source: trunk/libs/newlib/src/newlib/libm/math/k_rem_pio2.c @ 577

Last change on this file since 577 was 444, checked in by satin@…, 6 years ago

add newlib,libalmos-mkh, restructure shared_syscalls.h and mini-libc

File size: 8.4 KB
Line 
1
2/* @(#)k_rem_pio2.c 5.1 93/09/24 */
3/*
4 * ====================================================
5 * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
6 *
7 * Developed at SunPro, a Sun Microsystems, Inc. business.
8 * Permission to use, copy, modify, and distribute this
9 * software is freely granted, provided that this notice
10 * is preserved.
11 * ====================================================
12 */
13
14/*
15 * __kernel_rem_pio2(x,y,e0,nx,prec,ipio2)
16 * double x[],y[]; int e0,nx,prec; int ipio2[];
17 *
18 * __kernel_rem_pio2 return the last three digits of N with
19 *              y = x - N*pi/2
20 * so that |y| < pi/2.
21 *
22 * The method is to compute the integer (mod 8) and fraction parts of
23 * (2/pi)*x without doing the full multiplication. In general we
24 * skip the part of the product that are known to be a huge integer (
25 * more accurately, = 0 mod 8 ). Thus the number of operations are
26 * independent of the exponent of the input.
27 *
28 * (2/pi) is represented by an array of 24-bit integers in ipio2[].
29 *
30 * Input parameters:
31 *      x[]     The input value (must be positive) is broken into nx
32 *              pieces of 24-bit integers in double precision format.
33 *              x[i] will be the i-th 24 bit of x. The scaled exponent
34 *              of x[0] is given in input parameter e0 (i.e., x[0]*2^e0
35 *              match x's up to 24 bits.
36 *
37 *              Example of breaking a double positive z into x[0]+x[1]+x[2]:
38 *                      e0 = ilogb(z)-23
39 *                      z  = scalbn(z,-e0)
40 *              for i = 0,1,2
41 *                      x[i] = floor(z)
42 *                      z    = (z-x[i])*2**24
43 *
44 *
45 *      y[]     ouput result in an array of double precision numbers.
46 *              The dimension of y[] is:
47 *                      24-bit  precision       1
48 *                      53-bit  precision       2
49 *                      64-bit  precision       2
50 *                      113-bit precision       3
51 *              The actual value is the sum of them. Thus for 113-bit
52 *              precison, one may have to do something like:
53 *
54 *              long double t,w,r_head, r_tail;
55 *              t = (long double)y[2] + (long double)y[1];
56 *              w = (long double)y[0];
57 *              r_head = t+w;
58 *              r_tail = w - (r_head - t);
59 *
60 *      e0      The exponent of x[0]
61 *
62 *      nx      dimension of x[]
63 *
64 *      prec    an integer indicating the precision:
65 *                      0       24  bits (single)
66 *                      1       53  bits (double)
67 *                      2       64  bits (extended)
68 *                      3       113 bits (quad)
69 *
70 *      ipio2[]
71 *              integer array, contains the (24*i)-th to (24*i+23)-th
72 *              bit of 2/pi after binary point. The corresponding
73 *              floating value is
74 *
75 *                      ipio2[i] * 2^(-24(i+1)).
76 *
77 * External function:
78 *      double scalbn(), floor();
79 *
80 *
81 * Here is the description of some local variables:
82 *
83 *      jk      jk+1 is the initial number of terms of ipio2[] needed
84 *              in the computation. The recommended value is 2,3,4,
85 *              6 for single, double, extended,and quad.
86 *
87 *      jz      local integer variable indicating the number of
88 *              terms of ipio2[] used.
89 *
90 *      jx      nx - 1
91 *
92 *      jv      index for pointing to the suitable ipio2[] for the
93 *              computation. In general, we want
94 *                      ( 2^e0*x[0] * ipio2[jv-1]*2^(-24jv) )/8
95 *              is an integer. Thus
96 *                      e0-3-24*jv >= 0 or (e0-3)/24 >= jv
97 *              Hence jv = max(0,(e0-3)/24).
98 *
99 *      jp      jp+1 is the number of terms in PIo2[] needed, jp = jk.
100 *
101 *      q[]     double array with integral value, representing the
102 *              24-bits chunk of the product of x and 2/pi.
103 *
104 *      q0      the corresponding exponent of q[0]. Note that the
105 *              exponent for q[i] would be q0-24*i.
