)
139                      (string-to-number n)
140                    (error "Expected an integer")))
141              (prefix-numeric-value n)))
142    (or (= n calc-word-size)
143        (if (> (math-abs n) 100)
144            (calc-change-mode 'calc-word-size n calc-leading-zeros)
145          (calc-change-mode '(calc-word-size calc-previous-modulo)
146                            (list n (math-power-of-2 (math-abs n)))
147                            calc-leading-zeros)))
148    (if (< n 0)
149        (message "Binary word size is %d bits (2's complement)" (- n))
150      (message "Binary word size is %d bits" n))))
151
152
153
154
155
156 ;;; d-prefix mode commands.
157
158 (defun calc-radix (n)
159   (interactive "NDisplay radix (2-36): ")
160   (calc-wrapper
161    (if (and (>= n 2) (<= n 36))
162        (progn
163          (calc-change-mode 'calc-number-radix n t)
164          ;; also change global value so minibuffer sees it
165          (setq-default calc-number-radix calc-number-radix))
166      (setq n calc-number-radix))
167    (message "Number radix is %d" n)))
168
169 (defun calc-decimal-radix ()
170   (interactive)
171   (calc-radix 10))
172
173 (defun calc-binary-radix ()
174   (interactive)
175   (calc-radix 2))
176
177 (defun calc-octal-radix ()
178   (interactive)
179   (calc-radix 8))
180
181 (defun calc-hex-radix ()
182   (interactive)
183   (calc-radix 16))
184
185 (defun calc-leading-zeros (n)
186   (interactive "P")
187   (calc-wrapper
188    (if (calc-change-mode 'calc-leading-zeros n t t)
189        (message "Zero-padding integers to %d digits (assuming radix %d)"
190                 (let* ((calc-internal-prec 6))
191                   (math-compute-max-digits (math-abs calc-word-size)
192                                            calc-number-radix))
193                 calc-number-radix)
194      (message "Omitting leading zeros on integers"))))
195
196
197 (defvar math-power-of-2-cache (list 1 2 4 8 16 32 64 128 256 512 1024))
198 (defvar math-big-power-of-2-cache nil)
199 (defun math-power-of-2 (n)    ;  [I I] [Public]
200   (if (and (natnump n) (<= n 100))
201       (or (nth n math-power-of-2-cache)
202           (let* ((i (length math-power-of-2-cache))
203                  (val (nth (1- i) math-power-of-2-cache)))
204             (while (<= i n)
205               (setq val (math-mul val 2)
206                     math-power-of-2-cache (nconc math-power-of-2-cache
207                                                  (list val))
208                     i (1+ i)))
209             val))
210     (let ((found (assq n math-big-power-of-2-cache)))
211       (if found
212           (cdr found)
213         (let ((po2 (math-ipow 2 n)))
214           (setq math-big-power-of-2-cache
215                 (cons (cons n po2) math-big-power-of-2-cache))
216           po2)))))
217
218 (defun math-integer-log2 (n)    ; [I I] [Public]
219   (let ((i 0)
220         (p math-power-of-2-cache)
221         val)
222     (while (and p (Math-natnum-lessp (setq val (car p)) n))
223       (setq p (cdr p)
224             i (1+ i)))
225     (if p
226         (and (equal val n)
227              i)
228       (while (Math-natnum-lessp
229               (prog1
230                   (setq val (math-mul val 2))
231                 (setq math-power-of-2-cache (nconc math-power-of-2-cache
232                                                    (list val))))
233               n)
234         (setq i (1+ i)))
235       (and (equal val n)
236            i))))
237
238
239
240
241 ;;; Bitwise operations.
