soft-fp64/fadd: Rename aFrac and bFrac variables
[mesa.git] / src / compiler / glsl / float64.glsl
index 2cf85bbcafccaec6f66701b338e4ab75d535dea3..cdecfdb8dbbdacfb595a66b5b676db1832d8b2ff 100644 (file)
@@ -44,6 +44,7 @@
 #extension GL_ARB_gpu_shader_int64 : enable
 #extension GL_ARB_shader_bit_encoding : enable
 #extension GL_EXT_shader_integer_mix : enable
+#extension GL_MESA_shader_integer_functions : enable
 
 #pragma warning(off)
 
 #define FLOAT_ROUND_UP              3
 #define FLOAT_ROUNDING_MODE         FLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN
 
+/* Relax propagation of NaN.  Binary operations with a NaN source will still
+ * produce a NaN result, but it won't follow strict IEEE rules.
+ */
+#define RELAXED_NAN_PROPAGATION
+
 /* Absolute value of a Float64 :
  * Clear the sign bit
  */
@@ -87,10 +93,7 @@ uint64_t
 __fneg64(uint64_t __a)
 {
    uvec2 a = unpackUint2x32(__a);
-   uint t = a.y;
-
-   t ^= (1u << 31);
-   a.y = mix(t, a.y, __is_nan(__a));
+   a.y ^= (1u << 31);
    return packUint2x32(a);
 }
 
@@ -159,3 +162,1675 @@ __fne64(uint64_t a, uint64_t b)
 
    return !__feq64_nonnan(a, b);
 }
+
+/* Returns the sign bit of the double-precision floating-point value `a'.*/
+uint
+__extractFloat64Sign(uint64_t a)
+{
+   return unpackUint2x32(a).y & 0x80000000u;
+}
+
+/* Returns true if the signed 64-bit value formed by concatenating `a0' and
+ * `a1' is less than the signed 64-bit value formed by concatenating `b0' and
+ * `b1'.  Otherwise, returns false.
+ */
+bool
+ilt64(uint a0, uint a1, uint b0, uint b1)
+{
+   return (int(a0) < int(b0)) || ((a0 == b0) && (a1 < b1));
+}
+
+bool
+__flt64_nonnan(uint64_t __a, uint64_t __b)
+{
+   uvec2 a = unpackUint2x32(__a);
+   uvec2 b = unpackUint2x32(__b);
+
+   /* IEEE 754 floating point numbers are specifically designed so that, with
+    * two exceptions, values can be compared by bit-casting to signed integers
+    * with the same number of bits.
+    *
+    * From https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_754-1985#Comparing_floating-point_numbers:
+    *
+    *    When comparing as 2's-complement integers: If the sign bits differ,
+    *    the negative number precedes the positive number, so 2's complement
+    *    gives the correct result (except that negative zero and positive zero
+    *    should be considered equal). If both values are positive, the 2's
+    *    complement comparison again gives the correct result. Otherwise (two
+    *    negative numbers), the correct FP ordering is the opposite of the 2's
+    *    complement ordering.
+    *
+    * The logic implied by the above quotation is:
+    *
+    *    !both_are_zero(a, b) && (both_negative(a, b) ? a > b : a < b)
+    *
+    * This is equivalent to
+    *
+    *    fne(a, b) && (both_negative(a, b) ? a >= b : a < b)
+    *
+    *    fne(a, b) && (both_negative(a, b) ? !(a < b) : a < b)
+    *
+    *    fne(a, b) && ((both_negative(a, b) && !(a < b)) ||
+    *                  (!both_negative(a, b) && (a < b)))
+    *
+    * (A!|B)&(A|!B) is (A xor B) which is implemented here using !=.
+    *
+    *    fne(a, b) && (both_negative(a, b) != (a < b))
+    */
+   bool lt = ilt64(a.y, a.x, b.y, b.x);
+   bool both_negative = (a.y & b.y & 0x80000000u) != 0;
+
+   return !__feq64_nonnan(__a, __b) && (lt != both_negative);
+}
+
+/* Returns true if the double-precision floating-point value `a' is less than
+ * the corresponding value `b', and false otherwise.  The comparison is performed
+ * according to the IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic.
+ */
+bool
+__flt64(uint64_t a, uint64_t b)
+{
+   /* This weird layout matters.  Doing the "obvious" thing results in extra
+    * flow control being inserted to implement the short-circuit evaluation
+    * rules.  Flow control is bad!
+    */
+   bool x = !__is_nan(a);
+   bool y = !__is_nan(b);
+   bool z = __flt64_nonnan(a, b);
+
+   return (x && y && z);
+}
+
+/* Returns true if the double-precision floating-point value `a' is greater
+ * than or equal to * the corresponding value `b', and false otherwise.  The
+ * comparison is performed * according to the IEEE Standard for Floating-Point
+ * Arithmetic.
+ */
+bool
+__fge64(uint64_t a, uint64_t b)
+{
+   /* This weird layout matters.  Doing the "obvious" thing results in extra
+    * flow control being inserted to implement the short-circuit evaluation
+    * rules.  Flow control is bad!
+    */
+   bool x = !__is_nan(a);
+   bool y = !__is_nan(b);
+   bool z = !__flt64_nonnan(a, b);
+
+   return (x && y && z);
+}
+
+uint64_t
+__fsat64(uint64_t __a)
+{
+   uvec2 a = unpackUint2x32(__a);
+
+   /* fsat(NaN) should be zero. */
+   if (__is_nan(__a) || int(a.y) < 0)
+      return 0ul;
+
+   /* IEEE 754 floating point numbers are specifically designed so that, with
+    * two exceptions, values can be compared by bit-casting to signed integers
+    * with the same number of bits.
+    *
+    * From https://en.wikipedia.org/wiki/IEEE_754-1985#Comparing_floating-point_numbers:
+    *
+    *    When comparing as 2's-complement integers: If the sign bits differ,
+    *    the negative number precedes the positive number, so 2's complement
+    *    gives the correct result (except that negative zero and positive zero
+    *    should be considered equal). If both values are positive, the 2's
+    *    complement comparison again gives the correct result. Otherwise (two
+    *    negative numbers), the correct FP ordering is the opposite of the 2's
+    *    complement ordering.
+    *
+    * We know that both values are not negative, and we know that at least one
+    * value is not zero.  Therefore, we can just use the 2's complement
+    * comparison ordering.
+    */
+   if (ilt64(0x3FF00000, 0x00000000, a.y, a.x))
+      return 0x3FF0000000000000ul;
+
+   return __a;
+}
+
+/* Adds the 64-bit value formed by concatenating `a0' and `a1' to the 64-bit
+ * value formed by concatenating `b0' and `b1'.  Addition is modulo 2^64, so
+ * any carry out is lost.  The result is broken into two 32-bit pieces which
+ * are stored at the locations pointed to by `z0Ptr' and `z1Ptr'.
+ */
+void
+__add64(uint a0, uint a1, uint b0, uint b1,
+        out uint z0Ptr,
+        out uint z1Ptr)
+{
+   uint z1 = a1 + b1;
+   z1Ptr = z1;
+   z0Ptr = a0 + b0 + uint(z1 < a1);
+}
+
+
+/* Subtracts the 64-bit value formed by concatenating `b0' and `b1' from the
+ * 64-bit value formed by concatenating `a0' and `a1'.  Subtraction is modulo
+ * 2^64, so any borrow out (carry out) is lost.  The result is broken into two
+ * 32-bit pieces which are stored at the locations pointed to by `z0Ptr' and
+ * `z1Ptr'.
+ */
+void
+__sub64(uint a0, uint a1, uint b0, uint b1,
+        out uint z0Ptr,
+        out uint z1Ptr)
+{
+   z1Ptr = a1 - b1;
+   z0Ptr = a0 - b0 - uint(a1 < b1);
+}
+
+/* Shifts the 64-bit value formed by concatenating `a0' and `a1' right by the
+ * number of bits given in `count'.  If any nonzero bits are shifted off, they
+ * are "jammed" into the least significant bit of the result by setting the
+ * least significant bit to 1.  The value of `count' can be arbitrarily large;
+ * in particular, if `count' is greater than 64, the result will be either 0
+ * or 1, depending on whether the concatenation of `a0' and `a1' is zero or
+ * nonzero.  The result is broken into two 32-bit pieces which are stored at
+ * the locations pointed to by `z0Ptr' and `z1Ptr'.
