]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/releng/10.2.git/blob - contrib/netbsd-tests/lib/libm/t_exp.c
- Copy stable/10@285827 to releng/10.2 in preparation for 10.2-RC1
[FreeBSD/releng/10.2.git] / contrib / netbsd-tests / lib / libm / t_exp.c
1 /* $NetBSD: t_exp.c,v 1.7 2014/03/17 11:08:11 martin Exp $ */
2
3 /*-
4  * Copyright (c) 2011 The NetBSD Foundation, Inc.
5  * All rights reserved.
6  *
7  * This code is derived from software contributed to The NetBSD Foundation
8  * by Jukka Ruohonen.
9  *
10  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
11  * modification, are permitted provided that the following conditions
12  * are met:
13  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
15  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
17  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
18  *
19  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE NETBSD FOUNDATION, INC. AND CONTRIBUTORS
20  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED
21  * TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR
22  * PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE FOUNDATION OR CONTRIBUTORS
23  * BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR
24  * CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF
25  * SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS
26  * INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
27  * CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE)
28  * ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE
29  * POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
30  */
31
32 #include <atf-c.h>
33 #include <math.h>
34 #include "t_libm.h"
35
36 /* y = exp(x) */
37 static const struct {
38         double x;
39         double y;
40         double e;
41 } exp_values[] = {
42         {  -10, 0.4539992976248485e-4, 1e-4, },
43         {   -5, 0.6737946999085467e-2, 1e-2, },
44         {   -1, 0.3678794411714423,    1e-1, },
45         { -0.1, 0.9048374180359595,    1e-1, },
46         {    0, 1.0000000000000000,    1,    },
47         {  0.1, 1.1051709180756477,    1,    },
48         {    1, 2.7182818284590452,    1,    },
49         {    5, 148.41315910257660,    1e2, },
50         {   10, 22026.465794806718,    1e4, },
51 };
52
53 /*
54  * exp2/exp2f(3)
55  */
56 ATF_LIBM_TEST(exp2_is_nan, "Test exp2(x) == NaN")
57 {
58 #ifdef T_LIBM_NAN
59         T_LIBM_CHECK_NAN(0, exp2, T_LIBM_NAN);
60         T_LIBM_CHECK_NAN(0, exp2f, T_LIBM_NAN);
61 #else
62         atf_tc_skip("no NaN on this machine");
63 #endif
64 }
65
66 ATF_LIBM_TEST(exp2_is_plus_zero, "Test exp2(x) == +0.0")
67 {
68 #ifdef T_LIBM_MINUS_INF
69         T_LIBM_CHECK_PLUS_ZERO(0, exp2, T_LIBM_MINUS_INF);
70         T_LIBM_CHECK_PLUS_ZERO(0, exp2f, T_LIBM_MINUS_INF);
71 #else
72         atf_tc_skip("no +/-Inf on this machine");
73 #endif
74 }
75
76 ATF_LIBM_TEST(exp2_powers, "Test exp2(x) is correct for some integer x")
77 {
78         static const struct {
79                 double  x;
80                 double  d_y;
81                 double  f_y;
82         } v[] = {
83             { +0.0,     1.0,    1.0 },
84             { -0.0,     1.0,    1.0 },
85             {    1,     0x1p1,  0x1p1 },
86             {    2,     0x1p2,  0x1p2 },
87             {  100,     0x1p100,        0x1p100 },
88             {  125,     0x1p125,        0x1p125 },
89             {  126,     0x1p126,        0x1p126 },
90 #if __DBL_MAX_EXP__ > 129
91             {  127,     0x1p127,        0x1p127 },
92 #endif
93 #ifdef T_LIBM_PLUS_INF
94             {  128,     0x1p128,        T_LIBM_PLUS_INF },
95             {  129,     0x1p129,        T_LIBM_PLUS_INF },