242
243 (defun calcFunc-and (a b &optional w)   ; [I I I] [Public]
244   (cond ((Math-messy-integerp w)
245          (calcFunc-and a b (math-trunc w)))
246         ((and w (not (integerp w)))
247          (math-reject-arg w 'fixnump))
248         ((and (integerp a) (integerp b))
249          (math-clip (logand a b) w))
250         ((or (eq (car-safe a) 'mod) (eq (car-safe b) 'mod))
251          (math-binary-modulo-args 'calcFunc-and a b w))
252         ((not (Math-num-integerp a))
253          (math-reject-arg a 'integerp))
254         ((not (Math-num-integerp b))
255          (math-reject-arg b 'integerp))
256         (t (math-clip (cons 'bigpos
257                             (math-and-bignum (math-binary-arg a w)
258                                              (math-binary-arg b w)))
259                       w))))
260
261 (defun math-binary-arg (a w)
262   (if (not (Math-integerp a))
263       (setq a (math-trunc a)))
264   (if (Math-integer-negp a)
265       (math-not-bignum (cdr (math-bignum-test (math-sub -1 a)))
266                        (math-abs (if w (math-trunc w) calc-word-size)))
267     (cdr (Math-bignum-test a))))
268
269 (defun math-binary-modulo-args (f a b w)
270   (let (mod)
271     (if (eq (car-safe a) 'mod)
272         (progn
273           (setq mod (nth 2 a)
274                 a (nth 1 a))
275           (if (eq (car-safe b) 'mod)
276               (if (equal mod (nth 2 b))
277                   (setq b (nth 1 b))
278                 (math-reject-arg b "*Inconsistent modulos"))))
279       (setq mod (nth 2 b)
280             b (nth 1 b)))
281     (if (Math-messy-integerp mod)
282         (setq mod (math-trunc mod))
283       (or (Math-integerp mod)
284           (math-reject-arg mod 'integerp)))
285     (let ((bits (math-integer-log2 mod)))
286       (if bits
287           (if w
288               (if (/= w bits)
289                   (calc-record-why
290                    "*Warning: Modulo inconsistent with word size"))
291             (setq w bits))
292         (calc-record-why "*Warning: Modulo is not a power of 2"))
293       (math-make-mod (if b
294                          (funcall f a b w)
295                        (funcall f a w))
296                      mod))))
297
298 (defun math-and-bignum (a b)   ; [l l l]
299   (and a b
300        (let ((qa (math-div-bignum-digit a 512))
301              (qb (math-div-bignum-digit b 512)))
302          (math-mul-bignum-digit (math-and-bignum (math-norm-bignum (car qa))
303                                                   (math-norm-bignum (car qb)))
304                                  512
305                                  (logand (cdr qa) (cdr qb))))))
306
307 (defun calcFunc-or (a b &optional w)   ; [I I I] [Public]
308   (cond ((Math-messy-integerp w)
309          (calcFunc-or a b (math-trunc w)))
310         ((and w (not (integerp w)))
311          (math-reject-arg w 'fixnump))
312         ((and (integerp a) (integerp b))
313          (math-clip (logior a b) w))
314         ((or (eq (car-safe a) 'mod) (eq (car-safe b) 'mod))
315          (math-binary-modulo-args 'calcFunc-or a b w))
316         ((not (Math-num-integerp a))
317          (math-reject-arg a 'integerp))
318         ((not (Math-num-integerp b))
319          (math-reject-arg b 'integerp))
320         (t (math-clip (cons 'bigpos
321                             (math-or-bignum (math-binary-arg a w)
322                                             (math-binary-arg b w)))
323                       w))))
324
325 (defun math-or-bignum (a b)   ; [l l l]
326   (and (or a b)
327        (let ((qa (math-div-bignum-digit a 512))
328              (qb (math-div-bignum-digit b 512)))
329          (math-mul-bignum-digit (math-or-bignum (math-norm-bignum (car qa))
330                                                  (math-norm-bignum (car qb)))
331                                  512
332                                  (logior (cdr qa) (cdr qb))))))
333
334 (defun calcFunc-xor (a b &optional w)   ; [I I I] [Public]
335   (cond ((Math-messy-integerp w)
336          (calcFunc-xor a b (math-trunc w)))
337         ((and w (not (integerp w)))
338          (math-reject-arg w 'fixnump))
339         ((and (integerp a) (integerp b))
