xref: /openbsd-src/lib/libm/src/e_atan2.c (revision 2f2c00629eff6a304ebffb255fc56f4fa7a1833b)
1df930be7Sderaadt /* @(#)e_atan2.c 5.1 93/09/24 */
2df930be7Sderaadt /*
3df930be7Sderaadt  * ====================================================
4df930be7Sderaadt  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
5df930be7Sderaadt  *
6df930be7Sderaadt  * Developed at SunPro, a Sun Microsystems, Inc. business.
7df930be7Sderaadt  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
8df930be7Sderaadt  * software is freely granted, provided that this notice
9df930be7Sderaadt  * is preserved.
10df930be7Sderaadt  * ====================================================
11df930be7Sderaadt  */
12df930be7Sderaadt 
137b36286aSmartynas /* atan2(y,x)
14df930be7Sderaadt  * Method :
15df930be7Sderaadt  *	1. Reduce y to positive by atan2(y,x)=-atan2(-y,x).
16df930be7Sderaadt  *	2. Reduce x to positive by (if x and y are unexceptional):
17df930be7Sderaadt  *		ARG (x+iy) = arctan(y/x)   	   ... if x > 0,
18df930be7Sderaadt  *		ARG (x+iy) = pi - arctan[y/(-x)]   ... if x < 0,
19df930be7Sderaadt  *
20df930be7Sderaadt  * Special cases:
21df930be7Sderaadt  *
22df930be7Sderaadt  *	ATAN2((anything), NaN ) is NaN;
23df930be7Sderaadt  *	ATAN2(NAN , (anything) ) is NaN;
24df930be7Sderaadt  *	ATAN2(+-0, +(anything but NaN)) is +-0  ;
25df930be7Sderaadt  *	ATAN2(+-0, -(anything but NaN)) is +-pi ;
26df930be7Sderaadt  *	ATAN2(+-(anything but 0 and NaN), 0) is +-pi/2;
27df930be7Sderaadt  *	ATAN2(+-(anything but INF and NaN), +INF) is +-0 ;
28df930be7Sderaadt  *	ATAN2(+-(anything but INF and NaN), -INF) is +-pi;
29df930be7Sderaadt  *	ATAN2(+-INF,+INF ) is +-pi/4 ;
30df930be7Sderaadt  *	ATAN2(+-INF,-INF ) is +-3pi/4;
31df930be7Sderaadt  *	ATAN2(+-INF, (anything but,0,NaN, and INF)) is +-pi/2;
32df930be7Sderaadt  *
33df930be7Sderaadt  * Constants:
34df930be7Sderaadt  * The hexadecimal values are the intended ones for the following
35df930be7Sderaadt  * constants. The decimal values may be used, provided that the
36df930be7Sderaadt  * compiler will convert from decimal to binary accurately enough
37df930be7Sderaadt  * to produce the hexadecimal values shown.
38df930be7Sderaadt  */
39df930be7Sderaadt 
40390c8400Smartynas #include <float.h>
41390c8400Smartynas #include <math.h>
42390c8400Smartynas 
43df930be7Sderaadt #include "math_private.h"
44df930be7Sderaadt 
45df930be7Sderaadt static const double
46df930be7Sderaadt tiny  = 1.0e-300,
47df930be7Sderaadt zero  = 0.0,
48df930be7Sderaadt pi_o_4  = 7.8539816339744827900E-01, /* 0x3FE921FB, 0x54442D18 */
49df930be7Sderaadt pi_o_2  = 1.5707963267948965580E+00, /* 0x3FF921FB, 0x54442D18 */
50df930be7Sderaadt pi      = 3.1415926535897931160E+00, /* 0x400921FB, 0x54442D18 */
51df930be7Sderaadt pi_lo   = 1.2246467991473531772E-16; /* 0x3CA1A626, 0x33145C07 */
52df930be7Sderaadt 
53e7beb4a7Smillert double
atan2(double y,double x)547b36286aSmartynas atan2(double y, double x)
55df930be7Sderaadt {
56df930be7Sderaadt 	double z;
57df930be7Sderaadt 	int32_t k,m,hx,hy,ix,iy;
58df930be7Sderaadt 	u_int32_t lx,ly;
59df930be7Sderaadt 