+ */
+void
+__shift64RightJamming(uint a0,
+                      uint a1,
+                      int count,
+                      out uint z0Ptr,
+                      out uint z1Ptr)
+{
+   uint z0;
+   uint z1;
+   int negCount = (-count) & 31;
+
+   z0 = mix(0u, a0, count == 0);
+   z0 = mix(z0, (a0 >> count), count < 32);
+
+   z1 = uint((a0 | a1) != 0u); /* count >= 64 */
+   uint z1_lt64 = (a0>>(count & 31)) | uint(((a0<<negCount) | a1) != 0u);
+   z1 = mix(z1, z1_lt64, count < 64);
+   z1 = mix(z1, (a0 | uint(a1 != 0u)), count == 32);
+   uint z1_lt32 = (a0<<negCount) | (a1>>count) | uint ((a1<<negCount) != 0u);
+   z1 = mix(z1, z1_lt32, count < 32);
+   z1 = mix(z1, a1, count == 0);
+   z1Ptr = z1;
+   z0Ptr = z0;
+}
+
+/* Shifts the 96-bit value formed by concatenating `a0', `a1', and `a2' right
+ * by 32 _plus_ the number of bits given in `count'.  The shifted result is
+ * at most 64 nonzero bits; these are broken into two 32-bit pieces which are
+ * stored at the locations pointed to by `z0Ptr' and `z1Ptr'.  The bits shifted
+ * off form a third 32-bit result as follows:  The _last_ bit shifted off is
+ * the most-significant bit of the extra result, and the other 31 bits of the
+ * extra result are all zero if and only if _all_but_the_last_ bits shifted off
+ * were all zero.  This extra result is stored in the location pointed to by
+ * `z2Ptr'.  The value of `count' can be arbitrarily large.
+ *     (This routine makes more sense if `a0', `a1', and `a2' are considered
+ * to form a fixed-point value with binary point between `a1' and `a2'.  This
+ * fixed-point value is shifted right by the number of bits given in `count',
+ * and the integer part of the result is returned at the locations pointed to
+ * by `z0Ptr' and `z1Ptr'.  The fractional part of the result may be slightly
+ * corrupted as described above, and is returned at the location pointed to by
+ * `z2Ptr'.)
+ */
+void
+__shift64ExtraRightJamming(uint a0, uint a1, uint a2,
+                           int count,
+                           out uint z0Ptr,
+                           out uint z1Ptr,
+                           out uint z2Ptr)
+{
+   uint z0 = 0u;
+   uint z1;
+   uint z2;
+   int negCount = (-count) & 31;
+
+   z2 = mix(uint(a0 != 0u), a0, count == 64);
+   z2 = mix(z2, a0 << negCount, count < 64);
+   z2 = mix(z2, a1 << negCount, count < 32);
+
+   z1 = mix(0u, (a0 >> (count & 31)), count < 64);
+   z1 = mix(z1, (a0<<negCount) | (a1>>count), count < 32);
+
+   a2 = mix(a2 | a1, a2, count < 32);
+   z0 = mix(z0, a0 >> count, count < 32);
+   z2 |= uint(a2 != 0u);
+
+   z0 = mix(z0, 0u, (count == 32));
+   z1 = mix(z1, a0, (count == 32));
+   z2 = mix(z2, a1, (count == 32));
+   z0 = mix(z0, a0, (count == 0));
+   z1 = mix(z1, a1, (count == 0));
+   z2 = mix(z2, a2, (count == 0));
+   z2Ptr = z2;
+   z1Ptr = z1;
+   z0Ptr = z0;
+}
+
+/* Shifts the 64-bit value formed by concatenating `a0' and `a1' left by the
+ * number of bits given in `count'.  Any bits shifted off are lost.  The value
+ * of `count' must be less than 32.  The result is broken into two 32-bit
+ * pieces which are stored at the locations pointed to by `z0Ptr' and `z1Ptr'.
+ */
+void
+__shortShift64Left(uint a0, uint a1,
+                   int count,
+                   out uint z0Ptr,
+                   out uint z1Ptr)
+{
+   z1Ptr = a1<<count;
+   z0Ptr = mix((a0 << count | (a1 >> ((-count) & 31))), a0, count == 0);
+}
+
+/* Packs the sign `zSign', the exponent `zExp', and the significand formed by
+ * the concatenation of `zFrac0' and `zFrac1' into a double-precision floating-
+ * point value, returning the result.  After being shifted into the proper
+ * positions, the three fields `zSign', `zExp', and `zFrac0' are simply added
+ * together to form the most significant 32 bits of the result.  This means
+ * that any integer portion of `zFrac0' will be added into the exponent.  Since
+ * a properly normalized significand will have an integer portion equal to 1,
+ * the `zExp' input should be 1 less than the desired result exponent whenever
+ * `zFrac0' and `zFrac1' concatenated form a complete, normalized significand.
+ */
+uint64_t
+__packFloat64(uint zSign, int zExp, uint zFrac0, uint zFrac1)
+{
+   uvec2 z;
+
+   z.y = zSign + (uint(zExp) << 20) + zFrac0;
+   z.x = zFrac1;
+   return packUint2x32(z);
+}
+
+/* Takes an abstract floating-point value having sign `zSign', exponent `zExp',
+ * and extended significand formed by the concatenation of `zFrac0', `zFrac1',
+ * and `zFrac2', and returns the proper double-precision floating-point value
+ * corresponding to the abstract input.  Ordinarily, the abstract value is
+ * simply rounded and packed into the double-precision format, with the inexact
+ * exception raised if the abstract input cannot be represented exactly.
+ * However, if the abstract value is too large, the overflow and inexact
+ * exceptions are raised and an infinity or maximal finite value is returned.
+ * If the abstract value is too small, the input value is rounded to a
+ * subnormal number, and the underflow and inexact exceptions are raised if the
+ * abstract input cannot be represented exactly as a subnormal double-precision
+ * floating-point number.
+ *     The input significand must be normalized or smaller.  If the input
+ * significand is not normalized, `zExp' must be 0; in that case, the result
+ * returned is a subnormal number, and it must not require rounding.  In the
+ * usual case that the input significand is normalized, `zExp' must be 1 less
+ * than the "true" floating-point exponent.  The handling of underflow and
+ * overflow follows the IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic.
+ */
+uint64_t
+__roundAndPackFloat64(uint zSign,
+                      int zExp,
+                      uint zFrac0,
+                      uint zFrac1,
+                      uint zFrac2)
+{
+   bool roundNearestEven;
+   bool increment;
+
+   roundNearestEven = FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN;
+   increment = int(zFrac2) < 0;
+   if (!roundNearestEven) {
+      if (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_TO_ZERO) {
+         increment = false;
+      } else {
+         if (zSign != 0u) {
+            increment = (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_DOWN) &&
+               (zFrac2 != 0u);
+         } else {
+            increment = (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_UP) &&
+               (zFrac2 != 0u);
+         }
+      }
+   }
+   if (0x7FD <= zExp) {
+      if ((0x7FD < zExp) ||
+         ((zExp == 0x7FD) &&
+            (0x001FFFFFu == zFrac0 && 0xFFFFFFFFu == zFrac1) &&
+               increment)) {
+         if ((FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_TO_ZERO) ||
+            ((zSign != 0u) && (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_UP)) ||
+               ((zSign == 0u) && (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_DOWN))) {
+            return __packFloat64(zSign, 0x7FE, 0x000FFFFFu, 0xFFFFFFFFu);
+         }
+         return __packFloat64(zSign, 0x7FF, 0u, 0u);
+      }
+      if (zExp < 0) {
+         __shift64ExtraRightJamming(
+            zFrac0, zFrac1, zFrac2, -zExp, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+         zExp = 0;
+         if (roundNearestEven) {
+            increment = zFrac2 < 0u;
+         } else {
+            if (zSign != 0u) {
+               increment = (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_DOWN) &&
+                  (zFrac2 != 0u);
+            } else {
+               increment = (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_UP) &&
+                  (zFrac2 != 0u);
+            }
+         }
+      }
+   }
+   if (increment) {
+      __add64(zFrac0, zFrac1, 0u, 1u, zFrac0, zFrac1);
+      zFrac1 &= ~((zFrac2 + uint(zFrac2 == 0u)) & uint(roundNearestEven));
+   } else {
+      zExp = mix(zExp, 0, (zFrac0 | zFrac1) == 0u);
+   }
+   return __packFloat64(zSign, zExp, zFrac0, zFrac1);
+}
+
+uint64_t
+__roundAndPackUInt64(uint zSign, uint zFrac0, uint zFrac1, uint zFrac2)
+{
+   bool roundNearestEven;
+   bool increment;
+   uint64_t default_nan = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL;
+
+   roundNearestEven = FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN;
+
+   if (zFrac2 >= 0x80000000u)
+      increment = false;
+
+   if (!roundNearestEven) {
+      if (zSign != 0u) {
+         if ((FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_DOWN) && (zFrac2 != 0u)) {
+            increment = false;
+         }
+      } else {
+         increment = (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_UP) &&
+            (zFrac2 != 0u);
+      }
+   }
+
+   if (increment) {
+      __add64(zFrac0, zFrac1, 0u, 1u, zFrac0, zFrac1);
+      if ((zFrac0 | zFrac1) != 0u)
+         zFrac1 &= ~(1u) + uint(zFrac2 == 0u) & uint(roundNearestEven);
+   }
+   return mix(packUint2x32(uvec2(zFrac1, zFrac0)), default_nan,
+              (zSign != 0u && (zFrac0 | zFrac1) != 0u));
+}
+
+int64_t
+__roundAndPackInt64(uint zSign, uint zFrac0, uint zFrac1, uint zFrac2)
+{
+   bool roundNearestEven;
+   bool increment;
+   int64_t default_NegNaN = -0x7FFFFFFFFFFFFFFEL;
+   int64_t default_PosNaN = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFL;
+
+   roundNearestEven = FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN;
+
+   if (zFrac2 >= 0x80000000u)
+      increment = false;
+
+   if (!roundNearestEven) {
+      if (zSign != 0u) {
+         increment = ((FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_DOWN) &&
+            (zFrac2 != 0u));
+      } else {
+         increment = (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_UP) &&
+            (zFrac2 != 0u);
+      }
+   }
+
+   if (increment) {
+      __add64(zFrac0, zFrac1, 0u, 1u, zFrac0, zFrac1);
+      if ((zFrac0 | zFrac1) != 0u)
+         zFrac1 &= ~(1u) + uint(zFrac2 == 0u) & uint(roundNearestEven);
+   }
+
+   int64_t absZ = mix(int64_t(packUint2x32(uvec2(zFrac1, zFrac0))),
+                      -int64_t(packUint2x32(uvec2(zFrac1, zFrac0))),
+                      zSign != 0u);
+   int64_t nan = mix(default_PosNaN, default_NegNaN, zSign != 0u);
+   return mix(absZ, nan, ((zSign != 0u) != (absZ < 0)) && bool(absZ));
+}
+
+/* Returns the number of leading 0 bits before the most-significant 1 bit of
+ * `a'.  If `a' is zero, 32 is returned.