340          (math-clip (logxor a b) w))
341         ((or (eq (car-safe a) 'mod) (eq (car-safe b) 'mod))
342          (math-binary-modulo-args 'calcFunc-xor a b w))
343         ((not (Math-num-integerp a))
344          (math-reject-arg a 'integerp))
345         ((not (Math-num-integerp b))
346          (math-reject-arg b 'integerp))
347         (t (math-clip (cons 'bigpos
348                             (math-xor-bignum (math-binary-arg a w)
349                                              (math-binary-arg b w)))
350                       w))))
351
352 (defun math-xor-bignum (a b)   ; [l l l]
353   (and (or a b)
354        (let ((qa (math-div-bignum-digit a 512))
355              (qb (math-div-bignum-digit b 512)))
356          (math-mul-bignum-digit (math-xor-bignum (math-norm-bignum (car qa))
357                                                   (math-norm-bignum (car qb)))
358                                  512
359                                  (logxor (cdr qa) (cdr qb))))))
360
361 (defun calcFunc-diff (a b &optional w)   ; [I I I] [Public]
362   (cond ((Math-messy-integerp w)
363          (calcFunc-diff a b (math-trunc w)))
364         ((and w (not (integerp w)))
365          (math-reject-arg w 'fixnump))
366         ((and (integerp a) (integerp b))
367          (math-clip (logand a (lognot b)) w))
368         ((or (eq (car-safe a) 'mod) (eq (car-safe b) 'mod))
369          (math-binary-modulo-args 'calcFunc-diff a b w))
370         ((not (Math-num-integerp a))
371          (math-reject-arg a 'integerp))
372         ((not (Math-num-integerp b))
373          (math-reject-arg b 'integerp))
374         (t (math-clip (cons 'bigpos
375                             (math-diff-bignum (math-binary-arg a w)
376                                               (math-binary-arg b w)))
377                       w))))
378
379 (defun math-diff-bignum (a b)   ; [l l l]
380   (and a
381        (let ((qa (math-div-bignum-digit a 512))
382              (qb (math-div-bignum-digit b 512)))
383          (math-mul-bignum-digit (math-diff-bignum (math-norm-bignum (car qa))
384                                                    (math-norm-bignum (car qb)))
385                                  512
386                                  (logand (cdr qa) (lognot (cdr qb)))))))
387
388 (defun calcFunc-not (a &optional w)   ; [I I] [Public]
389   (cond ((Math-messy-integerp w)
390          (calcFunc-not a (math-trunc w)))
391         ((eq (car-safe a) 'mod)
392          (math-binary-modulo-args 'calcFunc-not a nil w))
393         ((and w (not (integerp w)))
394          (math-reject-arg w 'fixnump))
395         ((not (Math-num-integerp a))
396          (math-reject-arg a 'integerp))
397         ((< (or w (setq w calc-word-size)) 0)
398          (math-clip (calcFunc-not a (- w)) w))
399         (t (math-normalize
400             (cons 'bigpos
401                   (math-not-bignum (math-binary-arg a w)
402                                    w))))))
403
404 (defun math-not-bignum (a w)   ; [l l]
405   (let ((q (math-div-bignum-digit a 512)))
406     (if (<= w 9)
407         (list (logand (lognot (cdr q))
408                       (1- (lsh 1 w))))
409       (math-mul-bignum-digit (math-not-bignum (math-norm-bignum (car q))
410                                                (- w 9))
411                               512
412                               (logxor (cdr q) 511)))))
413
414 (defun calcFunc-lsh (a &optional n w)   ; [I I] [Public]
415   (setq a (math-trunc a)
416         n (if n (math-trunc n) 1))
417   (if (eq (car-safe a) 'mod)
418       (math-binary-modulo-args 'calcFunc-lsh a n w)
419     (setq w (if w (math-trunc w) calc-word-size))
420     (or (integerp w)
421         (math-reject-arg w 'fixnump))
422     (or (Math-integerp a)
423         (math-reject-arg a 'integerp))
424     (or (Math-integerp n)
425         (math-reject-arg n 'integerp))
426     (if (< w 0)
427         (math-clip (calcFunc-lsh a n (- w)) w)
428       (if (Math-integer-negp a)
429           (setq a (math-clip a w)))
430       (cond ((or (Math-lessp n (- w))
431                  (Math-lessp w n))
432              0)
433             ((< n 0)