106 *
107 *      PIo2[]  double precision array, obtained by cutting pi/2
108 *              into 24 bits chunks.
109 *
110 *      f[]     ipio2[] in floating point
111 *
112 *      iq[]    integer array by breaking up q[] in 24-bits chunk.
113 *
114 *      fq[]    final product of x*(2/pi) in fq[0],..,fq[jk]
115 *
116 *      ih      integer. If >0 it indicates q[] is >= 0.5, hence
117 *              it also indicates the *sign* of the result.
118 *
119 */
120
121
122/*
123 * Constants:
124 * The hexadecimal values are the intended ones for the following
125 * constants. The decimal values may be used, provided that the
126 * compiler will convert from decimal to binary accurately enough
127 * to produce the hexadecimal values shown.
128 */
129
130#include "fdlibm.h"
131
132#ifndef _DOUBLE_IS_32BITS
133
134#ifdef __STDC__
135static const int init_jk[] = {2,3,4,6}; /* initial value for jk */
136#else
137static int init_jk[] = {2,3,4,6}; 
138#endif
139
140#ifdef __STDC__
141static const double PIo2[] = {
142#else
143static double PIo2[] = {
144#endif
145  1.57079625129699707031e+00, /* 0x3FF921FB, 0x40000000 */
146  7.54978941586159635335e-08, /* 0x3E74442D, 0x00000000 */
147  5.39030252995776476554e-15, /* 0x3CF84698, 0x80000000 */
148  3.28200341580791294123e-22, /* 0x3B78CC51, 0x60000000 */
149  1.27065575308067607349e-29, /* 0x39F01B83, 0x80000000 */
150  1.22933308981111328932e-36, /* 0x387A2520, 0x40000000 */
151  2.73370053816464559624e-44, /* 0x36E38222, 0x80000000 */
152  2.16741683877804819444e-51, /* 0x3569F31D, 0x00000000 */
153};
154
155#ifdef __STDC__
156static const double                     
157#else
158static double                   
159#endif
160zero   = 0.0,
161one    = 1.0,
162two24   =  1.67772160000000000000e+07, /* 0x41700000, 0x00000000 */
163twon24  =  5.96046447753906250000e-08; /* 0x3E700000, 0x00000000 */
164
165#ifdef __STDC__
166        int __kernel_rem_pio2(double *x, double *y, int e0, int nx, int prec, const __int32_t *ipio2) 
167#else
168        int __kernel_rem_pio2(x,y,e0,nx,prec,ipio2)     
169        double x[], y[]; int e0,nx,prec; __int32_t ipio2[];
170#endif
171{
172        __int32_t jz,jx,jv,jp,jk,carry,n,iq[20],i,j,k,m,q0,ih;
173        double z,fw,f[20],fq[20],q[20];
174
175    /* initialize jk*/
176        jk = init_jk[prec];
177        jp = jk;
178
179    /* determine jx,jv,q0, note that 3>q0 */
180        jx =  nx-1;
181        jv = (e0-3)/24; if(jv<0) jv=0;
182        q0 =  e0-24*(jv+1);
183
184    /* set up f[0] to f[jx+jk] where f[jx+jk] = ipio2[jv+jk] */
185        j = jv-jx; m = jx+jk;
186        for(i=0;i<=m;i++,j++) f[i] = (j<0)? zero : (double) ipio2[j];
187
188    /* compute q[0],q[1],...q[jk] */
189        for (i=0;i<=jk;i++) {
190            for(j=0,fw=0.0;j<=jx;j++) fw += x[j]*f[jx+i-j]; q[i] = fw;
191        }
192
193        jz = jk;
194recompute:
195    /* distill q[] into iq[] reversingly */
196        for(i=0,j=jz,z=q[jz];j>0;i++,j--) {
197            fw    =  (double)((__int32_t)(twon24* z));
198            iq[i] =  (__int32_t)(z-two24*fw);
199            z     =  q[j-1]+fw;
200        }
201
202    /* compute n */
203        z  = scalbn(z,(int)q0);         /* actual value of z */
204        z -= 8.0*floor(z*0.125);                /* trim off integer >= 8 */
205        n  = (__int32_t) z;
206        z -= (double)n;
207        ih = 0;
208        if(q0>0) {      /* need iq[jz-1] to determine n */
209            i  = (iq[jz-1]>>(24-q0)); n += i;
210            iq[jz-1] -= i<<(24-q0);
211            ih = iq[jz-1]>>(23-q0);
212        } 
213        else if(q0==0) ih = iq[jz-1]>>23;
214        else if(z>=0.5) ih=2;
215
216        if(ih>0) {      /* q > 0.5 */
217            n += 1; carry = 0;
