lib/msun/src/math.h

   1 /*
   2  * ====================================================
   3  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
   4  *
   5  * Developed at SunPro, a Sun Microsystems, Inc. business.
   6  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
   7  * software is freely granted, provided that this notice
   8  * is preserved.
   9  * ====================================================
  10  */
  11
  12 /*
  13  * from: @(#)fdlibm.h 5.1 93/09/24
  14  * $FreeBSD$
  15  */
  16
  17 #ifndef _MATH_H_
  18 #define _MATH_H_
  19
  20 #include <sys/cdefs.h>
  21 #include <sys/_types.h>
  22 #include <machine/_limits.h>
  23
  24 /*
  25  * ANSI/POSIX
  26  */
  27 extern const union __infinity_un {
  28         unsigned char   __uc[8];
  29         double          __ud;
  30 } __infinity;
  31
  32 extern const union __nan_un {
  33         unsigned char   __uc[sizeof(float)];
  34         float           __uf;
  35 } __nan;
  36
  37 #if __GNUC_PREREQ__(3, 3)
  38 #define __MATH_BUILTIN_CONSTANTS
  39 #endif
  40
  41 #if __GNUC_PREREQ__(3, 0)
  42 #define __MATH_BUILTIN_RELOPS
  43 #endif
  44
  45 #ifdef __MATH_BUILTIN_CONSTANTS
  46 #define HUGE_VAL        __builtin_huge_val()
  47 #else
  48 #define HUGE_VAL        (__infinity.__ud)
  49 #endif
  50
  51 #if __ISO_C_VISIBLE >= 1999
  52 #define FP_ILOGB0       (-__INT_MAX)
  53 #define FP_ILOGBNAN     __INT_MAX
  54
  55 #ifdef __MATH_BUILTIN_CONSTANTS
  56 #define HUGE_VALF       __builtin_huge_valf()
  57 #define HUGE_VALL       __builtin_huge_vall()
  58 #define INFINITY        __builtin_inff()
  59 #define NAN             __builtin_nanf("")
  60 #else
  61 #define HUGE_VALF       (float)HUGE_VAL
  62 #define HUGE_VALL       (long double)HUGE_VAL
  63 #define INFINITY        HUGE_VALF
  64 #define NAN             (__nan.__uf)
  65 #endif /* __MATH_BUILTIN_CONSTANTS */
  66
  67 #define MATH_ERRNO      1
  68 #define MATH_ERREXCEPT  2
  69 #define math_errhandling        MATH_ERREXCEPT
  70
  71 #define FP_FAST_FMAF    1
  72
  73 /* Symbolic constants to classify floating point numbers. */
  74 #define FP_INFINITE     0x01
  75 #define FP_NAN          0x02
  76 #define FP_NORMAL       0x04
  77 #define FP_SUBNORMAL    0x08
  78 #define FP_ZERO         0x10
  79
  80 #if __STDC_VERSION__ >= 201112L || __has_extension(c_generic_selections)
  81 #define __fp_type_select(x, f, d, ld) __extension__ _Generic((x),       \
  82     float: f(x),                                                        \
  83     double: d(x),                                                       \
  84     long double: ld(x))
  85 #elif __GNUC_PREREQ__(3, 1) && !defined(__cplusplus)
  86 #define __fp_type_select(x, f, d, ld) __builtin_choose_expr(            \
  87     __builtin_types_compatible_p(__typeof(x), long double), ld(x),      \
  88     __builtin_choose_expr(                                              \
  89     __builtin_types_compatible_p(__typeof(x), double), d(x),            \
  90     __builtin_choose_expr(                                              \
  91     __builtin_types_compatible_p(__typeof(x), float), f(x), (void)0)))
  92 #else
  93 #define  __fp_type_select(x, f, d, ld)                                  \
  94     ((sizeof(x) == sizeof(float)) ? f(x)                                \
