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  • Committer: Bazaar Package Importer
  • Author(s): Noah Slater
  • Date: 2008-02-06 17:03:38 UTC
  • Revision ID: james.westby@ubuntu.com-20080206170338-y411anylx3oplqid
Tags: upstream-0.7.3~svn684
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1
/* -*- Mode: C; tab-width: 8; indent-tabs-mode: nil; c-basic-offset: 4 -*-
 
2
 *
 
3
 * ***** BEGIN LICENSE BLOCK *****
 
4
 * Version: MPL 1.1/GPL 2.0/LGPL 2.1
 
5
 *
 
6
 * The contents of this file are subject to the Mozilla Public License Version
 
7
 * 1.1 (the "License"); you may not use this file except in compliance with
 
8
 * the License. You may obtain a copy of the License at
 
9
 * http://www.mozilla.org/MPL/
 
10
 *
 
11
 * Software distributed under the License is distributed on an "AS IS" basis,
 
12
 * WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, either express or implied. See the License
 
13
 * for the specific language governing rights and limitations under the
 
14
 * License.
 
15
 *
 
16
 * The Original Code is Mozilla Communicator client code, released
 
17
 * March 31, 1998.
 
18
 *
 
19
 * The Initial Developer of the Original Code is
 
20
 * Sun Microsystems, Inc.
 
21
 * Portions created by the Initial Developer are Copyright (C) 1998
 
22
 * the Initial Developer. All Rights Reserved.
 
23
 *
 
24
 * Contributor(s):
 
25
 *
 
26
 * Alternatively, the contents of this file may be used under the terms of
 
27
 * either of the GNU General Public License Version 2 or later (the "GPL"),
 
28
 * or the GNU Lesser General Public License Version 2.1 or later (the "LGPL"),
 
29
 * in which case the provisions of the GPL or the LGPL are applicable instead
 
30
 * of those above. If you wish to allow use of your version of this file only
 
31
 * under the terms of either the GPL or the LGPL, and not to allow others to
 
32
 * use your version of this file under the terms of the MPL, indicate your
 
33
 * decision by deleting the provisions above and replace them with the notice
 
34
 * and other provisions required by the GPL or the LGPL. If you do not delete
 
35
 * the provisions above, a recipient may use your version of this file under
 
36
 * the terms of any one of the MPL, the GPL or the LGPL.
 
37
 *
 
38
 * ***** END LICENSE BLOCK ***** */
 
39
 
 
40
/* @(#)k_rem_pio2.c 1.3 95/01/18 */
 
41
/*
 
42
 * ====================================================
 
43
 * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
 
44
 *
 
45
 * Developed at SunSoft, a Sun Microsystems, Inc. business.
 
46
 * Permission to use, copy, modify, and distribute this
 
47
 * software is freely granted, provided that this notice 
 
48
 * is preserved.
 
49
 * ====================================================
 
50
 */
 
51
 
 
52
/*
 
53
 * __kernel_rem_pio2(x,y,e0,nx,prec,ipio2)
 
54
 * double x[],y[]; int e0,nx,prec; int ipio2[];
 
55
 * 
 
56
 * __kernel_rem_pio2 return the last three digits of N with 
 
57
 *              y = x - N*pi/2
 
58
 * so that |y| < pi/2.
 
59
 *
 
60
 * The method is to compute the integer (mod 8) and fraction parts of 
 
61
 * (2/pi)*x without doing the full multiplication. In general we
 
62
 * skip the part of the product that are known to be a huge integer (
 
63
 * more accurately, = 0 mod 8 ). Thus the number of operations are
 
64
 * independent of the exponent of the input.
 
65
 *
 
66
 * (2/pi) is represented by an array of 24-bit integers in ipio2[].
 
67
 *
 
68
 * Input parameters:
 
69
 *      x[]     The input value (must be positive) is broken into nx 
 
70
 *              pieces of 24-bit integers in double precision format.
 
71
 *              x[i] will be the i-th 24 bit of x. The scaled exponent 
 
72
 *              of x[0] is given in input parameter e0 (i.e., x[0]*2^e0 
 
73
 *              match x's up to 24 bits.
 
74
 *
 
75
 *              Example of breaking a double positive z into x[0]+x[1]+x[2]:
 
76
 *                      e0 = ilogb(z)-23
 
77
 *                      z  = scalbn(z,-e0)
 
78
 *              for i = 0,1,2
 
79
 *                      x[i] = floor(z)
 
80
 *                      z    = (z-x[i])*2**24
 
81
 *
 
82
 *
 
83
 *      y[]     ouput result in an array of double precision numbers.
 