434              (math-quotient (math-clip a w) (math-power-of-2 (- n))))
435             (t
436              (math-clip (math-mul a (math-power-of-2 n)) w))))))
437
438 (defun calcFunc-rsh (a &optional n w)   ; [I I] [Public]
439   (calcFunc-lsh a (math-neg (or n 1)) w))
440
441 (defun calcFunc-ash (a &optional n w)   ; [I I] [Public]
442   (if (or (null n)
443           (not (Math-negp n)))
444       (calcFunc-lsh a n w)
445     (setq a (math-trunc a)
446           n (if n (math-trunc n) 1))
447     (if (eq (car-safe a) 'mod)
448         (math-binary-modulo-args 'calcFunc-ash a n w)
449       (setq w (if w (math-trunc w) calc-word-size))
450       (or (integerp w)
451           (math-reject-arg w 'fixnump))
452       (or (Math-integerp a)
453           (math-reject-arg a 'integerp))
454       (or (Math-integerp n)
455           (math-reject-arg n 'integerp))
456       (if (< w 0)
457           (math-clip (calcFunc-ash a n (- w)) w)
458         (if (Math-integer-negp a)
459             (setq a (math-clip a w)))
460         (let ((two-to-sizem1 (math-power-of-2 (1- w)))
461               (sh (calcFunc-lsh a n w)))
462           (cond ((Math-natnum-lessp a two-to-sizem1)
463                  sh)
464                 ((Math-lessp n (- 1 w))
465                  (math-add (math-mul two-to-sizem1 2) -1))
466                 (t (let ((two-to-n (math-power-of-2 (- n))))
467                      (math-add (calcFunc-lsh (math-add two-to-n -1)
468                                              (+ w n) w)
469                                sh)))))))))
470
471 (defun calcFunc-rash (a &optional n w)   ; [I I] [Public]
472   (calcFunc-ash a (math-neg (or n 1)) w))
473
474 (defun calcFunc-rot (a &optional n w)   ; [I I] [Public]
475   (setq a (math-trunc a)
476         n (if n (math-trunc n) 1))
477   (if (eq (car-safe a) 'mod)
478       (math-binary-modulo-args 'calcFunc-rot a n w)
479     (setq w (if w (math-trunc w) calc-word-size))
480     (or (integerp w)
481         (math-reject-arg w 'fixnump))
482     (or (Math-integerp a)
483         (math-reject-arg a 'integerp))
484     (or (Math-integerp n)
485         (math-reject-arg n 'integerp))
486     (if (< w 0)
487         (math-clip (calcFunc-rot a n (- w)) w)
488       (if (Math-integer-negp a)
489           (setq a (math-clip a w)))
490       (cond ((or (Math-integer-negp n)
491                  (not (Math-natnum-lessp n w)))
492              (calcFunc-rot a (math-mod n w) w))
493             (t
494              (math-add (calcFunc-lsh a (- n w) w)
495                        (calcFunc-lsh a n w)))))))
496
497 (defun math-clip (a &optional w)   ; [I I] [Public]
498   (cond ((Math-messy-integerp w)
499          (math-clip a (math-trunc w)))
500         ((eq (car-safe a) 'mod)
501          (math-binary-modulo-args 'math-clip a nil w))
502         ((and w (not (integerp w)))
503          (math-reject-arg w 'fixnump))
504         ((not (Math-num-integerp a))
505          (math-reject-arg a 'integerp))
506         ((< (or w (setq w calc-word-size)) 0)
507          (setq a (math-clip a (- w)))
508          (if (Math-natnum-lessp a (math-power-of-2 (- -1 w)))
509              a
510            (math-sub a (math-power-of-2 (- w)))))
511         ((Math-negp a)
512          (math-normalize (cons 'bigpos (math-binary-arg a w))))
513         ((and (integerp a) (< a 1000000))
514          (if (>= w 20)
515              a
516            (logand a (1- (lsh 1 w)))))
517         (t
518          (math-normalize
519           (cons 'bigpos
520                 (math-clip-bignum (cdr (math-bignum-test (math-trunc a)))
521                                   w))))))
522
523 (defalias 'calcFunc-clip 'math-clip)
524
525 (defun math-clip-bignum (a w)   ; [l l]
526   (let ((q (math-div-bignum-digit a 512)))
527     (if (<= w 9)
528         (list (logand (cdr q)
529                       (1- (lsh 1 w))))
530       (math-mul-bignum-digit (math-clip-bignum (math-norm-bignum (car q))
531                                                 (- w 9))
532                               512
533                               (cdr q)))))
534
535 (defvar math-max-digits-cache nil)
536 (defun math-compute-max-digits (w r)
537   (let* ((pair (+ (* r 100000) w))
