xref: /netbsd-src/lib/libm/ld128/e_rem_pio2l.h (revision b9cd134278db839f734e53fa40d693679f647c11)
1*5dd94c5eSchristos /* From: @(#)e_rem_pio2.c 1.4 95/01/18 */
2*5dd94c5eSchristos /*
3*5dd94c5eSchristos  * ====================================================
4*5dd94c5eSchristos  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
5*5dd94c5eSchristos  * Copyright (c) 2008 Steven G. Kargl, David Schultz, Bruce D. Evans.
6*5dd94c5eSchristos  *
7*5dd94c5eSchristos  * Developed at SunSoft, a Sun Microsystems, Inc. business.
8*5dd94c5eSchristos  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
9*5dd94c5eSchristos  * software is freely granted, provided that this notice
10*5dd94c5eSchristos  * is preserved.
11*5dd94c5eSchristos  * ====================================================
12*5dd94c5eSchristos  *
13*5dd94c5eSchristos  * Optimized by Bruce D. Evans.
14*5dd94c5eSchristos  */
15*5dd94c5eSchristos 
16*5dd94c5eSchristos #include <sys/cdefs.h>
17*5dd94c5eSchristos #if 0
18*5dd94c5eSchristos __FBSDID("$FreeBSD: head/lib/msun/ld128/e_rem_pio2l.h 336545 2018-07-20 12:42:24Z bde $");
19*5dd94c5eSchristos #endif
20*5dd94c5eSchristos 
21*5dd94c5eSchristos /* ld128 version of __ieee754_rem_pio2l(x,y)
22*5dd94c5eSchristos  *
23*5dd94c5eSchristos  * return the remainder of x rem pi/2 in y[0]+y[1]
24*5dd94c5eSchristos  * use __kernel_rem_pio2()
25*5dd94c5eSchristos  */
26*5dd94c5eSchristos 
27*5dd94c5eSchristos #include <float.h>
28*5dd94c5eSchristos #include <machine/ieee.h>
29*5dd94c5eSchristos 
30*5dd94c5eSchristos #include "math.h"
31*5dd94c5eSchristos #include "math_private.h"
32*5dd94c5eSchristos 
33*5dd94c5eSchristos #define	BIAS	(LDBL_MAX_EXP - 1)
34*5dd94c5eSchristos 
35*5dd94c5eSchristos /*
36*5dd94c5eSchristos  * XXX need to verify that nonzero integer multiples of pi/2 within the
37*5dd94c5eSchristos  * range get no closer to a long double than 2**-140, or that
38*5dd94c5eSchristos  * ilogb(x) + ilogb(min_delta) < 45 - -140.
39*5dd94c5eSchristos  */
40*5dd94c5eSchristos /*
41*5dd94c5eSchristos  * invpio2:  113 bits of 2/pi
42*5dd94c5eSchristos  * pio2_1:   first  68 bits of pi/2
43*5dd94c5eSchristos  * pio2_1t:  pi/2 - pio2_1
44*5dd94c5eSchristos  * pio2_2:   second 68 bits of pi/2
45*5dd94c5eSchristos  * pio2_2t:  pi/2 - (pio2_1+pio2_2)
46*5dd94c5eSchristos  * pio2_3:   third  68 bits of pi/2
47*5dd94c5eSchristos  * pio2_3t:  pi/2 - (pio2_1+pio2_2+pio2_3)
48*5dd94c5eSchristos  */
49*5dd94c5eSchristos 
50*5dd94c5eSchristos static const double
51*5dd94c5eSchristos zero =  0.00000000000000000000e+00, /* 0x00000000, 0x00000000 */
52*5dd94c5eSchristos two24 =  1.67772160000000000000e+07; /* 0x41700000, 0x00000000 */
53*5dd94c5eSchristos 
54*5dd94c5eSchristos static const long double
55*5dd94c5eSchristos invpio2 =  6.3661977236758134307553505349005747e-01L,	/*  0x145f306dc9c882a53f84eafa3ea6a.0p-113 */
56*5dd94c5eSchristos pio2_1  =  1.5707963267948966192292994253909555e+00L,	/*  0x1921fb54442d18469800000000000.0p-112 */
57*5dd94c5eSchristos pio2_1t =  2.0222662487959507323996846200947577e-21L,	/*  0x13198a2e03707344a4093822299f3.0p-181 */
58*5dd94c5eSchristos pio2_2  =  2.0222662487959507323994779168837751e-21L,	/*  0x13198a2e03707344a400000000000.0p-181 */
59*5dd94c5eSchristos pio2_2t =  2.0670321098263988236496903051604844e-43L,	/*  0x127044533e63a0105df531d89cd91.0p-254 */
60*5dd94c5eSchristos pio2_3  =  2.0670321098263988236499468110329591e-43L,	/*  0x127044533e63a0105e00000000000.0p-254 */
61*5dd94c5eSchristos pio2_3t = -2.5650587247459238361625433492959285e-65L;	/* -0x159c4ec64ddaeb5f78671cbfb2210.0p-327 */
62*5dd94c5eSchristos 