84
 *              The dimension of y[] is:
 
85
 *                      24-bit  precision       1
 
86
 *                      53-bit  precision       2
 
87
 *                      64-bit  precision       2
 
88
 *                      113-bit precision       3
 
89
 *              The actual value is the sum of them. Thus for 113-bit
 
90
 *              precison, one may have to do something like:
 
91
 *
 
92
 *              long double t,w,r_head, r_tail;
 
93
 *              t = (long double)y[2] + (long double)y[1];
 
94
 *              w = (long double)y[0];
 
95
 *              r_head = t+w;
 
96
 *              r_tail = w - (r_head - t);
 
97
 *
 
98
 *      e0      The exponent of x[0]
 
99
 *
 
100
 *      nx      dimension of x[]
 
101
 *
 
102
 *      prec    an integer indicating the precision:
 
103
 *                      0       24  bits (single)
 
104
 *                      1       53  bits (double)
 
105
 *                      2       64  bits (extended)
 
106
 *                      3       113 bits (quad)
 
107
 *
 
108
 *      ipio2[]
 
109
 *              integer array, contains the (24*i)-th to (24*i+23)-th 
 
110
 *              bit of 2/pi after binary point. The corresponding 
 
111
 *              floating value is
 
112
 *
 
113
 *                      ipio2[i] * 2^(-24(i+1)).
 
114
 *
 
115
 * External function:
 
116
 *      double scalbn(), floor();
 
117
 *
 
118
 *
 
119
 * Here is the description of some local variables:
 
120
 *
 
121
 *      jk      jk+1 is the initial number of terms of ipio2[] needed
 
122
 *              in the computation. The recommended value is 2,3,4,
 
123
 *              6 for single, double, extended,and quad.
 
124
 *
 
125
 *      jz      local integer variable indicating the number of 
 
126
 *              terms of ipio2[] used. 
 
127
 *
 
128
 *      jx      nx - 1
 
129
 *
 
130
 *      jv      index for pointing to the suitable ipio2[] for the
 
131
 *              computation. In general, we want
 
132
 *                      ( 2^e0*x[0] * ipio2[jv-1]*2^(-24jv) )/8
 
133
 *              is an integer. Thus
 
134
 *                      e0-3-24*jv >= 0 or (e0-3)/24 >= jv
 
135
 *              Hence jv = max(0,(e0-3)/24).
 
136
 *
 
137
 *      jp      jp+1 is the number of terms in PIo2[] needed, jp = jk.
 
138
 *
 
139
 *      q[]     double array with integral value, representing the
 
140
 *              24-bits chunk of the product of x and 2/pi.
 
141
 *
 
142
 *      q0      the corresponding exponent of q[0]. Note that the
 
143
 *              exponent for q[i] would be q0-24*i.
 
144
 *
 
145
 *      PIo2[]  double precision array, obtained by cutting pi/2
 
146
 *              into 24 bits chunks. 
 
147
 *
 
148
 *      f[]     ipio2[] in floating point 
 
149
 *
 
150
 *      iq[]    integer array by breaking up q[] in 24-bits chunk.
 
151
 *
 
152
 *      fq[]    final product of x*(2/pi) in fq[0],..,fq[jk]
 
153
 *
 
154
 *      ih      integer. If >0 it indicates q[] is >= 0.5, hence
 
155
 *              it also indicates the *sign* of the result.
 
156
 *
 
157
 */
 
158
 
 
159
 
 
160
/*
 
161
 * Constants:
 
162
 * The hexadecimal values are the intended ones for the following 
 
163
 * constants. The decimal values may be used, provided that the 
 
164
 * compiler will convert from decimal to binary accurately enough 
 
165
 * to produce the hexadecimal values shown.
 