  95     : (sizeof(x) == sizeof(double)) ? d(x)                              \
  96     : ld(x))
  97 #endif
  98
  99 #define fpclassify(x) \
 100         __fp_type_select(x, __fpclassifyf, __fpclassifyd, __fpclassifyl)
 101 #define isfinite(x) __fp_type_select(x, __isfinitef, __isfinite, __isfinitel)
 102 #define isinf(x) __fp_type_select(x, __isinff, __isinf, __isinfl)
 103 #define isnan(x) \
 104         __fp_type_select(x, __inline_isnanf, __inline_isnan, __inline_isnanl)
 105 #define isnormal(x) __fp_type_select(x, __isnormalf, __isnormal, __isnormall)
 106
 107 #ifdef __MATH_BUILTIN_RELOPS
 108 #define isgreater(x, y)         __builtin_isgreater((x), (y))
 109 #define isgreaterequal(x, y)    __builtin_isgreaterequal((x), (y))
 110 #define isless(x, y)            __builtin_isless((x), (y))
 111 #define islessequal(x, y)       __builtin_islessequal((x), (y))
 112 #define islessgreater(x, y)     __builtin_islessgreater((x), (y))
 113 #define isunordered(x, y)       __builtin_isunordered((x), (y))
 114 #else
 115 #define isgreater(x, y)         (!isunordered((x), (y)) && (x) > (y))
 116 #define isgreaterequal(x, y)    (!isunordered((x), (y)) && (x) >= (y))
 117 #define isless(x, y)            (!isunordered((x), (y)) && (x) < (y))
 118 #define islessequal(x, y)       (!isunordered((x), (y)) && (x) <= (y))
 119 #define islessgreater(x, y)     (!isunordered((x), (y)) && \
 120                                         ((x) > (y) || (y) > (x)))
 121 #define isunordered(x, y)       (isnan(x) || isnan(y))
 122 #endif /* __MATH_BUILTIN_RELOPS */
 123
 124 #define signbit(x) __fp_type_select(x, __signbitf, __signbit, __signbitl)
 125
 126 typedef __double_t      double_t;
 127 typedef __float_t       float_t;
 128 #endif /* __ISO_C_VISIBLE >= 1999 */
 129
 130 /*
 131  * XOPEN/SVID
 132  */
 133 #if __BSD_VISIBLE || __XSI_VISIBLE
 134 #define M_E             2.7182818284590452354   /* e */
 135 #define M_LOG2E         1.4426950408889634074   /* log 2e */
 136 #define M_LOG10E        0.43429448190325182765  /* log 10e */
 137 #define M_LN2           0.69314718055994530942  /* log e2 */
 138 #define M_LN10          2.30258509299404568402  /* log e10 */
 139 #define M_PI            3.14159265358979323846  /* pi */
 140 #define M_PI_2          1.57079632679489661923  /* pi/2 */
 141 #define M_PI_4          0.78539816339744830962  /* pi/4 */
 142 #define M_1_PI          0.31830988618379067154  /* 1/pi */
 143 #define M_2_PI          0.63661977236758134308  /* 2/pi */
 144 #define M_2_SQRTPI      1.12837916709551257390  /* 2/sqrt(pi) */
 145 #define M_SQRT2         1.41421356237309504880  /* sqrt(2) */
 146 #define M_SQRT1_2       0.70710678118654752440  /* 1/sqrt(2) */
 147
 148 #define MAXFLOAT        ((float)3.40282346638528860e+38)
 149 extern int signgam;
 150 #endif /* __BSD_VISIBLE || __XSI_VISIBLE */
 151
 152 #if __BSD_VISIBLE
 153 #if 0
 154 /* Old value from 4.4BSD-Lite math.h; this is probably better. */
 155 #define HUGE            HUGE_VAL
 156 #else
 157 #define HUGE            MAXFLOAT
 158 #endif
 159 #endif /* __BSD_VISIBLE */
 160
 161 /*
 162  * Most of these functions depend on the rounding mode and have the side
 163  * effect of raising floating-point exceptions, so they are not declared
 164  * as __pure2.  In C99, FENV_ACCESS affects the purity of these functions.