+ */
+int
+__countLeadingZeros32(uint a)
+{
+   return 31 - findMSB(a);
+}
+
+/* Takes an abstract floating-point value having sign `zSign', exponent `zExp',
+ * and significand formed by the concatenation of `zSig0' and `zSig1', and
+ * returns the proper double-precision floating-point value corresponding
+ * to the abstract input.  This routine is just like `__roundAndPackFloat64'
+ * except that the input significand has fewer bits and does not have to be
+ * normalized.  In all cases, `zExp' must be 1 less than the "true" floating-
+ * point exponent.
+ */
+uint64_t
+__normalizeRoundAndPackFloat64(uint zSign,
+                               int zExp,
+                               uint zFrac0,
+                               uint zFrac1)
+{
+   int shiftCount;
+   uint zFrac2;
+
+   if (zFrac0 == 0u) {
+      zExp -= 32;
+      zFrac0 = zFrac1;
+      zFrac1 = 0u;
+   }
+
+   shiftCount = __countLeadingZeros32(zFrac0) - 11;
+   if (0 <= shiftCount) {
+      zFrac2 = 0u;
+      __shortShift64Left(zFrac0, zFrac1, shiftCount, zFrac0, zFrac1);
+   } else {
+      __shift64ExtraRightJamming(
+         zFrac0, zFrac1, 0u, -shiftCount, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+   }
+   zExp -= shiftCount;
+   return __roundAndPackFloat64(zSign, zExp, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+}
+
+/* Takes two double-precision floating-point values `a' and `b', one of which
+ * is a NaN, and returns the appropriate NaN result.
+ */
+uint64_t
+__propagateFloat64NaN(uint64_t __a, uint64_t __b)
+{
+#if defined RELAXED_NAN_PROPAGATION
+   uvec2 a = unpackUint2x32(__a);
+   uvec2 b = unpackUint2x32(__b);
+
+   return packUint2x32(uvec2(a.x | b.x, a.y | b.y));
+#else
+   bool aIsNaN = __is_nan(__a);
+   bool bIsNaN = __is_nan(__b);
+   uvec2 a = unpackUint2x32(__a);
+   uvec2 b = unpackUint2x32(__b);
+   a.y |= 0x00080000u;
+   b.y |= 0x00080000u;
+
+   return packUint2x32(mix(b, mix(a, b, bvec2(bIsNaN, bIsNaN)), bvec2(aIsNaN, aIsNaN)));
+#endif
+}
+
+/* If a shader is in the soft-fp64 path, it almost certainly has register
+ * pressure problems.  Choose a method to exchange two values that does not
+ * require a temporary.
+ */
+#define EXCHANGE(a, b) \
+   do {                \
+       a ^= b;         \
+       b ^= a;         \
+       a ^= b;         \
+   } while (false)
+
+/* Returns the result of adding the double-precision floating-point values
+ * `a' and `b'.  The operation is performed according to the IEEE Standard for
+ * Floating-Point Arithmetic.
+ */
+uint64_t
+__fadd64(uint64_t a, uint64_t b)
+{
+   uint aSign = __extractFloat64Sign(a);
+   uint bSign = __extractFloat64Sign(b);
+   uint aFracLo = __extractFloat64FracLo(a);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(a);
+   uint bFracLo = __extractFloat64FracLo(b);
+   uint bFracHi = __extractFloat64FracHi(b);
+   int aExp = __extractFloat64Exp(a);
+   int bExp = __extractFloat64Exp(b);
+   int expDiff = aExp - bExp;
+   if (aSign == bSign) {
+      uint zFrac0;
+      uint zFrac1;
+      uint zFrac2;
+      int zExp;
+
+      if (expDiff == 0) {
+         if (aExp == 0x7FF) {
+            bool propagate = ((aFracHi | bFracHi) | (aFracLo| bFracLo)) != 0u;
+            return mix(a, __propagateFloat64NaN(a, b), propagate);
+         }
+         __add64(aFracHi, aFracLo, bFracHi, bFracLo, zFrac0, zFrac1);
+         if (aExp == 0)
+            return __packFloat64(aSign, 0, zFrac0, zFrac1);
+         zFrac2 = 0u;
+         zFrac0 |= 0x00200000u;
+         zExp = aExp;
+         __shift64ExtraRightJamming(
+            zFrac0, zFrac1, zFrac2, 1, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+      } else {
+         if (0 < expDiff) {
+            if (aExp == 0x7FF) {
+               bool propagate = (aFracHi | aFracLo) != 0u;
+               return mix(a, __propagateFloat64NaN(a, b), propagate);
+            }
+
+            expDiff = mix(expDiff, expDiff - 1, bExp == 0);
+            bFracHi = mix(bFracHi | 0x00100000u, bFracHi, bExp == 0);
+            __shift64ExtraRightJamming(
+               bFracHi, bFracLo, 0u, expDiff, bFracHi, bFracLo, zFrac2);
+            zExp = aExp;
+         } else {
+            EXCHANGE(aFracHi, bFracHi);
+            EXCHANGE(aFracLo, bFracLo);
+            EXCHANGE(aExp, bExp);
+
+            if (aExp == 0x7FF) {
+               bool propagate = (aFracHi | aFracLo) != 0u;
+               return mix(__packFloat64(aSign, 0x7ff, 0u, 0u), __propagateFloat64NaN(a, b), propagate);
+            }
+            expDiff = mix(expDiff, expDiff + 1, bExp == 0);
+            bFracHi = mix(bFracHi | 0x00100000u, bFracHi, bExp == 0);
+            __shift64ExtraRightJamming(
+               bFracHi, bFracLo, 0u, - expDiff, bFracHi, bFracLo, zFrac2);
+            zExp = aExp;
+         }
+
+         aFracHi |= 0x00100000u;
+         __add64(aFracHi, aFracLo, bFracHi, bFracLo, zFrac0, zFrac1);
+         --zExp;
+         if (!(zFrac0 < 0x00200000u)) {
+            __shift64ExtraRightJamming(zFrac0, zFrac1, zFrac2, 1, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+            ++zExp;
+         }
+      }
+      return __roundAndPackFloat64(aSign, zExp, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+
+   } else {
+      int zExp;
+
+      __shortShift64Left(aFracHi, aFracLo, 10, aFracHi, aFracLo);
+      __shortShift64Left(bFracHi, bFracLo, 10, bFracHi, bFracLo);
+      if (0 < expDiff) {
+         uint zFrac0;
+         uint zFrac1;
+
+         if (aExp == 0x7FF) {
+            bool propagate = (aFracHi | aFracLo) != 0u;
+            return mix(a, __propagateFloat64NaN(a, b), propagate);
+         }
+         expDiff = mix(expDiff, expDiff - 1, bExp == 0);
+         bFracHi = mix(bFracHi | 0x40000000u, bFracHi, bExp == 0);
+         __shift64RightJamming(bFracHi, bFracLo, expDiff, bFracHi, bFracLo);
+         aFracHi |= 0x40000000u;
+         __sub64(aFracHi, aFracLo, bFracHi, bFracLo, zFrac0, zFrac1);
+         zExp = aExp;
+         --zExp;
+         return __normalizeRoundAndPackFloat64(aSign, zExp - 10, zFrac0, zFrac1);
+      }
+      if (expDiff < 0) {
+         uint zFrac0;
+         uint zFrac1;
+
+         if (bExp == 0x7FF) {
+            bool propagate = (bFracHi | bFracLo) != 0u;
+            return mix(__packFloat64(aSign ^ 0x80000000u, 0x7ff, 0u, 0u), __propagateFloat64NaN(a, b), propagate);
+         }
+         expDiff = mix(expDiff, expDiff + 1, aExp == 0);
+         aFracHi = mix(aFracHi | 0x40000000u, aFracHi, aExp == 0);
+         __shift64RightJamming(aFracHi, aFracLo, - expDiff, aFracHi, aFracLo);
+         bFracHi |= 0x40000000u;
+         __sub64(bFracHi, bFracLo, aFracHi, aFracLo, zFrac0, zFrac1);
+         zExp = bExp;
+         aSign ^= 0x80000000u;