60df930be7Sderaadt 	EXTRACT_WORDS(hx,lx,x);
61df930be7Sderaadt 	ix = hx&0x7fffffff;
62df930be7Sderaadt 	EXTRACT_WORDS(hy,ly,y);
63df930be7Sderaadt 	iy = hy&0x7fffffff;
64df930be7Sderaadt 	if(((ix|((lx|-lx)>>31))>0x7ff00000)||
65df930be7Sderaadt 	   ((iy|((ly|-ly)>>31))>0x7ff00000))	/* x or y is NaN */
66df930be7Sderaadt 	   return x+y;
6771324c4cSotto 	if(((hx-0x3ff00000)|lx)==0) return atan(y);   /* x=1.0 */
68df930be7Sderaadt 	m = ((hy>>31)&1)|((hx>>30)&2);	/* 2*sign(x)+sign(y) */
69df930be7Sderaadt 
70df930be7Sderaadt     /* when y = 0 */
71df930be7Sderaadt 	if((iy|ly)==0) {
72df930be7Sderaadt 	    switch(m) {
73df930be7Sderaadt 		case 0:
74df930be7Sderaadt 		case 1: return y; 	/* atan(+-0,+anything)=+-0 */
75df930be7Sderaadt 		case 2: return  pi+tiny;/* atan(+0,-anything) = pi */
76df930be7Sderaadt 		case 3: return -pi-tiny;/* atan(-0,-anything) =-pi */
77df930be7Sderaadt 	    }
78df930be7Sderaadt 	}
79df930be7Sderaadt     /* when x = 0 */
80df930be7Sderaadt 	if((ix|lx)==0) return (hy<0)?  -pi_o_2-tiny: pi_o_2+tiny;
81df930be7Sderaadt 
82df930be7Sderaadt     /* when x is INF */
83df930be7Sderaadt 	if(ix==0x7ff00000) {
84df930be7Sderaadt 	    if(iy==0x7ff00000) {
85df930be7Sderaadt 		switch(m) {
86df930be7Sderaadt 		    case 0: return  pi_o_4+tiny;/* atan(+INF,+INF) */
87df930be7Sderaadt 		    case 1: return -pi_o_4-tiny;/* atan(-INF,+INF) */
88df930be7Sderaadt 		    case 2: return  3.0*pi_o_4+tiny;/*atan(+INF,-INF)*/
89df930be7Sderaadt 		    case 3: return -3.0*pi_o_4-tiny;/*atan(-INF,-INF)*/
90df930be7Sderaadt 		}
91df930be7Sderaadt 	    } else {
92df930be7Sderaadt 		switch(m) {
93df930be7Sderaadt 		    case 0: return  zero  ;	/* atan(+...,+INF) */
94df930be7Sderaadt 		    case 1: return -zero  ;	/* atan(-...,+INF) */
95df930be7Sderaadt 		    case 2: return  pi+tiny  ;	/* atan(+...,-INF) */
96df930be7Sderaadt 		    case 3: return -pi-tiny  ;	/* atan(-...,-INF) */
97df930be7Sderaadt 		}
98df930be7Sderaadt 	    }
99df930be7Sderaadt 	}
100df930be7Sderaadt     /* when y is INF */
101df930be7Sderaadt 	if(iy==0x7ff00000) return (hy<0)? -pi_o_2-tiny: pi_o_2+tiny;
102df930be7Sderaadt 
103df930be7Sderaadt     /* compute y/x */
104df930be7Sderaadt 	k = (iy-ix)>>20;
105df930be7Sderaadt 	if(k > 60) z=pi_o_2+0.5*pi_lo; 	/* |y/x| >  2**60 */
106df930be7Sderaadt 	else if(hx<0&&k<-60) z=0.0; 	/* |y|/x < -2**60 */
107df930be7Sderaadt 	else z=atan(fabs(y/x));		/* safe to do y/x */
108df930be7Sderaadt 	switch (m) {
109df930be7Sderaadt 	    case 0: return       z  ;	/* atan(+,+) */
110df930be7Sderaadt 	    case 1: {
111df930be7Sderaadt 	    	      u_int32_t zh;
112df930be7Sderaadt 		      GET_HIGH_WORD(zh,z);
113df930be7Sderaadt 		      SET_HIGH_WORD(z,zh ^ 0x80000000);
114df930be7Sderaadt 		    }
115df930be7Sderaadt 		    return       z  ;	/* atan(-,+) */
116df930be7Sderaadt 	    case 2: return  pi-(z-pi_lo);/* atan(+,-) */
117df930be7Sderaadt 	    default: /* case 3 */
118df930be7Sderaadt 	    	    return  (z-pi_lo)-pi;/* atan(-,-) */
119df930be7Sderaadt 	}
120df930be7Sderaadt }
121*2f2c0062Sguenther DEF_STD(atan2);
122*2f2c0062Sguenther LDBL_MAYBE_CLONE(atan2);
123