96             { 1000,     0x1p1000,       T_LIBM_PLUS_INF },
97             { 1020,     0x1p1020,       T_LIBM_PLUS_INF },
98             { 1023,     0x1p1023,       T_LIBM_PLUS_INF },
99             { 1024,     T_LIBM_PLUS_INF,        T_LIBM_PLUS_INF },
100             { 1030,     T_LIBM_PLUS_INF,        T_LIBM_PLUS_INF },
101             { 1050,     T_LIBM_PLUS_INF,        T_LIBM_PLUS_INF },
102             { 2000,     T_LIBM_PLUS_INF,        T_LIBM_PLUS_INF },
103             { 16383,    T_LIBM_PLUS_INF,        T_LIBM_PLUS_INF },
104             { 16384,    T_LIBM_PLUS_INF,        T_LIBM_PLUS_INF },
105             { 16385,    T_LIBM_PLUS_INF,        T_LIBM_PLUS_INF },
106 #endif
107             {   -1,     0x1p-1, 0x1p-1 },
108             {   -2,     0x1p-2, 0x1p-2 },
109             { -100,     0x1p-100,       0x1p-100 },
110             { -127,     0x1p-127,       0x1p-127 },
111             { -128,     0x1p-128,       0x1p-128 },
112 #if __LDBL_MIN_EXP__ < -129
113             { -300,     0x1p-300,       0.0},
114             { -400,     0x1p-400,       0.0},
115             {-1000,     0x1p-1000,      0.0},
116             {-1022,     0x1p-1022,      0.0},
117             /* These should be denormal numbers */
118             {-1023,     0x1p-1023,      0.0},
119             {-1024,     0x1p-1024,      0.0},
120             {-1040,     0x1p-1040,      0.0},
121             {-1060,     0x1p-1060,      0.0},
122             /* This is the smallest result gcc will allow */
123             {-1074,     0x1p-1074,      0.0},
124 #endif
125             {-1075,     0x0,    0.0},
126             {-1080,     0x0,    0.0},
127             {-2000,     0x0,    0.0},
128             {-16382,    0x0,    0.0},
129             {-16383,    0x0,    0.0},
130             {-16384,    0x0,    0.0},
131         };
132         unsigned int i;
133
134 #if defined(__FreeBSD__) && defined(__i386__)
135         atf_tc_expect_fail("a number of the assertions fail on i386");
136 #endif
137
138         for (i = 0; i < __arraycount(v); i++) {
139                 T_LIBM_CHECK(i, exp2, v[i].x, v[i].d_y, 0.0);
140                 T_LIBM_CHECK(i, exp2f, v[i].x, v[i].f_y, 0.0);
141         }
142 }
143
144 ATF_LIBM_TEST(exp2_values, "Test exp2(x) is correct for some x")
145 {
146         static const struct {
147                 double  x;
148                 double  y;
149                 double  d_eps;
150                 double  f_eps;
151         } v[] = {
152 #if __DBL_MAX_EXP__ > 128
153             /* The largest double constant */
154             { 0x1.fffffffffffffp9,      0x1.ffffffffffd3ap1023,
155                 0x1p969,        0.0 },
156             /* The largest float constant */
157             { 0x1.fffffep6,     0x1.ffff4ep+127,        6e30,   0.0 },
158 #endif
159 #ifdef T_LIBM_PLUS_INF
160             { T_LIBM_PLUS_INF,  T_LIBM_PLUS_INF,        0.0,    0.0 },
161 #endif
162
163             /* The few values from the old tests */
164             /* Results from i386/amd64, d_eps needed on i386 */
165             {  1.1,     0x1.125fbee250664p+1,   0x1p-52,        0x1.8p-22 },
166             {  2.2,     0x1.2611186bae675p+2,   0x1p-51,        0x1.8p-21 },
167             {  3.3,     0x1.3b2c47bff8328p+3,   0x1p-50,        0x1.8p-20 },
168             {  4.4,     0x1.51cb453b9536ep+4,   0x1p-49,        0x1.8p-19 },
169             {  5.5,     0x1.6a09e667f3bcdp+5,   0x1p-48,        0x1.8p-18 },
170             {  6.6,     0x1.8406003b2ae5bp+6,   0x1p-47,        0x1.8p-17 },
171             /*
172              * These two currently fail for 'float'.
173              * 8.8 is definitely out by more than it should be.