+         --zExp;
+         return __normalizeRoundAndPackFloat64(aSign, zExp - 10, zFrac0, zFrac1);
+      }
+      if (aExp == 0x7FF) {
+         bool propagate = ((aFracHi | bFracHi) | (aFracLo | bFracLo)) != 0u;
+         return mix(0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL, __propagateFloat64NaN(a, b), propagate);
+      }
+      bExp = mix(bExp, 1, aExp == 0);
+      aExp = mix(aExp, 1, aExp == 0);
+
+      uint zFrac0;
+      uint zFrac1;
+      uint sign_of_difference = 0;
+      if (bFracHi < aFracHi) {
+         __sub64(aFracHi, aFracLo, bFracHi, bFracLo, zFrac0, zFrac1);
+      }
+      else if (aFracHi < bFracHi) {
+         __sub64(bFracHi, bFracLo, aFracHi, aFracLo, zFrac0, zFrac1);
+         sign_of_difference = 0x80000000;
+      }
+      else if (bFracLo <= aFracLo) {
+         /* It is possible that zFrac0 and zFrac1 may be zero after this. */
+         __sub64(aFracHi, aFracLo, bFracHi, bFracLo, zFrac0, zFrac1);
+      }
+      else {
+         __sub64(bFracHi, bFracLo, aFracHi, aFracLo, zFrac0, zFrac1);
+         sign_of_difference = 0x80000000;
+      }
+      zExp = mix(bExp, aExp, sign_of_difference == 0u);
+      aSign ^= sign_of_difference;
+      uint64_t retval_0 = __packFloat64(uint(FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_DOWN) << 31, 0, 0u, 0u);
+      uint64_t retval_1 = __normalizeRoundAndPackFloat64(aSign, zExp - 11, zFrac0, zFrac1);
+      return mix(retval_0, retval_1, zFrac0 != 0u || zFrac1 != 0u);
+   }
+}
+
+/* Multiplies the 64-bit value formed by concatenating `a0' and `a1' to the
+ * 64-bit value formed by concatenating `b0' and `b1' to obtain a 128-bit
+ * product.  The product is broken into four 32-bit pieces which are stored at
+ * the locations pointed to by `z0Ptr', `z1Ptr', `z2Ptr', and `z3Ptr'.
+ */
+void
+__mul64To128(uint a0, uint a1, uint b0, uint b1,
+             out uint z0Ptr,
+             out uint z1Ptr,
+             out uint z2Ptr,
+             out uint z3Ptr)
+{
+   uint z0 = 0u;
+   uint z1 = 0u;
+   uint z2 = 0u;
+   uint z3 = 0u;
+   uint more1 = 0u;
+   uint more2 = 0u;
+
+   umulExtended(a1, b1, z2, z3);
+   umulExtended(a1, b0, z1, more2);
+   __add64(z1, more2, 0u, z2, z1, z2);
+   umulExtended(a0, b0, z0, more1);
+   __add64(z0, more1, 0u, z1, z0, z1);
+   umulExtended(a0, b1, more1, more2);
+   __add64(more1, more2, 0u, z2, more1, z2);
+   __add64(z0, z1, 0u, more1, z0, z1);
+   z3Ptr = z3;
+   z2Ptr = z2;
+   z1Ptr = z1;
+   z0Ptr = z0;
+}
+
+/* Normalizes the subnormal double-precision floating-point value represented
+ * by the denormalized significand formed by the concatenation of `aFrac0' and
+ * `aFrac1'.  The normalized exponent is stored at the location pointed to by
+ * `zExpPtr'.  The most significant 21 bits of the normalized significand are
+ * stored at the location pointed to by `zFrac0Ptr', and the least significant
+ * 32 bits of the normalized significand are stored at the location pointed to
+ * by `zFrac1Ptr'.
+ */
+void
+__normalizeFloat64Subnormal(uint aFrac0, uint aFrac1,
+                            out int zExpPtr,
+                            out uint zFrac0Ptr,
+                            out uint zFrac1Ptr)
+{
+   int shiftCount;
+   uint temp_zfrac0, temp_zfrac1;
+   shiftCount = __countLeadingZeros32(mix(aFrac0, aFrac1, aFrac0 == 0u)) - 11;
+   zExpPtr = mix(1 - shiftCount, -shiftCount - 31, aFrac0 == 0u);
+
+   temp_zfrac0 = mix(aFrac1<<shiftCount, aFrac1>>(-shiftCount), shiftCount < 0);
+   temp_zfrac1 = mix(0u, aFrac1<<(shiftCount & 31), shiftCount < 0);
+
+   __shortShift64Left(aFrac0, aFrac1, shiftCount, zFrac0Ptr, zFrac1Ptr);
+
+   zFrac0Ptr = mix(zFrac0Ptr, temp_zfrac0, aFrac0 == 0);
+   zFrac1Ptr = mix(zFrac1Ptr, temp_zfrac1, aFrac0 == 0);
+}
+
+/* Returns the result of multiplying the double-precision floating-point values
+ * `a' and `b'.  The operation is performed according to the IEEE Standard for
+ * Floating-Point Arithmetic.
+ */
+uint64_t
+__fmul64(uint64_t a, uint64_t b)
+{
+   uint zFrac0 = 0u;
+   uint zFrac1 = 0u;
+   uint zFrac2 = 0u;
+   uint zFrac3 = 0u;
+   int zExp;
+
+   uint aFracLo = __extractFloat64FracLo(a);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(a);
+   uint bFracLo = __extractFloat64FracLo(b);
+   uint bFracHi = __extractFloat64FracHi(b);
+   int aExp = __extractFloat64Exp(a);
+   uint aSign = __extractFloat64Sign(a);
+   int bExp = __extractFloat64Exp(b);
+   uint bSign = __extractFloat64Sign(b);
+   uint zSign = aSign ^ bSign;
+   if (aExp == 0x7FF) {
+      if (((aFracHi | aFracLo) != 0u) ||
+         ((bExp == 0x7FF) && ((bFracHi | bFracLo) != 0u))) {
+         return __propagateFloat64NaN(a, b);
+      }
+      if ((uint(bExp) | bFracHi | bFracLo) == 0u)
+            return 0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL;
+      return __packFloat64(zSign, 0x7FF, 0u, 0u);
+   }
+   if (bExp == 0x7FF) {
+      /* a cannot be NaN, but is b NaN? */
+      if ((bFracHi | bFracLo) != 0u)
+#if defined RELAXED_NAN_PROPAGATION
+         return b;
+#else
+         return __propagateFloat64NaN(a, b);
+#endif
+      if ((uint(aExp) | aFracHi | aFracLo) == 0u)
+         return 0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL;
+      return __packFloat64(zSign, 0x7FF, 0u, 0u);
+   }
+   if (aExp == 0) {
+      if ((aFracHi | aFracLo) == 0u)
+         return __packFloat64(zSign, 0, 0u, 0u);
+      __normalizeFloat64Subnormal(aFracHi, aFracLo, aExp, aFracHi, aFracLo);
+   }
+   if (bExp == 0) {
+      if ((bFracHi | bFracLo) == 0u)
+         return __packFloat64(zSign, 0, 0u, 0u);
+      __normalizeFloat64Subnormal(bFracHi, bFracLo, bExp, bFracHi, bFracLo);
+   }
+   zExp = aExp + bExp - 0x400;
+   aFracHi |= 0x00100000u;
+   __shortShift64Left(bFracHi, bFracLo, 12, bFracHi, bFracLo);
+   __mul64To128(
+      aFracHi, aFracLo, bFracHi, bFracLo, zFrac0, zFrac1, zFrac2, zFrac3);
+   __add64(zFrac0, zFrac1, aFracHi, aFracLo, zFrac0, zFrac1);
+   zFrac2 |= uint(zFrac3 != 0u);
+   if (0x00200000u <= zFrac0) {
+      __shift64ExtraRightJamming(
+         zFrac0, zFrac1, zFrac2, 1, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+      ++zExp;
+   }
+   return __roundAndPackFloat64(zSign, zExp, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+}
+
+uint64_t
+__ffma64(uint64_t a, uint64_t b, uint64_t c)
+{
+   return __fadd64(__fmul64(a, b), c);
+}
+
+/* Shifts the 64-bit value formed by concatenating `a0' and `a1' right by the
+ * number of bits given in `count'.  Any bits shifted off are lost.  The value
+ * of `count' can be arbitrarily large; in particular, if `count' is greater
+ * than 64, the result will be 0.  The result is broken into two 32-bit pieces
+ * which are stored at the locations pointed to by `z0Ptr' and `z1Ptr'.