538          (res (assq pair math-max-digits-cache)))
539     (if res
540         (cdr res)
541       (let* ((calc-command-flags nil)
542              (digs (math-ceiling (math-div w (math-real-log2 r)))))
543         (setq math-max-digits-cache (cons (cons pair digs)
544                                           math-max-digits-cache))
545         digs))))
546
547 (defvar math-log2-cache (list '(2 . 1)
548                               '(4 . 2)
549                               '(8 . 3)
550                               '(10 . (float 332193 -5))
551                               '(16 . 4)
552                               '(32 . 5)))
553 (defun math-real-log2 (x)   ;;; calc-internal-prec must be 6
554   (let ((res (assq x math-log2-cache)))
555     (if res
556         (cdr res)
557       (let* ((calc-symbolic-mode nil)
558              (calc-display-working-message nil)
559              (log (calcFunc-log x 2)))
560         (setq math-log2-cache (cons (cons x log) math-log2-cache))
561         log))))
562
563 (defconst math-radix-digits ["0" "1" "2" "3" "4" "5" "6" "7" "8" "9"
564                              "A" "B" "C" "D" "E" "F" "G" "H" "I" "J"
565                              "K" "L" "M" "N" "O" "P" "Q" "R" "S" "T"
566                              "U" "V" "W" "X" "Y" "Z"])
567
568 (defsubst math-format-radix-digit (a)   ; [X D]
569   (aref math-radix-digits a))
570
571 (defun math-format-radix (a)   ; [X S]
572   (if (< a calc-number-radix)
573       (if (< a 0)
574           (concat "-" (math-format-radix (- a)))
575         (math-format-radix-digit a))
576     (let ((s ""))
577       (while (> a 0)
578         (setq s (concat (math-format-radix-digit (% a calc-number-radix)) s)
579               a (/ a calc-number-radix)))
580       s)))
581
582 (defconst math-binary-digits ["000" "001" "010" "011"
583                               "100" "101" "110" "111"])
584 (defun math-format-binary (a)   ; [X S]
585   (if (< a 8)
586       (if (< a 0)
587           (concat "-" (math-format-binary (- a)))
588         (math-format-radix a))
589     (let ((s ""))
590       (while (> a 7)
591         (setq s (concat (aref math-binary-digits (% a 8)) s)
592               a (/ a 8)))
593       (concat (math-format-radix a) s))))
594
595 (defun math-format-bignum-radix (a)   ; [X L]
596   (cond ((null a) "0")
597         ((and (null (cdr a))
598               (< (car a) calc-number-radix))
599          (math-format-radix-digit (car a)))
600         (t
601          (let ((q (math-div-bignum-digit a calc-number-radix)))
602            (concat (math-format-bignum-radix (math-norm-bignum (car q)))
603                    (math-format-radix-digit (cdr q)))))))
604
605 (defun math-format-bignum-binary (a)   ; [X L]
606   (cond ((null a) "0")
607         ((null (cdr a))
608          (math-format-binary (car a)))
609         (t
610          (let ((q (math-div-bignum-digit a 512)))
611            (concat (math-format-bignum-binary (math-norm-bignum (car q)))
612                    (aref math-binary-digits (/ (cdr q) 64))
613                    (aref math-binary-digits (% (/ (cdr q) 8) 8))
614                    (aref math-binary-digits (% (cdr q) 8)))))))
615
616 (defun math-format-bignum-octal (a)   ; [X L]
617   (cond ((null a) "0")
618         ((null (cdr a))
619          (math-format-radix (car a)))
620         (t
621          (let ((q (math-div-bignum-digit a 512)))
622            (concat (math-format-bignum-octal (math-norm-bignum (car q)))
623                    (math-format-radix-digit (/ (cdr q) 64))
624                    (math-format-radix-digit (% (/ (cdr q) 8) 8))
625                    (math-format-radix-digit (% (cdr q) 8)))))))
626
627 (defun math-format-bignum-hex (a)   ; [X L]
628   (cond ((null a) "0")
629         ((null (cdr a))
630          (math-format-radix (car a)))
631         (t
632          (let ((q (math-div-bignum-digit a 256)))
633            (concat (math-format-bignum-hex (math-norm-bignum (car q)))
634                    (math-format-radix-digit (/ (cdr q) 16))
635                    (math-format-radix-digit (% (cdr q) 16)))))))
636
637 ;;; Decompose into integer and fractional parts, without depending
638 ;;; on calc-internal-prec.