166
 */
 
167
 
 
168
#include "fdlibm.h"
 
169
 
 
170
#ifdef __STDC__
 
171
static const int init_jk[] = {2,3,4,6}; /* initial value for jk */
 
172
#else
 
173
static int init_jk[] = {2,3,4,6}; 
 
174
#endif
 
175
 
 
176
#ifdef __STDC__
 
177
static const double PIo2[] = {
 
178
#else
 
179
static double PIo2[] = {
 
180
#endif
 
181
  1.57079625129699707031e+00, /* 0x3FF921FB, 0x40000000 */
 
182
  7.54978941586159635335e-08, /* 0x3E74442D, 0x00000000 */
 
183
  5.39030252995776476554e-15, /* 0x3CF84698, 0x80000000 */
 
184
  3.28200341580791294123e-22, /* 0x3B78CC51, 0x60000000 */
 
185
  1.27065575308067607349e-29, /* 0x39F01B83, 0x80000000 */
 
186
  1.22933308981111328932e-36, /* 0x387A2520, 0x40000000 */
 
187
  2.73370053816464559624e-44, /* 0x36E38222, 0x80000000 */
 
188
  2.16741683877804819444e-51, /* 0x3569F31D, 0x00000000 */
 
189
};
 
190
 
 
191
#ifdef __STDC__
 
192
static const double                     
 
193
#else
 
194
static double                   
 
195
#endif
 
196
zero   = 0.0,
 
197
one    = 1.0,
 
198
two24   =  1.67772160000000000000e+07, /* 0x41700000, 0x00000000 */
 
199
twon24  =  5.96046447753906250000e-08; /* 0x3E700000, 0x00000000 */
 
200
 
 
201
#ifdef __STDC__
 
202
        int __kernel_rem_pio2(double *x, double *y, int e0, int nx, int prec, const int *ipio2) 
 
203
#else
 
204
        int __kernel_rem_pio2(x,y,e0,nx,prec,ipio2)     
 
205
        double x[], y[]; int e0,nx,prec; int ipio2[];
 
206
#endif
 
207
{
 
208
        int jz,jx,jv,jp,jk,carry,n,iq[20],i,j,k,m,q0,ih;
 
209
        double z,fw,f[20],fq[20],q[20];
 
210
 
 
211
    /* initialize jk*/
 
212
        jk = init_jk[prec];
 
213
        jp = jk;
 
214
 
 
215
    /* determine jx,jv,q0, note that 3>q0 */
 
216
        jx =  nx-1;
 
217
        jv = (e0-3)/24; if(jv<0) jv=0;
 
218
        q0 =  e0-24*(jv+1);
 
219
 
 
220
    /* set up f[0] to f[jx+jk] where f[jx+jk] = ipio2[jv+jk] */
 
221
        j = jv-jx; m = jx+jk;
 
222
        for(i=0;i<=m;i++,j++) f[i] = (j<0)? zero : (double) ipio2[j];
 
223
 
 
224
    /* compute q[0],q[1],...q[jk] */
 
225
        for (i=0;i<=jk;i++) {
 
226
            for(j=0,fw=0.0;j<=jx;j++) fw += x[j]*f[jx+i-j]; q[i] = fw;
 
227
        }
 
228
 
 
229
        jz = jk;
 
230
recompute:
 
231
    /* distill q[] into iq[] reversingly */
 
232
        for(i=0,j=jz,z=q[jz];j>0;i++,j--) {
 
233
            fw    =  (double)((int)(twon24* z));
 
234
            iq[i] =  (int)(z-two24*fw);
 
235
            z     =  q[j-1]+fw;
 
236
        }
 
237
 
 
238
    /* compute n */
 
239
        z  = fd_scalbn(z,q0);           /* actual value of z */
 
240
        z -= 8.0*fd_floor(z*0.125);             /* trim off integer >= 8 */
 
241
        n  = (int) z;
 
242
        z -= (double)n;
 
243
        ih = 0;
 
244
        if(q0>0) {      /* need iq[jz-1] to determine n */
 
245
            i  = (iq[jz-1]>>(24-q0)); n += i;
 
246
            iq[jz-1] -= i<<(24-q0);
 
247
            ih = iq[jz-1]>>(23-q0);
 
248
        } 
 
249
        else if(q0==0) ih = iq[jz-1]>>23;
 
250
        else if(z>=0.5) ih=2;
 
251
 
 
252
        if(ih>0) {      /* q > 0.5 */
 
253
            n += 1; carry = 0;
 
254
            for(i=0;i<jz ;i++) {        /* compute 1-q */
 
255
                j = iq[i];
 
256
                if(carry==0) {
 
257
                    if(j!=0) {
 
258
                        carry = 1; iq[i] = 0x1000000- j;
 
259
                    }
 
260
                } else  iq[i] = 0xffffff - j;
 