+ */
+void
+__shift64Right(uint a0, uint a1,
+               int count,
+               out uint z0Ptr,
+               out uint z1Ptr)
+{
+   uint z0;
+   uint z1;
+   int negCount = (-count) & 31;
+
+   z0 = 0u;
+   z0 = mix(z0, (a0 >> count), count < 32);
+   z0 = mix(z0, a0, count == 0);
+
+   z1 = mix(0u, (a0 >> (count & 31)), count < 64);
+   z1 = mix(z1, (a0<<negCount) | (a1>>count), count < 32);
+   z1 = mix(z1, a0, count == 0);
+
+   z1Ptr = z1;
+   z0Ptr = z0;
+}
+
+/* Returns the result of converting the double-precision floating-point value
+ * `a' to the unsigned integer format.  The conversion is performed according
+ * to the IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic.
+ */
+uint
+__fp64_to_uint(uint64_t a)
+{
+   uint aFracLo = __extractFloat64FracLo(a);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(a);
+   int aExp = __extractFloat64Exp(a);
+   uint aSign = __extractFloat64Sign(a);
+
+   if ((aExp == 0x7FF) && ((aFracHi | aFracLo) != 0u))
+      return 0xFFFFFFFFu;
+
+   aFracHi |= mix(0u, 0x00100000u, aExp != 0);
+
+   int shiftDist = 0x427 - aExp;
+   if (0 < shiftDist)
+      __shift64RightJamming(aFracHi, aFracLo, shiftDist, aFracHi, aFracLo);
+
+   if ((aFracHi & 0xFFFFF000u) != 0u)
+      return mix(~0u, 0u, aSign != 0u);
+
+   uint z = 0u;
+   uint zero = 0u;
+   __shift64Right(aFracHi, aFracLo, 12, zero, z);
+
+   uint expt = mix(~0u, 0u, aSign != 0u);
+
+   return mix(z, expt, (aSign != 0u) && (z != 0u));
+}
+
+uint64_t
+__uint_to_fp64(uint a)
+{
+   if (a == 0u)
+      return 0ul;
+
+   int shiftDist = __countLeadingZeros32(a) + 21;
+
+   uint aHigh = 0u;
+   uint aLow = 0u;
+   int negCount = (- shiftDist) & 31;
+
+   aHigh = mix(0u, a<< shiftDist - 32, shiftDist < 64);
+   aLow = 0u;
+   aHigh = mix(aHigh, 0u, shiftDist == 0);
+   aLow = mix(aLow, a, shiftDist ==0);
+   aHigh = mix(aHigh, a >> negCount, shiftDist < 32);
+   aLow = mix(aLow, a << shiftDist, shiftDist < 32);
+
+   return __packFloat64(0u, 0x432 - shiftDist, aHigh, aLow);
+}
+
+uint64_t
+__uint64_to_fp64(uint64_t a)
+{
+   if (a == 0u)
+      return 0ul;
+
+   uvec2 aFrac = unpackUint2x32(a);
+   uint aFracLo = __extractFloat64FracLo(a);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(a);
+
+   if ((aFracHi & 0x80000000u) != 0u) {
+      __shift64RightJamming(aFracHi, aFracLo, 1, aFracHi, aFracLo);
+      return __roundAndPackFloat64(0, 0x433, aFracHi, aFracLo, 0u);
+   } else {
+      return __normalizeRoundAndPackFloat64(0, 0x432, aFrac.y, aFrac.x);
+   }
+}
+
+uint64_t
+__fp64_to_uint64(uint64_t a)
+{
+   uint aFracLo = __extractFloat64FracLo(a);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(a);
+   int aExp = __extractFloat64Exp(a);
+   uint aSign = __extractFloat64Sign(a);
+   uint zFrac2 = 0u;
+   uint64_t default_nan = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL;
+
+   aFracHi = mix(aFracHi, aFracHi | 0x00100000u, aExp != 0);
+   int shiftCount = 0x433 - aExp;
+
+   if ( shiftCount <= 0 ) {
+      if (shiftCount < -11 && aExp == 0x7FF) {
+         if ((aFracHi | aFracLo) != 0u)
+            return __propagateFloat64NaN(a, a);
+         return mix(default_nan, a, aSign == 0u);
+      }
+      __shortShift64Left(aFracHi, aFracLo, -shiftCount, aFracHi, aFracLo);
+   } else {
+      __shift64ExtraRightJamming(aFracHi, aFracLo, zFrac2, shiftCount,
+                                 aFracHi, aFracLo, zFrac2);
+   }
+   return __roundAndPackUInt64(aSign, aFracHi, aFracLo, zFrac2);
+}
+
+int64_t
+__fp64_to_int64(uint64_t a)
+{
+   uint zFrac2 = 0u;
+   uint aFracLo = __extractFloat64FracLo(a);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(a);
+   int aExp = __extractFloat64Exp(a);
+   uint aSign = __extractFloat64Sign(a);
+   int64_t default_NegNaN = -0x7FFFFFFFFFFFFFFEL;
+   int64_t default_PosNaN = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFL;
+
+   aFracHi = mix(aFracHi, aFracHi | 0x00100000u, aExp != 0);
+   int shiftCount = 0x433 - aExp;
+
+   if (shiftCount <= 0) {
+      if (shiftCount < -11 && aExp == 0x7FF) {
+         if ((aFracHi | aFracLo) != 0u)
+            return default_NegNaN;
+         return mix(default_NegNaN, default_PosNaN, aSign == 0u);
+      }
+      __shortShift64Left(aFracHi, aFracLo, -shiftCount, aFracHi, aFracLo);
+   } else {
+      __shift64ExtraRightJamming(aFracHi, aFracLo, zFrac2, shiftCount,
+                                 aFracHi, aFracLo, zFrac2);
+   }
+
+   return __roundAndPackInt64(aSign, aFracHi, aFracLo, zFrac2);
+}
+
+uint64_t
+__fp32_to_uint64(float f)
+{
+   uint a = floatBitsToUint(f);
+   uint aFrac = a & 0x007FFFFFu;
+   int aExp = int((a>>23) & 0xFFu);
+   uint aSign = a & 0x80000000u;
+   uint zFrac0 = 0u;
+   uint zFrac1 = 0u;
+   uint zFrac2 = 0u;
+   uint64_t default_nan = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL;
+   int shiftCount = 0xBE - aExp;
+
+   if (shiftCount <0) {
+      if (aExp == 0xFF)
+         return default_nan;
+   }
+
+   aFrac = mix(aFrac, aFrac | 0x00800000u, aExp != 0);
+   __shortShift64Left(aFrac, 0, 40, zFrac0, zFrac1);
+
+   if (shiftCount != 0) {
+      __shift64ExtraRightJamming(zFrac0, zFrac1, zFrac2, shiftCount,
+                                 zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+   }
+
+   return __roundAndPackUInt64(aSign, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+}
+
+int64_t
+__fp32_to_int64(float f)
+{
+   uint a = floatBitsToUint(f);
+   uint aFrac = a & 0x007FFFFFu;
+   int aExp = int((a>>23) & 0xFFu);
+   uint aSign = a & 0x80000000u;
+   uint zFrac0 = 0u;
+   uint zFrac1 = 0u;
+   uint zFrac2 = 0u;
+   int64_t default_NegNaN = -0x7FFFFFFFFFFFFFFEL;
+   int64_t default_PosNaN = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFL;
+   int shiftCount = 0xBE - aExp;
+
+   if (shiftCount <0) {
+      if (aExp == 0xFF && aFrac != 0u)
+         return default_NegNaN;
+      return mix(default_NegNaN, default_PosNaN, aSign == 0u);
+   }
+
+   aFrac = mix(aFrac, aFrac | 0x00800000u, aExp != 0);
+   __shortShift64Left(aFrac, 0, 40, zFrac0, zFrac1);
+
+   if (shiftCount != 0) {
+      __shift64ExtraRightJamming(zFrac0, zFrac1, zFrac2, shiftCount,
+                                 zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+   }
+
+   return __roundAndPackInt64(aSign, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+}
+
+uint64_t
+__int64_to_fp64(int64_t a)
+{
+   if (a==0)
+      return 0ul;
+
+   uint64_t absA = mix(uint64_t(a), uint64_t(-a), a < 0);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(absA);
+   uvec2 aFrac = unpackUint2x32(absA);
+   uint zSign = uint(unpackInt2x32(a).y) & 0x80000000u;
+
+   if ((aFracHi & 0x80000000u) != 0u) {
+      return mix(0ul, __packFloat64(0x80000000u, 0x434, 0u, 0u), a < 0);
+   }
+
+   return __normalizeRoundAndPackFloat64(zSign, 0x432, aFrac.y, aFrac.x);
+}
+
+/* Returns the result of converting the double-precision floating-point value
+ * `a' to the 32-bit two's complement integer format.  The conversion is
+ * performed according to the IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic---
+ * which means in particular that the conversion is rounded according to the
+ * current rounding mode.  If `a' is a NaN, the largest positive integer is
+ * returned.  Otherwise, if the conversion overflows, the largest integer with
+ * the same sign as `a' is returned.
