lib/msun/src/s_cexp.c

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 2011 David Schultz <das@FreeBSD.ORG>
   5  * All rights reserved.
   6  *
   7  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   8  * modification, are permitted provided that the following conditions
   9  * are met:
  10  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  12  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  13  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  14  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  15  *
  16  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  17  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  18  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  19  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  20  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  21  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  22  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  23  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  24  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  25  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  26  * SUCH DAMAGE.
  27  */
  28
  29 #include <sys/cdefs.h>
  30 #include <complex.h>
  31 #include <float.h>
  32 #include <math.h>
  33
  34 #include "math_private.h"
  35
  36 static const uint32_t
  37 exp_ovfl  = 0x40862e42,                 /* high bits of MAX_EXP * ln2 ~= 710 */
  38 cexp_ovfl = 0x4096b8e4;                 /* (MAX_EXP - MIN_DENORM_EXP) * ln2 */
  39
  40 double complex
  41 cexp(double complex z)
  42 {
  43         double c, exp_x, s, x, y;
  44         uint32_t hx, hy, lx, ly;
  45
  46         x = creal(z);
  47         y = cimag(z);
  48
  49         EXTRACT_WORDS(hy, ly, y);
  50         hy &= 0x7fffffff;
  51
  52         /* cexp(x + I 0) = exp(x) + I 0 */
  53         if ((hy | ly) == 0)
  54                 return (CMPLX(exp(x), y));
  55         EXTRACT_WORDS(hx, lx, x);
  56         /* cexp(0 + I y) = cos(y) + I sin(y) */
  57         if (((hx & 0x7fffffff) | lx) == 0) {
  58                 sincos(y, &s, &c);
  59                 return (CMPLX(c, s));
  60         }
  61
  62         if (hy >= 0x7ff00000) {
  63                 if (lx != 0 || (hx & 0x7fffffff) != 0x7ff00000) {
  64                         /* cexp(finite|NaN +- I Inf|NaN) = NaN + I NaN */
  65                         return (CMPLX(y - y, y - y));
  66                 } else if (hx & 0x80000000) {
  67                         /* cexp(-Inf +- I Inf|NaN) = 0 + I 0 */
  68                         return (CMPLX(0.0, 0.0));
  69                 } else {
  70                         /* cexp(+Inf +- I Inf|NaN) = Inf + I NaN */
  71                         return (CMPLX(x, y - y));
  72                 }
  73         }
  74
  75         if (hx >= exp_ovfl && hx <= cexp_ovfl) {
  76                 /*
  77                  * x is between 709.7 and 1454.3, so we must scale to avoid
  78                  * overflow in exp(x).
  79                  */
  80                 return (__ldexp_cexp(z, 0));
  81         } else {
  82                 /*
  83                  * Cases covered here:
  84                  *  -  x < exp_ovfl and exp(x) won't overflow (common case)
  85                  *  -  x > cexp_ovfl, so exp(x) * s overflows for all s > 0
  86                  *  -  x = +-Inf (generated by exp())
  87                  *  -  x = NaN (spurious inexact exception from y)
  88                  */
  89                 exp_x = exp(x);
  90                 sincos(y, &s, &c);
  91                 return (CMPLX(exp_x * c, exp_x * s));
  92         }
  93 }
  94
  95 #if (LDBL_MANT_DIG == 53)
  96 __weak_reference(cexp, cexpl);
  97 #endif