 165  */
 166 __BEGIN_DECLS
 167 /*
 168  * ANSI/POSIX
 169  */
 170 int     __fpclassifyd(double) __pure2;
 171 int     __fpclassifyf(float) __pure2;
 172 int     __fpclassifyl(long double) __pure2;
 173 int     __isfinitef(float) __pure2;
 174 int     __isfinite(double) __pure2;
 175 int     __isfinitel(long double) __pure2;
 176 int     __isinff(float) __pure2;
 177 int     __isinf(double) __pure2;
 178 int     __isinfl(long double) __pure2;
 179 int     __isnormalf(float) __pure2;
 180 int     __isnormal(double) __pure2;
 181 int     __isnormall(long double) __pure2;
 182 int     __signbit(double) __pure2;
 183 int     __signbitf(float) __pure2;
 184 int     __signbitl(long double) __pure2;
 185
 186 static __inline int
 187 __inline_isnan(__const double __x)
 188 {
 189
 190         return (__x != __x);
 191 }
 192
 193 static __inline int
 194 __inline_isnanf(__const float __x)
 195 {
 196
 197         return (__x != __x);
 198 }
 199
 200 static __inline int
 201 __inline_isnanl(__const long double __x)
 202 {
 203
 204         return (__x != __x);
 205 }
 206
 207 /*
 208  * Define the following aliases, for compatibility with glibc and CUDA.
 209  */
 210 #define __isnan __inline_isnan
 211 #define __isnanf __inline_isnanf
 212
 213 /*
 214  * Version 2 of the Single UNIX Specification (UNIX98) defined isnan() and
 215  * isinf() as functions taking double.  C99, and the subsequent POSIX revisions
 216  * (SUSv3, POSIX.1-2001, define it as a macro that accepts any real floating
 217  * point type.  If we are targeting SUSv2 and C99 or C11 (or C++11) then we
 218  * expose the newer definition, assuming that the language spec takes
 219  * precedence over the operating system interface spec.
 220  */
 221 #if     __XSI_VISIBLE > 0 && __XSI_VISIBLE < 600 && __ISO_C_VISIBLE < 1999
 222 #undef isinf
 223 #undef isnan
 224 int     isinf(double);
 225 int     isnan(double);
 226 #endif
 227
 228 double  acos(double);
 229 double  asin(double);
 230 double  atan(double);
 231 double  atan2(double, double);
 232 double  cos(double);
 233 double  sin(double);
 234 double  tan(double);
 235
 236 double  cosh(double);
 237 double  sinh(double);
 238 double  tanh(double);
 239
 240 double  exp(double);
 241 double  frexp(double, int *);   /* fundamentally !__pure2 */
 242 double  ldexp(double, int);
 243 double  log(double);
 244 double  log10(double);
 245 double  modf(double, double *); /* fundamentally !__pure2 */
 246
 247 double  pow(double, double);
 248 double  sqrt(double);
 249
 250 double  ceil(double);
 251 double  fabs(double) __pure2;
 252 double  floor(double);
 253 double  fmod(double, double);
 254
 255 /*
 256  * These functions are not in C90.