+ */
+int
+__fp64_to_int(uint64_t a)
+{
+   uint aFracLo = __extractFloat64FracLo(a);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(a);
+   int aExp = __extractFloat64Exp(a);
+   uint aSign = __extractFloat64Sign(a);
+
+   uint absZ = 0u;
+   uint aFracExtra = 0u;
+   int shiftCount = aExp - 0x413;
+
+   if (0 <= shiftCount) {
+      if (0x41E < aExp) {
+         if ((aExp == 0x7FF) && bool(aFracHi | aFracLo))
+            aSign = 0u;
+         return mix(0x7FFFFFFF, 0x80000000, aSign != 0u);
+      }
+      __shortShift64Left(aFracHi | 0x00100000u, aFracLo, shiftCount, absZ, aFracExtra);
+   } else {
+      if (aExp < 0x3FF)
+         return 0;
+
+      aFracHi |= 0x00100000u;
+      aFracExtra = ( aFracHi << (shiftCount & 31)) | aFracLo;
+      absZ = aFracHi >> (- shiftCount);
+   }
+
+   int z = mix(int(absZ), -int(absZ), aSign != 0u);
+   int nan = mix(0x7FFFFFFF, 0x80000000, aSign != 0u);
+   return mix(z, nan, ((aSign != 0u) != (z < 0)) && bool(z));
+}
+
+/* Returns the result of converting the 32-bit two's complement integer `a'
+ * to the double-precision floating-point format.  The conversion is performed
+ * according to the IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic.
+ */
+uint64_t
+__int_to_fp64(int a)
+{
+   uint zFrac0 = 0u;
+   uint zFrac1 = 0u;
+   if (a==0)
+      return __packFloat64(0u, 0, 0u, 0u);
+   uint zSign = uint(a) & 0x80000000u;
+   uint absA = mix(uint(a), uint(-a), a < 0);
+   int shiftCount = __countLeadingZeros32(absA) - 11;
+   if (0 <= shiftCount) {
+      zFrac0 = absA << shiftCount;
+      zFrac1 = 0u;
+   } else {
+      __shift64Right(absA, 0u, -shiftCount, zFrac0, zFrac1);
+   }
+   return __packFloat64(zSign, 0x412 - shiftCount, zFrac0, zFrac1);
+}
+
+bool
+__fp64_to_bool(uint64_t a)
+{
+   return !__feq64_nonnan(__fabs64(a), 0ul);
+}
+
+uint64_t
+__bool_to_fp64(bool a)
+{
+   return packUint2x32(uvec2(0x00000000u, uint(-int(a) & 0x3ff00000)));
+}
+
+/* Packs the sign `zSign', exponent `zExp', and significand `zFrac' into a
+ * single-precision floating-point value, returning the result.  After being
+ * shifted into the proper positions, the three fields are simply added
+ * together to form the result.  This means that any integer portion of `zSig'
+ * will be added into the exponent.  Since a properly normalized significand
+ * will have an integer portion equal to 1, the `zExp' input should be 1 less
+ * than the desired result exponent whenever `zFrac' is a complete, normalized
+ * significand.
+ */
+float
+__packFloat32(uint zSign, int zExp, uint zFrac)
+{
+   return uintBitsToFloat(zSign + (uint(zExp)<<23) + zFrac);
+}
+
+/* Takes an abstract floating-point value having sign `zSign', exponent `zExp',
+ * and significand `zFrac', and returns the proper single-precision floating-
+ * point value corresponding to the abstract input.  Ordinarily, the abstract
+ * value is simply rounded and packed into the single-precision format, with
+ * the inexact exception raised if the abstract input cannot be represented
+ * exactly.  However, if the abstract value is too large, the overflow and
+ * inexact exceptions are raised and an infinity or maximal finite value is
+ * returned.  If the abstract value is too small, the input value is rounded to
+ * a subnormal number, and the underflow and inexact exceptions are raised if
+ * the abstract input cannot be represented exactly as a subnormal single-
+ * precision floating-point number.
+ *     The input significand `zFrac' has its binary point between bits 30
+ * and 29, which is 7 bits to the left of the usual location.  This shifted
+ * significand must be normalized or smaller.  If `zFrac' is not normalized,
+ * `zExp' must be 0; in that case, the result returned is a subnormal number,
+ * and it must not require rounding.  In the usual case that `zFrac' is
+ * normalized, `zExp' must be 1 less than the "true" floating-point exponent.
+ * The handling of underflow and overflow follows the IEEE Standard for
+ * Floating-Point Arithmetic.
+ */
+float
+__roundAndPackFloat32(uint zSign, int zExp, uint zFrac)
+{
+   bool roundNearestEven;
+   int roundIncrement;
+   int roundBits;
+
+   roundNearestEven = FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_NEAREST_EVEN;
+   roundIncrement = 0x40;
+   if (!roundNearestEven) {
+      if (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_TO_ZERO) {
+         roundIncrement = 0;
+      } else {
+         roundIncrement = 0x7F;
+         if (zSign != 0u) {
+            if (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_UP)
+               roundIncrement = 0;
+         } else {
+            if (FLOAT_ROUNDING_MODE == FLOAT_ROUND_DOWN)
+               roundIncrement = 0;
+         }
+      }
+   }
+   roundBits = int(zFrac & 0x7Fu);
+   if (0xFDu <= uint(zExp)) {
+      if ((0xFD < zExp) || ((zExp == 0xFD) && (int(zFrac) + roundIncrement) < 0))
+         return __packFloat32(zSign, 0xFF, 0u) - float(roundIncrement == 0);
+      int count = -zExp;
+      bool zexp_lt0 = zExp < 0;
+      uint zFrac_lt0 = mix(uint(zFrac != 0u), (zFrac>>count) | uint((zFrac<<((-count) & 31)) != 0u), (-zExp) < 32);
+      zFrac = mix(zFrac, zFrac_lt0, zexp_lt0);
+      roundBits = mix(roundBits, int(zFrac) & 0x7f, zexp_lt0);
+      zExp = mix(zExp, 0, zexp_lt0);
+   }
+   zFrac = (zFrac + uint(roundIncrement))>>7;
+   zFrac &= ~uint(((roundBits ^ 0x40) == 0) && roundNearestEven);
+
+   return __packFloat32(zSign, mix(zExp, 0, zFrac == 0u), zFrac);
+}
+
+/* Returns the result of converting the double-precision floating-point value
+ * `a' to the single-precision floating-point format.  The conversion is
+ * performed according to the IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic.
+ */
+float
+__fp64_to_fp32(uint64_t __a)
+{
+   uvec2 a = unpackUint2x32(__a);
+   uint zFrac = 0u;
+   uint allZero = 0u;
+
+   uint aFracLo = __extractFloat64FracLo(__a);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(__a);
+   int aExp = __extractFloat64Exp(__a);
+   uint aSign = __extractFloat64Sign(__a);
+   if (aExp == 0x7FF) {
+      __shortShift64Left(a.y, a.x, 12, a.y, a.x);
+      float rval = uintBitsToFloat(aSign | 0x7FC00000u | (a.y>>9));
+      rval = mix(__packFloat32(aSign, 0xFF, 0u), rval, (aFracHi | aFracLo) != 0u);
+      return rval;
+   }
+   __shift64RightJamming(aFracHi, aFracLo, 22, allZero, zFrac);
+   zFrac = mix(zFrac, zFrac | 0x40000000u, aExp != 0);
+   return __roundAndPackFloat32(aSign, aExp - 0x381, zFrac);
+}
+
+float
+__uint64_to_fp32(uint64_t __a)
+{
+   uvec2 aFrac = unpackUint2x32(__a);
+   int shiftCount = mix(__countLeadingZeros32(aFrac.y) - 33,
+                        __countLeadingZeros32(aFrac.x) - 1,
+                        aFrac.y == 0u);
+
+   if (0 <= shiftCount)
+      __shortShift64Left(aFrac.y, aFrac.x, shiftCount, aFrac.y, aFrac.x);
+   else
+      __shift64RightJamming(aFrac.y, aFrac.x, -shiftCount, aFrac.y, aFrac.x);
+
+   return __roundAndPackFloat32(0u, 0x9C - shiftCount, aFrac.x);
+}
+
+float
+__int64_to_fp32(int64_t __a)
+{
+   uint aSign = uint(unpackInt2x32(__a).y) & 0x80000000u;
+   uint64_t absA = mix(uint64_t(__a), uint64_t(-__a), __a < 0);
+   uvec2 aFrac = unpackUint2x32(absA);
+   int shiftCount = mix(__countLeadingZeros32(aFrac.y) - 33,
+                        __countLeadingZeros32(aFrac.x) - 1,
+                        aFrac.y == 0u);
+
+   if (0 <= shiftCount)
+      __shortShift64Left(aFrac.y, aFrac.x, shiftCount, aFrac.y, aFrac.x);
+   else
+      __shift64RightJamming(aFrac.y, aFrac.x, -shiftCount, aFrac.y, aFrac.x);
+
+   return __roundAndPackFloat32(aSign, 0x9C - shiftCount, aFrac.x);
+}
+
+/* Returns the result of converting the single-precision floating-point value
+ * `a' to the double-precision floating-point format.