639 (defun math-float-parts (a need-frac)    ; returns ( int frac fracdigs )
640   (if (>= (nth 2 a) 0)
641       (list (math-scale-rounding (nth 1 a) (nth 2 a)) '(float 0 0) 0)
642     (let* ((d (math-numdigs (nth 1 a)))
643            (n (- (nth 2 a))))
644       (if need-frac
645           (if (>= n d)
646               (list 0 a n)
647             (let ((qr (math-idivmod (nth 1 a) (math-scale-int 1 n))))
648               (list (car qr) (math-make-float (cdr qr) (- n)) n)))
649         (list (math-scale-rounding (nth 1 a) (nth 2 a))
650               '(float 0 0) 0)))))
651
652 (defun math-format-radix-float (a prec)
653   (let ((fmt (car calc-float-format))
654         (figs (nth 1 calc-float-format))
655         (point calc-point-char)
656         (str nil)
657         pos)
658     (if (eq fmt 'fix)
659         (let* ((afigs (math-abs figs))
660                (fp (math-float-parts a (> afigs 0)))
661                (calc-internal-prec (+ 3 (max (nth 2 fp)
662                                              (math-convert-radix-digits
663                                               afigs t))))
664                (int (car fp))
665                (frac (math-round (math-mul (math-normalize (nth 1 fp))
666                                            (math-radix-float-power afigs)))))
667           (if (not (and (math-zerop frac) (math-zerop int) (< figs 0)))
668               (let ((math-radix-explicit-format nil))
669                 (let ((calc-group-digits nil))
670                   (setq str (if (> afigs 0) (math-format-number frac) ""))
671                   (if (< (length str) afigs)
672                       (setq str (concat (make-string (- afigs (length str)) ?0)
673                                         str))
674                     (if (> (length str) afigs)
675                         (setq str (substring str 1)
676                               int (math-add int 1))))
677                   (setq str (concat (math-format-number int) point str)))
678                 (when calc-group-digits
679                   (setq str (math-group-float str))))
680             (setq figs 0))))
681     (or str
682         (let* ((prec calc-internal-prec)
683                (afigs (if (> figs 0)
684                           figs
685                         (max 1 (+ figs
686                                   (1- (math-convert-radix-digits
687                                        (max prec
688                                             (math-numdigs (nth 1 a)))))))))
689                (calc-internal-prec (+ 3 (math-convert-radix-digits afigs t)))
690                (explo -1) (vlo (math-radix-float-power explo))
691                (exphi 1) (vhi (math-radix-float-power exphi))
692                expmid vmid eadj)
693           (setq a (math-normalize a))
694           (if (Math-zerop a)
695               (setq explo 0)
696             (if (math-lessp-float '(float 1 0) a)
697                 (while (not (math-lessp-float a vhi))
698                   (setq explo exphi vlo vhi
699                         exphi (math-mul exphi 2)
700                         vhi (math-radix-float-power exphi)))
701               (while (math-lessp-float a vlo)
702                 (setq exphi explo vhi vlo
703                       explo (math-mul explo 2)
704                       vlo (math-radix-float-power explo))))
705             (while (not (eq (math-sub exphi explo) 1))
706               (setq expmid (math-div2 (math-add explo exphi))
707                     vmid (math-radix-float-power expmid))
708               (if (math-lessp-float a vmid)
709                   (setq exphi expmid vhi vmid)
710                 (setq explo expmid vlo vmid)))
711             (setq a (math-div-float a vlo)))
712           (let* ((sc (math-round (math-mul a (math-radix-float-power
713                                               (1- afigs)))))
714                  (math-radix-explicit-format nil))
715             (let ((calc-group-digits nil))
716               (setq str (math-format-number sc))))
717           (if (> (length str) afigs)
718               (setq str (substring str 0 -1)
719                     explo (1+ explo)))
720           (if (and (eq fmt 'float)
