2 //===----------------------------------------------------------------------===//
4 // Part of the LLVM Project, under the Apache License v2.0 with LLVM Exceptions.
5 // See https://llvm.org/LICENSE.txt for license information.
6 // SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 WITH LLVM-exception
8 //===----------------------------------------------------------------------===//
10 #ifndef _LIBCPP___NUMERIC_SATURATION_ARITHMETIC_H
11 #define _LIBCPP___NUMERIC_SATURATION_ARITHMETIC_H
13 #include <__concepts/arithmetic.h>
15 #include <__utility/cmp.h>
18 #if !defined(_LIBCPP_HAS_NO_PRAGMA_SYSTEM_HEADER)
19 # pragma GCC system_header
23 #include <__undef_macros>
25 _LIBCPP_BEGIN_NAMESPACE_STD
27 #if _LIBCPP_STD_VER >= 26
29 template <__libcpp_integer _Tp
>
30 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI
constexpr _Tp
add_sat(_Tp __x
, _Tp __y
) noexcept
{
31 if (_Tp __sum
; !__builtin_add_overflow(__x
, __y
, &__sum
))
34 if constexpr (__libcpp_unsigned_integer
<_Tp
>) {
35 return std::numeric_limits
<_Tp
>::max();
37 // Signed addition overflow
39 // Overflows if (x > 0 && y > 0)
40 return std::numeric_limits
<_Tp
>::max();
42 // Overflows if (x < 0 && y < 0)
43 return std::numeric_limits
<_Tp
>::min();
47 template <__libcpp_integer _Tp
>
48 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI
constexpr _Tp
sub_sat(_Tp __x
, _Tp __y
) noexcept
{
49 if (_Tp __sub
; !__builtin_sub_overflow(__x
, __y
, &__sub
))
52 if constexpr (__libcpp_unsigned_integer
<_Tp
>) {
53 // Overflows if (x < y)
54 return std::numeric_limits
<_Tp
>::min();
56 // Signed subtration overflow
58 // Overflows if (x >= 0 && y < 0)
59 return std::numeric_limits
<_Tp
>::max();
61 // Overflows if (x < 0 && y > 0)
62 return std::numeric_limits
<_Tp
>::min();
66 template <__libcpp_integer _Tp
>
67 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI
constexpr _Tp
mul_sat(_Tp __x
, _Tp __y
) noexcept
{
68 if (_Tp __mul
; !__builtin_mul_overflow(__x
, __y
, &__mul
))
71 if constexpr (__libcpp_unsigned_integer
<_Tp
>) {
72 return std::numeric_limits
<_Tp
>::max();
74 // Signed multiplication overflow
75 if ((__x
> 0 && __y
> 0) || (__x
< 0 && __y
< 0))
76 return std::numeric_limits
<_Tp
>::max();
77 // Overflows if (x < 0 && y > 0) || (x > 0 && y < 0)
78 return std::numeric_limits
<_Tp
>::min();
82 template <__libcpp_integer _Tp
>
83 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI
constexpr _Tp
div_sat(_Tp __x
, _Tp __y
) noexcept
{
84 _LIBCPP_ASSERT_UNCATEGORIZED(__y
!= 0, "Division by 0 is undefined");
85 if constexpr (__libcpp_unsigned_integer
<_Tp
>) {
88 // Handle signed division overflow
89 if (__x
== std::numeric_limits
<_Tp
>::min() && __y
== _Tp
{-1})
90 return std::numeric_limits
<_Tp
>::max();
95 template <__libcpp_integer _Rp
, __libcpp_integer _Tp
>
96 _LIBCPP_HIDE_FROM_ABI
constexpr _Rp
saturate_cast(_Tp __x
) noexcept
{
97 // Saturation is impossible edge case when ((min _Rp) < (min _Tp) && (max _Rp) > (max _Tp)) and it is expected to be
98 // optimized out by the compiler.
101 if (std::cmp_less(__x
, std::numeric_limits
<_Rp
>::min()))
102 return std::numeric_limits
<_Rp
>::min();
103 if (std::cmp_greater(__x
, std::numeric_limits
<_Rp
>::max()))
104 return std::numeric_limits
<_Rp
>::max();
106 return static_cast<_Rp
>(__x
);
109 #endif // _LIBCPP_STD_VER >= 26
111 _LIBCPP_END_NAMESPACE_STD
115 #endif // _LIBCPP___NUMERIC_SATURATION_ARITHMETIC_H