261
            }
 
262
            if(q0>0) {          /* rare case: chance is 1 in 12 */
 
263
                switch(q0) {
 
264
                case 1:
 
265
                   iq[jz-1] &= 0x7fffff; break;
 
266
                case 2:
 
267
                   iq[jz-1] &= 0x3fffff; break;
 
268
                }
 
269
            }
 
270
            if(ih==2) {
 
271
                z = one - z;
 
272
                if(carry!=0) z -= fd_scalbn(one,q0);
 
273
            }
 
274
        }
 
275
 
 
276
    /* check if recomputation is needed */
 
277
        if(z==zero) {
 
278
            j = 0;
 
279
            for (i=jz-1;i>=jk;i--) j |= iq[i];
 
280
            if(j==0) { /* need recomputation */
 
281
                for(k=1;iq[jk-k]==0;k++);   /* k = no. of terms needed */
 
282
 
 
283
                for(i=jz+1;i<=jz+k;i++) {   /* add q[jz+1] to q[jz+k] */
 
284
                    f[jx+i] = (double) ipio2[jv+i];
 
285
                    for(j=0,fw=0.0;j<=jx;j++) fw += x[j]*f[jx+i-j];
 
286
                    q[i] = fw;
 
287
                }
 
288
                jz += k;
 
289
                goto recompute;
 
290
            }
 
291
        }
 
292
 
 
293
    /* chop off zero terms */
 
294
        if(z==0.0) {
 
295
            jz -= 1; q0 -= 24;
 
296
            while(iq[jz]==0) { jz--; q0-=24;}
 
297
        } else { /* break z into 24-bit if necessary */
 
298
            z = fd_scalbn(z,-q0);
 
299
            if(z>=two24) { 
 
300
                fw = (double)((int)(twon24*z));
 
301
                iq[jz] = (int)(z-two24*fw);
 
302
                jz += 1; q0 += 24;
 
303
                iq[jz] = (int) fw;
 
304
            } else iq[jz] = (int) z ;
 
305
        }
 
306
 
 
307
    /* convert integer "bit" chunk to floating-point value */
 
308
        fw = fd_scalbn(one,q0);
 
309
        for(i=jz;i>=0;i--) {
 
310
            q[i] = fw*(double)iq[i]; fw*=twon24;
 
311
        }
 
312
 
 
313
    /* compute PIo2[0,...,jp]*q[jz,...,0] */
 
314
        for(i=jz;i>=0;i--) {
 
315
            for(fw=0.0,k=0;k<=jp&&k<=jz-i;k++) fw += PIo2[k]*q[i+k];
 
316
            fq[jz-i] = fw;
 
317
        }
 
318
 
 
319
    /* compress fq[] into y[] */
 
320
        switch(prec) {
 
321
            case 0:
 
322
                fw = 0.0;
 
323
                for (i=jz;i>=0;i--) fw += fq[i];
 
324
                y[0] = (ih==0)? fw: -fw; 
 
325
                break;
 
326
            case 1:
 
327
            case 2:
 
328
                fw = 0.0;
 
329
                for (i=jz;i>=0;i--) fw += fq[i]; 
 
330
                y[0] = (ih==0)? fw: -fw; 
 
331
                fw = fq[0]-fw;
 
332
                for (i=1;i<=jz;i++) fw += fq[i];
 
333
                y[1] = (ih==0)? fw: -fw; 
 
334
                break;
 
335
            case 3:     /* painful */
 
336
                for (i=jz;i>0;i--) {
 
337
                    fw      = fq[i-1]+fq[i]; 
 
338
                    fq[i]  += fq[i-1]-fw;
 
339
                    fq[i-1] = fw;
 
340
                }
 
341
                for (i=jz;i>1;i--) {
 
342
                    fw      = fq[i-1]+fq[i]; 
 
343
                    fq[i]  += fq[i-1]-fw;
 
344
                    fq[i-1] = fw;
 
345
                }
 
346
                for (fw=0.0,i=jz;i>=2;i--) fw += fq[i]; 
 
347
                if(ih==0) {
 
348
                    y[0] =  fq[0]; y[1] =  fq[1]; y[2] =  fw;
 
349
                } else {
 
350
                    y[0] = -fq[0]; y[1] = -fq[1]; y[2] = -fw;
 
351
                }
 
352
        }
 
353
        return n&7;
 
354
}