174              */
175             {  7.7,     0x1.9fdf8bcce533ep+7,   0x1p-46,        0x1.8p-16 },
176             {  8.8,     0x1.bdb8cdadbe124p+8,   0x1p-45,        0x1.8p-15 },
177         };
178         unsigned int i;
179
180 #ifdef __FreeBSD__
181         atf_tc_expect_fail("Some of the cases produce failures on FreeBSD "
182             "due to the error epsilon being so small");
183 #endif
184
185         for (i = 0; i < __arraycount(v); i++) {
186                 T_LIBM_CHECK(i, exp2, v[i].x, v[i].y, v[i].d_eps);
187                 if (i > 1)
188                         T_LIBM_CHECK(i, exp2f, v[i].x, v[i].y, v[i].f_eps);
189         }
190 }
191
192
193 /*
194  * exp(3)
195  */
196 ATF_TC(exp_nan);
197 ATF_TC_HEAD(exp_nan, tc)
198 {
199         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(NaN) == NaN");
200 }
201
202 ATF_TC_BODY(exp_nan, tc)
203 {
204         const double x = 0.0L / 0.0L;
205
206         if (isnan(exp(x)) == 0)
207                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(NaN) != NaN");
208 }
209
210 ATF_TC(exp_inf_neg);
211 ATF_TC_HEAD(exp_inf_neg, tc)
212 {
213         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(-Inf) == +0.0");
214 }
215
216 ATF_TC_BODY(exp_inf_neg, tc)
217 {
218         const double x = -1.0L / 0.0L;
219         double y = exp(x);
220
221         if (fabs(y) > 0.0 || signbit(y) != 0)
222                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(-Inf) != +0.0");
223 }
224
225 ATF_TC(exp_inf_pos);
226 ATF_TC_HEAD(exp_inf_pos, tc)
227 {
228         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(+Inf) == +Inf");
229 }
230
231 ATF_TC_BODY(exp_inf_pos, tc)
232 {
233         const double x = 1.0L / 0.0L;
234         double y = exp(x);
235
236         if (isinf(y) == 0 || signbit(y) != 0)
237                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(+Inf) != +Inf");
238 }
239
240 ATF_TC(exp_product);
241 ATF_TC_HEAD(exp_product, tc)
242 {
243         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test some selected exp(x)");
244 }
245
246 ATF_TC_BODY(exp_product, tc)
247 {
248         double eps;
249         double x;
250         double y;
251         size_t i;
252
253         for (i = 0; i < __arraycount(exp_values); i++) {
254                 x = exp_values[i].x;
255                 y = exp_values[i].y;
256                 eps = 1e-15 * exp_values[i].e;
257
258                 if (fabs(exp(x) - y) > eps)
259                         atf_tc_fail_nonfatal("exp(%0.01f) != %18.18e", x, y);
260         }
261 }
262
263 ATF_TC(exp_zero_neg);
264 ATF_TC_HEAD(exp_zero_neg, tc)
265 {
266         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(-0.0) == 1.0");
267 }
268
269 ATF_TC_BODY(exp_zero_neg, tc)
270 {
271         const double x = -0.0L;
272
273         if (fabs(exp(x) - 1.0) > 0.0)
274                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(-0.0) != 1.0");
275 }
276
277 ATF_TC(exp_zero_pos);
278 ATF_TC_HEAD(exp_zero_pos, tc)
279 {
280         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(+0.0) == 1.0");
281 }
282
283 ATF_TC_BODY(exp_zero_pos, tc)
284 {
285         const double x = 0.0L;
286
287         if (fabs(exp(x) - 1.0) > 0.0)
288                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(+0.0) != 1.0");
289 }
290
291 /*
292  * expf(3)
293  */
294 ATF_TC(expf_nan);
295 ATF_TC_HEAD(expf_nan, tc)
296 {
297         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(NaN) == NaN");
298 }
299
300 ATF_TC_BODY(expf_nan, tc)
301 {
302         const float x = 0.0L / 0.0L;
303
304         if (isnan(expf(x)) == 0)
305                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(NaN) != NaN");
306 }
307
308 ATF_TC(expf_inf_neg);
309 ATF_TC_HEAD(expf_inf_neg, tc)
310 {
311         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(-Inf) == +0.0");
312 }
313
314 ATF_TC_BODY(expf_inf_neg, tc)
315 {
316         const float x = -1.0L / 0.0L;
317         float y = expf(x);
318
319         if (fabsf(y) > 0.0 || signbit(y) != 0)
320                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(-Inf) != +0.0");
321 }
322
323 ATF_TC(expf_inf_pos);
324 ATF_TC_HEAD(expf_inf_pos, tc)
325 {
326         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(+Inf) == +Inf");
327 }
328
329 ATF_TC_BODY(expf_inf_pos, tc)
330 {
331         const float x = 1.0L / 0.0L;
332         float y = expf(x);
333
334         if (isinf(y) == 0 || signbit(y) != 0)
335                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(+Inf) != +Inf");