+ */
+uint64_t
+__fp32_to_fp64(float f)
+{
+   uint a = floatBitsToUint(f);
+   uint aFrac = a & 0x007FFFFFu;
+   int aExp = int((a>>23) & 0xFFu);
+   uint aSign = a & 0x80000000u;
+   uint zFrac0 = 0u;
+   uint zFrac1 = 0u;
+
+   if (aExp == 0xFF) {
+      if (aFrac != 0u) {
+         uint nanLo = 0u;
+         uint nanHi = a<<9;
+         __shift64Right(nanHi, nanLo, 12, nanHi, nanLo);
+         nanHi |= aSign | 0x7FF80000u;
+         return packUint2x32(uvec2(nanLo, nanHi));
+      }
+      return __packFloat64(aSign, 0x7FF, 0u, 0u);
+    }
+
+   if (aExp == 0) {
+      if (aFrac == 0u)
+         return __packFloat64(aSign, 0, 0u, 0u);
+      /* Normalize subnormal */
+      int shiftCount = __countLeadingZeros32(aFrac) - 8;
+      aFrac <<= shiftCount;
+      aExp = 1 - shiftCount;
+      --aExp;
+   }
+
+   __shift64Right(aFrac, 0u, 3, zFrac0, zFrac1);
+   return __packFloat64(aSign, aExp + 0x380, zFrac0, zFrac1);
+}
+
+/* Adds the 96-bit value formed by concatenating `a0', `a1', and `a2' to the
+ * 96-bit value formed by concatenating `b0', `b1', and `b2'.  Addition is
+ * modulo 2^96, so any carry out is lost.  The result is broken into three
+ * 32-bit pieces which are stored at the locations pointed to by `z0Ptr',
+ * `z1Ptr', and `z2Ptr'.
+ */
+void
+__add96(uint a0, uint a1, uint a2,
+        uint b0, uint b1, uint b2,
+        out uint z0Ptr,
+        out uint z1Ptr,
+        out uint z2Ptr)
+{
+   uint z2 = a2 + b2;
+   uint carry1 = uint(z2 < a2);
+   uint z1 = a1 + b1;
+   uint carry0 = uint(z1 < a1);
+   uint z0 = a0 + b0;
+   z1 += carry1;
+   z0 += uint(z1 < carry1);
+   z0 += carry0;
+   z2Ptr = z2;
+   z1Ptr = z1;
+   z0Ptr = z0;
+}
+
+/* Subtracts the 96-bit value formed by concatenating `b0', `b1', and `b2' from
+ * the 96-bit value formed by concatenating `a0', `a1', and `a2'.  Subtraction
+ * is modulo 2^96, so any borrow out (carry out) is lost.  The result is broken
+ * into three 32-bit pieces which are stored at the locations pointed to by
+ * `z0Ptr', `z1Ptr', and `z2Ptr'.
+ */
+void
+__sub96(uint a0, uint a1, uint a2,
+        uint b0, uint b1, uint b2,
+        out uint z0Ptr,
+        out uint z1Ptr,
+        out uint z2Ptr)
+{
+   uint z2 = a2 - b2;
+   uint borrow1 = uint(a2 < b2);
+   uint z1 = a1 - b1;
+   uint borrow0 = uint(a1 < b1);
+   uint z0 = a0 - b0;
+   z0 -= uint(z1 < borrow1);
+   z1 -= borrow1;
+   z0 -= borrow0;
+   z2Ptr = z2;
+   z1Ptr = z1;
+   z0Ptr = z0;
+}
+
+/* Returns an approximation to the 32-bit integer quotient obtained by dividing
+ * `b' into the 64-bit value formed by concatenating `a0' and `a1'.  The
+ * divisor `b' must be at least 2^31.  If q is the exact quotient truncated
+ * toward zero, the approximation returned lies between q and q + 2 inclusive.
+ * If the exact quotient q is larger than 32 bits, the maximum positive 32-bit
+ * unsigned integer is returned.
+ */
+uint
+__estimateDiv64To32(uint a0, uint a1, uint b)
+{
+   uint b0;
+   uint b1;
+   uint rem0 = 0u;
+   uint rem1 = 0u;
+   uint term0 = 0u;
+   uint term1 = 0u;
+   uint z;
+
+   if (b <= a0)
+      return 0xFFFFFFFFu;
+   b0 = b>>16;
+   z = (b0<<16 <= a0) ? 0xFFFF0000u : (a0 / b0)<<16;
+   umulExtended(b, z, term0, term1);
+   __sub64(a0, a1, term0, term1, rem0, rem1);
+   while (int(rem0) < 0) {
+      z -= 0x10000u;
+      b1 = b<<16;
+      __add64(rem0, rem1, b0, b1, rem0, rem1);
+   }
+   rem0 = (rem0<<16) | (rem1>>16);
+   z |= (b0<<16 <= rem0) ? 0xFFFFu : rem0 / b0;
+   return z;
+}
+
+uint
+__sqrtOddAdjustments(int index)
+{
+   uint res = 0u;
+   if (index == 0)
+      res = 0x0004u;
+   if (index == 1)
+      res = 0x0022u;
+   if (index == 2)
+      res = 0x005Du;
+   if (index == 3)
+      res = 0x00B1u;
+   if (index == 4)
+      res = 0x011Du;
+   if (index == 5)
+      res = 0x019Fu;
+   if (index == 6)
+      res = 0x0236u;
+   if (index == 7)
+      res = 0x02E0u;
+   if (index == 8)
+      res = 0x039Cu;
+   if (index == 9)
+      res = 0x0468u;
+   if (index == 10)
+      res = 0x0545u;
+   if (index == 11)
+      res = 0x631u;
+   if (index == 12)
+      res = 0x072Bu;
+   if (index == 13)
+      res = 0x0832u;
+   if (index == 14)
+      res = 0x0946u;
+   if (index == 15)
+      res = 0x0A67u;
+
+   return res;
+}
+
+uint
+__sqrtEvenAdjustments(int index)
+{
+   uint res = 0u;
+   if (index == 0)
+      res = 0x0A2Du;
+   if (index == 1)
+      res = 0x08AFu;
+   if (index == 2)
+      res = 0x075Au;
+   if (index == 3)
+      res = 0x0629u;
+   if (index == 4)
+      res = 0x051Au;
+   if (index == 5)
+      res = 0x0429u;
+   if (index == 6)
+      res = 0x0356u;
+   if (index == 7)
+      res = 0x029Eu;
+   if (index == 8)
+      res = 0x0200u;
+   if (index == 9)
+      res = 0x0179u;
+   if (index == 10)
+      res = 0x0109u;
+   if (index == 11)
+      res = 0x00AFu;
+   if (index == 12)
+      res = 0x0068u;
+   if (index == 13)
+      res = 0x0034u;
+   if (index == 14)
+      res = 0x0012u;
+   if (index == 15)
+      res = 0x0002u;
+
+   return res;
+}
+
+/* Returns an approximation to the square root of the 32-bit significand given
+ * by `a'.  Considered as an integer, `a' must be at least 2^31.  If bit 0 of
+ * `aExp' (the least significant bit) is 1, the integer returned approximates
+ * 2^31*sqrt(`a'/2^31), where `a' is considered an integer.  If bit 0 of `aExp'
+ * is 0, the integer returned approximates 2^31*sqrt(`a'/2^30).  In either
+ * case, the approximation returned lies strictly within +/-2 of the exact
+ * value.