721                    (math-lessp explo (+ (if (= figs 0)
722                                             (1- (math-convert-radix-digits
723                                                  prec))
724                                           afigs)
725                                         calc-display-sci-high 1))
726                    (math-lessp calc-display-sci-low explo))
727               (let ((dpos (1+ explo)))
728                 (cond ((<= dpos 0)
729                        (setq str (concat "0" point (make-string (- dpos) ?0)
730                                          str)))
731                       ((> dpos (length str))
732                        (setq str (concat str (make-string (- dpos (length str))
733                                                           ?0) point)))
734                       (t
735                        (setq str (concat (substring str 0 dpos) point
736                                          (substring str dpos)))))
737                 (setq explo nil))
738             (setq eadj (if (eq fmt 'eng)
739                            (min (math-mod explo 3) (length str))
740                          0)
741                   str (concat (substring str 0 (1+ eadj)) point
742                               (substring str (1+ eadj)))))
743           (setq pos (length str))
744           (while (eq (aref str (1- pos)) ?0) (setq pos (1- pos)))
745           (and explo (eq (aref str (1- pos)) ?.) (setq pos (1- pos)))
746           (setq str (substring str 0 pos))
747           (when calc-group-digits
748             (setq str (math-group-float str)))
749           (if explo
750               (let ((estr (let ((calc-number-radix 10)
751                                 (calc-group-digits nil))
752                             (math-format-number
753                              (math-sub explo eadj)))))
754                 (setq str (if (or (memq calc-language '(math maple))
755                                   (> calc-number-radix 14))
756                               (format "%s*%d.^%s" str calc-number-radix estr)
757                             (format "%se%s" str estr)))))))
758     str))
759
760 (defvar math-radix-digits-cache nil)
761
762 (defun math-convert-radix-digits (n &optional to-dec)
763   (let ((key (cons n (cons to-dec calc-number-radix))))
764     (or (cdr (assoc key math-radix-digits-cache))
765         (let* ((calc-internal-prec 6)
766                (log (math-div (math-real-log2 calc-number-radix)
767                               '(float 332193 -5))))
768           (cdr (car (setq math-radix-digits-cache
769                           (cons (cons key (math-ceiling (if to-dec
770                                                             (math-mul n log)
771                                                           (math-div n log))))
772                                 math-radix-digits-cache))))))))
773
774 (defvar math-radix-float-cache-tag nil)
775 (defvar math-radix-float-cache)
776
777 (defun math-radix-float-power (n)
778   (if (eq n 0)
779       '(float 1 0)
780     (or (and (eq calc-number-radix (car math-radix-float-cache-tag))
781              (<= calc-internal-prec (cdr math-radix-float-cache-tag)))
782         (setq math-radix-float-cache-tag (cons calc-number-radix
783                                                calc-internal-prec)
784               math-radix-float-cache nil))
785     (math-normalize
786      (or (cdr (assoc n math-radix-float-cache))
787          (cdr (car (setq math-radix-float-cache
788                          (cons (cons
789                                 n
790                                 (let ((calc-internal-prec
791                                        (cdr math-radix-float-cache-tag)))
792                                   (if (math-negp n)
793                                       (math-div-float '(float 1 0)
794                                                       (math-radix-float-power
795                                                        (math-neg n)))
796                                     (math-mul-float (math-sqr-float
797                                                      (math-radix-float-power
798                                                       (math-div2 n)))
799