218            for(i=0;i<jz ;i++) {        /* compute 1-q */
219                j = iq[i];
220                if(carry==0) {
221                    if(j!=0) {
222                        carry = 1; iq[i] = 0x1000000- j;
223                    }
224                } else  iq[i] = 0xffffff - j;
225            }
226            if(q0>0) {          /* rare case: chance is 1 in 12 */
227                switch(q0) {
228                case 1:
229                   iq[jz-1] &= 0x7fffff; break;
230                case 2:
231                   iq[jz-1] &= 0x3fffff; break;
232                }
233            }
234            if(ih==2) {
235                z = one - z;
236                if(carry!=0) z -= scalbn(one,(int)q0);
237            }
238        }
239
240    /* check if recomputation is needed */
241        if(z==zero) {
242            j = 0;
243            for (i=jz-1;i>=jk;i--) j |= iq[i];
244            if(j==0) { /* need recomputation */
245                for(k=1;iq[jk-k]==0;k++);   /* k = no. of terms needed */
246
247                for(i=jz+1;i<=jz+k;i++) {   /* add q[jz+1] to q[jz+k] */
248                    f[jx+i] = (double) ipio2[jv+i];
249                    for(j=0,fw=0.0;j<=jx;j++) fw += x[j]*f[jx+i-j];
250                    q[i] = fw;
251                }
252                jz += k;
253                goto recompute;
254            }
255        }
256
257    /* chop off zero terms */
258        if(z==0.0) {
259            jz -= 1; q0 -= 24;
260            while(iq[jz]==0) { jz--; q0-=24;}
261        } else { /* break z into 24-bit if necessary */
262            z = scalbn(z,-(int)q0);
263            if(z>=two24) { 
264                fw = (double)((__int32_t)(twon24*z));
265                iq[jz] = (__int32_t)(z-two24*fw);
266                jz += 1; q0 += 24;
267                iq[jz] = (__int32_t) fw;
268            } else iq[jz] = (__int32_t) z ;
269        }
270
271    /* convert integer "bit" chunk to floating-point value */
272        fw = scalbn(one,(int)q0);
273        for(i=jz;i>=0;i--) {
274            q[i] = fw*(double)iq[i]; fw*=twon24;
275        }
276
277    /* compute PIo2[0,...,jp]*q[jz,...,0] */
278        for(i=jz;i>=0;i--) {
279            for(fw=0.0,k=0;k<=jp&&k<=jz-i;k++) fw += PIo2[k]*q[i+k];
280            fq[jz-i] = fw;
281        }
282
283    /* compress fq[] into y[] */
284        switch(prec) {
285            case 0:
286                fw = 0.0;
287                for (i=jz;i>=0;i--) fw += fq[i];
288                y[0] = (ih==0)? fw: -fw; 
289                break;
290            case 1:
291            case 2:
292                fw = 0.0;
293                for (i=jz;i>=0;i--) fw += fq[i]; 
294                y[0] = (ih==0)? fw: -fw; 
295                fw = fq[0]-fw;
296                for (i=1;i<=jz;i++) fw += fq[i];
297                y[1] = (ih==0)? fw: -fw; 
298                break;
299            case 3:     /* painful */
300                for (i=jz;i>0;i--) {
301                    fw      = fq[i-1]+fq[i]; 
302                    fq[i]  += fq[i-1]-fw;
303                    fq[i-1] = fw;
304                }
305                for (i=jz;i>1;i--) {
306                    fw      = fq[i-1]+fq[i]; 
307                    fq[i]  += fq[i-1]-fw;
308                    fq[i-1] = fw;
309                }
310                for (fw=0.0,i=jz;i>=2;i--) fw += fq[i]; 
311                if(ih==0) {
312                    y[0] =  fq[0]; y[1] =  fq[1]; y[2] =  fw;
313                } else {
314                    y[0] = -fq[0]; y[1] = -fq[1]; y[2] = -fw;
315                }
316        }
317        return n&7;
318}
319
320#endif /* defined(_DOUBLE_IS_32BITS) */
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.