+ */
+uint
+__estimateSqrt32(int aExp, uint a)
+{
+   uint z;
+
+   int index = int(a>>27 & 15u);
+   if ((aExp & 1) != 0) {
+      z = 0x4000u + (a>>17) - __sqrtOddAdjustments(index);
+      z = ((a / z)<<14) + (z<<15);
+      a >>= 1;
+   } else {
+      z = 0x8000u + (a>>17) - __sqrtEvenAdjustments(index);
+      z = a / z + z;
+      z = (0x20000u <= z) ? 0xFFFF8000u : (z<<15);
+      if (z <= a)
+         return uint(int(a)>>1);
+   }
+   return ((__estimateDiv64To32(a, 0u, z))>>1) + (z>>1);
+}
+
+/* Returns the square root of the double-precision floating-point value `a'.
+ * The operation is performed according to the IEEE Standard for Floating-Point
+ * Arithmetic.
+ */
+uint64_t
+__fsqrt64(uint64_t a)
+{
+   uint zFrac0 = 0u;
+   uint zFrac1 = 0u;
+   uint zFrac2 = 0u;
+   uint doubleZFrac0 = 0u;
+   uint rem0 = 0u;
+   uint rem1 = 0u;
+   uint rem2 = 0u;
+   uint rem3 = 0u;
+   uint term0 = 0u;
+   uint term1 = 0u;
+   uint term2 = 0u;
+   uint term3 = 0u;
+   uint64_t default_nan = 0xFFFFFFFFFFFFFFFFUL;
+
+   uint aFracLo = __extractFloat64FracLo(a);
+   uint aFracHi = __extractFloat64FracHi(a);
+   int aExp = __extractFloat64Exp(a);
+   uint aSign = __extractFloat64Sign(a);
+   if (aExp == 0x7FF) {
+      if ((aFracHi | aFracLo) != 0u)
+         return __propagateFloat64NaN(a, a);
+      if (aSign == 0u)
+         return a;
+      return default_nan;
+   }
+   if (aSign != 0u) {
+      if ((uint(aExp) | aFracHi | aFracLo) == 0u)
+         return a;
+      return default_nan;
+   }
+   if (aExp == 0) {
+      if ((aFracHi | aFracLo) == 0u)
+         return __packFloat64(0u, 0, 0u, 0u);
+      __normalizeFloat64Subnormal(aFracHi, aFracLo, aExp, aFracHi, aFracLo);
+   }
+   int zExp = ((aExp - 0x3FF)>>1) + 0x3FE;
+   aFracHi |= 0x00100000u;
+   __shortShift64Left(aFracHi, aFracLo, 11, term0, term1);
+   zFrac0 = (__estimateSqrt32(aExp, term0)>>1) + 1u;
+   if (zFrac0 == 0u)
+      zFrac0 = 0x7FFFFFFFu;
+   doubleZFrac0 = zFrac0 + zFrac0;
+   __shortShift64Left(aFracHi, aFracLo, 9 - (aExp & 1), aFracHi, aFracLo);
+   umulExtended(zFrac0, zFrac0, term0, term1);
+   __sub64(aFracHi, aFracLo, term0, term1, rem0, rem1);
+   while (int(rem0) < 0) {
+      --zFrac0;
+      doubleZFrac0 -= 2u;
+      __add64(rem0, rem1, 0u, doubleZFrac0 | 1u, rem0, rem1);
+   }
+   zFrac1 = __estimateDiv64To32(rem1, 0u, doubleZFrac0);
+   if ((zFrac1 & 0x1FFu) <= 5u) {
+      if (zFrac1 == 0u)
+         zFrac1 = 1u;
+      umulExtended(doubleZFrac0, zFrac1, term1, term2);
+      __sub64(rem1, 0u, term1, term2, rem1, rem2);
+      umulExtended(zFrac1, zFrac1, term2, term3);
+      __sub96(rem1, rem2, 0u, 0u, term2, term3, rem1, rem2, rem3);
+      while (int(rem1) < 0) {
+         --zFrac1;
+         __shortShift64Left(0u, zFrac1, 1, term2, term3);
+         term3 |= 1u;
+         term2 |= doubleZFrac0;
+         __add96(rem1, rem2, rem3, 0u, term2, term3, rem1, rem2, rem3);
+      }
+      zFrac1 |= uint((rem1 | rem2 | rem3) != 0u);
+   }
+   __shift64ExtraRightJamming(zFrac0, zFrac1, 0u, 10, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+   return __roundAndPackFloat64(0u, zExp, zFrac0, zFrac1, zFrac2);
+}
+
+uint64_t
+__ftrunc64(uint64_t __a)
+{
+   uvec2 a = unpackUint2x32(__a);
+   int aExp = __extractFloat64Exp(__a);
+   uint zLo;
+   uint zHi;
+
+   int unbiasedExp = aExp - 1023;
+   int fracBits = 52 - unbiasedExp;
+   uint maskLo = mix(~0u << fracBits, 0u, fracBits >= 32);
+   uint maskHi = mix(~0u << (fracBits - 32), ~0u, fracBits < 33);
+   zLo = maskLo & a.x;
+   zHi = maskHi & a.y;
+
+   zLo = mix(zLo, 0u, unbiasedExp < 0);
+   zHi = mix(zHi, 0u, unbiasedExp < 0);
+   zLo = mix(zLo, a.x, unbiasedExp > 52);
+   zHi = mix(zHi, a.y, unbiasedExp > 52);
+   return packUint2x32(uvec2(zLo, zHi));
+}
+
+uint64_t
+__ffloor64(uint64_t a)
+{
+   /* The big assumtion is that when 'a' is NaN, __ftrunc(a) returns a.  Based
+    * on that assumption, NaN values that don't have the sign bit will safely
+    * return NaN (identity).  This is guarded by RELAXED_NAN_PROPAGATION
+    * because otherwise the NaN should have the "signal" bit set.  The
+    * __fadd64 will ensure that occurs.
+    */
+   bool is_positive =
+#if defined RELAXED_NAN_PROPAGATION
+      int(unpackUint2x32(a).y) >= 0
+#else
+      __fge64(a, 0ul)
+#endif
+      ;
+   uint64_t tr = __ftrunc64(a);
+
+   if (is_positive || __feq64(tr, a)) {
+      return tr;
+   } else {
+      return __fadd64(tr, 0xbff0000000000000ul /* -1.0 */);
+   }
+}
+
+uint64_t
+__fround64(uint64_t __a)
+{
+   uvec2 a = unpackUint2x32(__a);
+   int unbiasedExp = __extractFloat64Exp(__a) - 1023;
+   uint aHi = a.y;
+   uint aLo = a.x;
+
+   if (unbiasedExp < 20) {
+      if (unbiasedExp < 0) {
+         if ((aHi & 0x80000000u) != 0u && aLo == 0u) {
+            return 0;
+         }
+         aHi &= 0x80000000u;
+         if ((a.y & 0x000FFFFFu) == 0u && a.x == 0u) {
+            aLo = 0u;
+            return packUint2x32(uvec2(aLo, aHi));
+         }
+         aHi = mix(aHi, (aHi | 0x3FF00000u), unbiasedExp == -1);
+         aLo = 0u;
+      } else {
+         uint maskExp = 0x000FFFFFu >> unbiasedExp;
+         uint lastBit = maskExp + 1;
+         aHi += 0x00080000u >> unbiasedExp;
+         if ((aHi & maskExp) == 0u)
+            aHi &= ~lastBit;
+         aHi &= ~maskExp;
+         aLo = 0u;
+      }
+   } else if (unbiasedExp > 51 || unbiasedExp == 1024) {
+      return __a;
+   } else {
+      uint maskExp = 0xFFFFFFFFu >> (unbiasedExp - 20);
+      if ((aLo & maskExp) == 0u)
+         return __a;
+      uint tmp = aLo + (1u << (51 - unbiasedExp));
+      if(tmp < aLo)
+         aHi += 1u;
+      aLo = tmp;
+      aLo &= ~maskExp;
+   }
+
+   return packUint2x32(uvec2(aLo, aHi));
+}
+
+uint64_t
+__fmin64(uint64_t a, uint64_t b)
+{
+   /* This weird layout matters.  Doing the "obvious" thing results in extra
+    * flow control being inserted to implement the short-circuit evaluation
+    * rules.  Flow control is bad!
+    */
+   bool b_nan = __is_nan(b);
+   bool a_lt_b = __flt64_nonnan(a, b);
+   bool a_nan = __is_nan(a);
+
+   return (b_nan || a_lt_b) && !a_nan ? a : b;
+}
+
+uint64_t
+__fmax64(uint64_t a, uint64_t b)
+{
+   /* This weird layout matters.  Doing the "obvious" thing results in extra
+    * flow control being inserted to implement the short-circuit evaluation
+    * rules.  Flow control is bad!
+    */
+   bool b_nan = __is_nan(b);
+   bool a_lt_b = __flt64_nonnan(a, b);
+   bool a_nan = __is_nan(a);
+
+   return (b_nan || a_lt_b) && !a_nan ? b : a;
+}
+
+uint64_t
+__ffract64(uint64_t a)
+{
+   return __fadd64(a, __fneg64(__ffloor64(a)));
+}