 257  */
 258 #if __BSD_VISIBLE || __ISO_C_VISIBLE >= 1999 || __XSI_VISIBLE
 259 double  acosh(double);
 260 double  asinh(double);
 261 double  atanh(double);
 262 double  cbrt(double);
 263 double  erf(double);
 264 double  erfc(double);
 265 double  exp2(double);
 266 double  expm1(double);
 267 double  fma(double, double, double);
 268 double  hypot(double, double);
 269 int     ilogb(double) __pure2;
 270 double  lgamma(double);
 271 long long llrint(double);
 272 long long llround(double);
 273 double  log1p(double);
 274 double  log2(double);
 275 double  logb(double);
 276 long    lrint(double);
 277 long    lround(double);
 278 double  nan(const char *) __pure2;
 279 double  nextafter(double, double);
 280 double  remainder(double, double);
 281 double  remquo(double, double, int *);
 282 double  rint(double);
 283 #endif /* __BSD_VISIBLE || __ISO_C_VISIBLE >= 1999 || __XSI_VISIBLE */
 284
 285 #if __BSD_VISIBLE || __XSI_VISIBLE
 286 double  j0(double);
 287 double  j1(double);
 288 double  jn(int, double);
 289 double  y0(double);
 290 double  y1(double);
 291 double  yn(int, double);
 292
 293 #if __XSI_VISIBLE <= 500 || __BSD_VISIBLE
 294 double  gamma(double);
 295 #endif
 296
 297 #if __XSI_VISIBLE <= 600 || __BSD_VISIBLE
 298 double  scalb(double, double);
 299 #endif
 300 #endif /* __BSD_VISIBLE || __XSI_VISIBLE */
 301
 302 #if __BSD_VISIBLE || __ISO_C_VISIBLE >= 1999
 303 double  copysign(double, double) __pure2;
 304 double  fdim(double, double);
 305 double  fmax(double, double) __pure2;
 306 double  fmin(double, double) __pure2;
 307 double  nearbyint(double);
 308 double  round(double);
 309 double  scalbln(double, long);
 310 double  scalbn(double, int);
 311 double  tgamma(double);
 312 double  trunc(double);
 313 #endif
 314
 315 /*
 316  * BSD math library entry points
 317  */
 318 #if __BSD_VISIBLE
 319 double  drem(double, double);
 320 int     finite(double) __pure2;
 321 int     isnanf(float) __pure2;
 322
 323 /*
 324  * Reentrant version of gamma & lgamma; passes signgam back by reference
 325  * as the second argument; user must allocate space for signgam.
 326  */
 327 double  gamma_r(double, int *);
 328 double  lgamma_r(double, int *);
 329
 330 /*
 331  * IEEE Test Vector
 332  */
 333 double  significand(double);
 334 #endif /* __BSD_VISIBLE */
 335
 336 /* float versions of ANSI/POSIX functions */
 337 #if __ISO_C_VISIBLE >= 1999
 338 float   acosf(float);
 339 float   asinf(float);
 340 float   atanf(float);
 341 float   atan2f(float, float);
 342 float   cosf(float);
 343 float   sinf(float);
 344 float   tanf(float);
 345
 346 float   coshf(float);
 347 float   sinhf(float);
 348 float   tanhf(float);
 349
 350 float   exp2f(float);
 351 float   expf(float);
 352 float   expm1f(float);
 353 float   frexpf(float, int *);   /* fundamentally !__pure2 */
 354 int     ilogbf(float) __pure2;
 355 float   ldexpf(float, int);
 356 float   log10f(float);
 357 float   log1pf(float);
 358 float   log2f(float);
 359 float   logf(float);
 360 float   modff(float, float *);  /* fundamentally !__pure2 */
 361
 362 float   powf(float, float);
 363 float   sqrtf(float);
 364
 365 float   ceilf(float);
 366 float   fabsf(float) __pure2;
 367 float   floorf(float);
 368 float   fmodf(float, float);
 369 float   roundf(float);
 370
 371 float   erff(float);
 372 float   erfcf(float);
 373 float   hypotf(float, float);
 374 float   lgammaf(float);
 375 float   tgammaf(float);
 376
 377 float   acoshf(float);
 378 float   asinhf(float);
 379 float   atanhf(float);
 380 float   cbrtf(float);
 381 float   logbf(float);
 382 float   copysignf(float, float) __pure2;
 383 long long llrintf(float);
 384 long long llroundf(float);
 385 long    lrintf(float);
 386 long    lroundf(float);
 387 float   nanf(const char *) __pure2;
 388 float   nearbyintf(float);
 389 float   nextafterf(float, float);
 390 float   remainderf(float, float);
 391 float   remquof(float, float, int *);
 392 float   rintf(float);
 393 float   scalblnf(float, long);
 394 float   scalbnf(float, int);
 395 float   truncf(float);
 396
 397 float   fdimf(float, float);
 398 float   fmaf(float, float, float);
 399 float   fmaxf(float, float) __pure2;
 400 float   fminf(float, float) __pure2;
 401 #endif
 402
 403 /*
 404  * float versions of BSD math library entry points
 405  */
 406 #if __BSD_VISIBLE
 407 float   dremf(float, float);
 408 int     finitef(float) __pure2;
 409 float   gammaf(float);
 410 float   j0f(float);
 411 float   j1f(float);
 412 float   jnf(int, float);
 413 float   scalbf(float, float);
 414 float   y0f(float);
 415 float   y1f(float);
 416 float   ynf(int, float);
 417
 418 /*
 419  * Float versions of reentrant version of gamma & lgamma; passes
 420  * signgam back by reference as the second argument; user must
 421  * allocate space for signgam.