63*5dd94c5eSchristos static inline __always_inline int
__ieee754_rem_pio2l(long double x,long double * y)64*5dd94c5eSchristos __ieee754_rem_pio2l(long double x, long double *y)
65*5dd94c5eSchristos {
66*5dd94c5eSchristos 	union ieee_ext_u u,u1;
67*5dd94c5eSchristos 	long double z,w,t,r,fn;
68*5dd94c5eSchristos 	double tx[5],ty[3];
69*5dd94c5eSchristos 	int64_t n;
70*5dd94c5eSchristos 	int e0,ex,i,j,nx;
71*5dd94c5eSchristos 	int16_t expsign, expsign1;
72*5dd94c5eSchristos 
73*5dd94c5eSchristos 	u.extu_ld = x;
74*5dd94c5eSchristos 	ex = u.extu_exp;
75*5dd94c5eSchristos 	expsign = u.extu_exp | (u.extu_sign << 15);
76*5dd94c5eSchristos 	if (ex < BIAS + 45 || (ex == BIAS + 45 &&
77*5dd94c5eSchristos 	    u.extu_frach < 0x921fb54442d1LL)) {
78*5dd94c5eSchristos 	    /* |x| ~< 2^45*(pi/2), medium size */
79*5dd94c5eSchristos 	    /* TODO: use only double precision for fn, as in expl(). */
80*5dd94c5eSchristos 	    fn = rnintl(x * invpio2);
81*5dd94c5eSchristos 	    n  = i64rint(fn);
82*5dd94c5eSchristos 	    r  = x-fn*pio2_1;
83*5dd94c5eSchristos 	    w  = fn*pio2_1t;	/* 1st round good to 180 bit */
84*5dd94c5eSchristos 	    {
85*5dd94c5eSchristos 		union ieee_ext_u u2;
86*5dd94c5eSchristos 	        int ex1;
87*5dd94c5eSchristos 	        j  = ex;
88*5dd94c5eSchristos 	        y[0] = r-w;
89*5dd94c5eSchristos 		u2.extu_ld = y[0];
90*5dd94c5eSchristos 		ex1 = u2.extu_exp;
91*5dd94c5eSchristos 	        i = j-ex1;
92*5dd94c5eSchristos 	        if(i>51) {  /* 2nd iteration needed, good to 248 */
93*5dd94c5eSchristos 		    t  = r;
94*5dd94c5eSchristos 		    w  = fn*pio2_2;
95*5dd94c5eSchristos 		    r  = t-w;
96*5dd94c5eSchristos 		    w  = fn*pio2_2t-((t-r)-w);
97*5dd94c5eSchristos 		    y[0] = r-w;
98*5dd94c5eSchristos 		    u2.extu_ld = y[0];
99*5dd94c5eSchristos 		    ex1 = u2.extu_exp;
100*5dd94c5eSchristos 		    i = j-ex1;
101*5dd94c5eSchristos 		    if(i>119) {	/* 3rd iteration need, 316 bits acc */
102*5dd94c5eSchristos 			t  = r;	/* will cover all possible cases */
103*5dd94c5eSchristos 			w  = fn*pio2_3;
104*5dd94c5eSchristos 			r  = t-w;
105*5dd94c5eSchristos 			w  = fn*pio2_3t-((t-r)-w);
106*5dd94c5eSchristos 			y[0] = r-w;
107*5dd94c5eSchristos 		    }
108*5dd94c5eSchristos 		}
109*5dd94c5eSchristos 	    }
110*5dd94c5eSchristos 	    y[1] = (r-y[0])-w;
111*5dd94c5eSchristos 	    return n;
112*5dd94c5eSchristos 	}
113*5dd94c5eSchristos     /*
114*5dd94c5eSchristos      * all other (large) arguments
115*5dd94c5eSchristos      */
116*5dd94c5eSchristos 	if(ex==0x7fff) {		/* x is inf or NaN */
117*5dd94c5eSchristos 	    y[0]=y[1]=x-x; return 0;
118*5dd94c5eSchristos 	}
119*5dd94c5eSchristos     /* set z = scalbn(|x|,ilogb(x)-23) */
120*5dd94c5eSchristos 	u1.extu_ld = x;
121*5dd94c5eSchristos 	e0 = ex - BIAS - 23;		/* e0 = ilogb(|x|)-23; */
122*5dd94c5eSchristos 	expsign1 = ex - e0;
123*5dd94c5eSchristos 	u1.extu_exp = expsign1;
124*5dd94c5eSchristos 	u1.extu_sign = expsign1 >> 15;
125*5dd94c5eSchristos 	z = u1.extu_ld;
126*5dd94c5eSchristos 	for(i=0;i<4;i++) {
127*5dd94c5eSchristos 		tx[i] = (double)((int32_t)(z));
128*5dd94c5eSchristos 		z     = (z-tx[i])*two24;
129*5dd94c5eSchristos 	}
130*5dd94c5eSchristos 	tx[4] = z;
131*5dd94c5eSchristos 	nx = 5;
132*5dd94c5eSchristos 	while(tx[nx-1]==zero) nx--;	/* skip zero term */
133*5dd94c5eSchristos 	n  =  __kernel_rem_pio2(tx,ty,e0,nx,3);
134*5dd94c5eSchristos 	t = (long double)ty[2] + ty[1];
135*5dd94c5eSchristos 	r = t + ty[0];
136*5dd94c5eSchristos 	w = ty[0] - (r - t);
137*5dd94c5eSchristos 	if(expsign<0) {y[0] = -r; y[1] = -w; return -n;}
138*5dd94c5eSchristos 	y[0] = r; y[1] = w; return n;
139*5dd94c5eSchristos }
140