 422  */
 423 float   gammaf_r(float, int *);
 424 float   lgammaf_r(float, int *);
 425
 426 /*
 427  * float version of IEEE Test Vector
 428  */
 429 float   significandf(float);
 430 #endif  /* __BSD_VISIBLE */
 431
 432 /*
 433  * long double versions of ISO/POSIX math functions
 434  */
 435 #if __ISO_C_VISIBLE >= 1999
 436 long double     acoshl(long double);
 437 long double     acosl(long double);
 438 long double     asinhl(long double);
 439 long double     asinl(long double);
 440 long double     atan2l(long double, long double);
 441 long double     atanhl(long double);
 442 long double     atanl(long double);
 443 long double     cbrtl(long double);
 444 long double     ceill(long double);
 445 long double     copysignl(long double, long double) __pure2;
 446 long double     coshl(long double);
 447 long double     cosl(long double);
 448 long double     erfcl(long double);
 449 long double     erfl(long double);
 450 long double     exp2l(long double);
 451 long double     expl(long double);
 452 long double     expm1l(long double);
 453 long double     fabsl(long double) __pure2;
 454 long double     fdiml(long double, long double);
 455 long double     floorl(long double);
 456 long double     fmal(long double, long double, long double);
 457 long double     fmaxl(long double, long double) __pure2;
 458 long double     fminl(long double, long double) __pure2;
 459 long double     fmodl(long double, long double);
 460 long double     frexpl(long double, int *); /* fundamentally !__pure2 */
 461 long double     hypotl(long double, long double);
 462 int             ilogbl(long double) __pure2;
 463 long double     ldexpl(long double, int);
 464 long double     lgammal(long double);
 465 long long       llrintl(long double);
 466 long long       llroundl(long double);
 467 long double     log10l(long double);
 468 long double     log1pl(long double);
 469 long double     log2l(long double);
 470 long double     logbl(long double);
 471 long double     logl(long double);
 472 long            lrintl(long double);
 473 long            lroundl(long double);
 474 long double     modfl(long double, long double *); /* fundamentally !__pure2 */
 475 long double     nanl(const char *) __pure2;
 476 long double     nearbyintl(long double);
 477 long double     nextafterl(long double, long double);
 478 double          nexttoward(double, long double);
 479 float           nexttowardf(float, long double);
 480 long double     nexttowardl(long double, long double);
 481 long double     powl(long double, long double);
 482 long double     remainderl(long double, long double);
 483 long double     remquol(long double, long double, int *);
 484 long double     rintl(long double);
 485 long double     roundl(long double);
 486 long double     scalblnl(long double, long);
 487 long double     scalbnl(long double, int);
 488 long double     sinhl(long double);
 489 long double     sinl(long double);
 490 long double     sqrtl(long double);
 491 long double     tanhl(long double);
 492 long double     tanl(long double);
 493 long double     tgammal(long double);
 494 long double     truncl(long double);
 495 #endif /* __ISO_C_VISIBLE >= 1999 */
 496
 497 #if __BSD_VISIBLE
 498 long double     lgammal_r(long double, int *);
 499 void            sincos(double, double *, double *);
 500 void            sincosf(float, float *, float *);
 501 void            sincosl(long double, long double *, long double *);
 502 double          cospi(double);
 503 float           cospif(float);
 504 long double     cospil(long double);
 505 double          sinpi(double);
 506 float           sinpif(float);
 507 long double     sinpil(long double);
 508 double          tanpi(double);
 509 float           tanpif(float);
 510 long double     tanpil(long double);
 511 #endif
 512
 513 __END_DECLS
 514
 515 #endif /* !_MATH_H_ */