336 }
337
338 ATF_TC(expf_product);
339 ATF_TC_HEAD(expf_product, tc)
340 {
341         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test some selected expf(x)");
342 }
343
344 ATF_TC_BODY(expf_product, tc)
345 {
346         float eps;
347         float x;
348         float y;
349         size_t i;
350
351         for (i = 0; i < __arraycount(exp_values); i++) {
352                 x = exp_values[i].x;
353                 y = exp_values[i].y;
354                 eps = 1e-6 * exp_values[i].e;
355
356                 if (fabsf(expf(x) - y) > eps)
357                         atf_tc_fail_nonfatal("expf(%0.01f) != %18.18e", x, y);
358         }
359 }
360
361 ATF_TC(expf_zero_neg);
362 ATF_TC_HEAD(expf_zero_neg, tc)
363 {
364         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(-0.0) == 1.0");
365 }
366
367 ATF_TC_BODY(expf_zero_neg, tc)
368 {
369         const float x = -0.0L;
370
371         if (fabsf(expf(x) - 1.0f) > 0.0)
372                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(-0.0) != 1.0");
373 }
374
375 ATF_TC(expf_zero_pos);
376 ATF_TC_HEAD(expf_zero_pos, tc)
377 {
378         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(+0.0) == 1.0");
379 }
380
381 ATF_TC_BODY(expf_zero_pos, tc)
382 {
383         const float x = 0.0L;
384
385         if (fabsf(expf(x) - 1.0f) > 0.0)
386                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(+0.0) != 1.0");
387 }
388
389 /*
390  * expm1(3)
391  */
392 ATF_TC(expm1_nan);
393 ATF_TC_HEAD(expm1_nan, tc)
394 {
395         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(NaN) == NaN");
396 }
397
398 ATF_TC_BODY(expm1_nan, tc)
399 {
400         const double x = 0.0L / 0.0L;
401
402         if (isnan(expm1(x)) == 0)
403                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(NaN) != NaN");
404 }
405
406 ATF_TC(expm1_inf_neg);
407 ATF_TC_HEAD(expm1_inf_neg, tc)
408 {
409         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(-Inf) == -1");
410 }
411
412 ATF_TC_BODY(expm1_inf_neg, tc)
413 {
414         const double x = -1.0L / 0.0L;
415
416         if (expm1(x) != -1.0)
417                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(-Inf) != -1.0");
418 }
419
420 ATF_TC(expm1_inf_pos);
421 ATF_TC_HEAD(expm1_inf_pos, tc)
422 {
423         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(+Inf) == +Inf");
424 }
425
426 ATF_TC_BODY(expm1_inf_pos, tc)
427 {
428         const double x = 1.0L / 0.0L;
429         double y = expm1(x);
430
431         if (isinf(y) == 0 || signbit(y) != 0)
432                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(+Inf) != +Inf");
433 }
434
435 ATF_TC(expm1_zero_neg);
436 ATF_TC_HEAD(expm1_zero_neg, tc)
437 {
438         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(-0.0) == -0.0");
439 }
440
441 ATF_TC_BODY(expm1_zero_neg, tc)
442 {
443         const double x = -0.0L;
444         double y = expm1(x);
445
446         if (fabs(y) > 0.0 || signbit(y) == 0)
447                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(-0.0) != -0.0");
448 }
449
450 ATF_TC(expm1_zero_pos);
451 ATF_TC_HEAD(expm1_zero_pos, tc)
452 {
453         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(+0.0) == 1.0");
454 }
455
456 ATF_TC_BODY(expm1_zero_pos, tc)
457 {
458         const double x = 0.0L;
459         double y = expm1(x);
460
461         if (fabs(y) > 0.0 || signbit(y) != 0)
462                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(+0.0) != +0.0");
463 }
464
465 /*
466  * expm1f(3)
467  */
468 ATF_TC(expm1f_nan);
469 ATF_TC_HEAD(expm1f_nan, tc)
470 {
471         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(NaN) == NaN");
472 }
473
474 ATF_TC_BODY(expm1f_nan, tc)
475 {
476         const float x = 0.0L / 0.0L;
477
478         if (isnan(expm1f(x)) == 0)
479                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(NaN) != NaN");
480 }
481
482 ATF_TC(expm1f_inf_neg);
483 ATF_TC_HEAD(expm1f_inf_neg, tc)
484 {
485         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(-Inf) == -1");
486 }
487
488 ATF_TC_BODY(expm1f_inf_neg, tc)
489 {
490         const float x = -1.0L / 0.0L;
491
492         if (expm1f(x) != -1.0)
493                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(-Inf) != -1.0");
494 }
495
496 ATF_TC(expm1f_inf_pos);
497 ATF_TC_HEAD(expm1f_inf_pos, tc)
498 {
499         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(+Inf) == +Inf");
500 }
501
502 ATF_TC_BODY(expm1f_inf_pos, tc)
503 {
504         const float x = 1.0L / 0.0L;
505         float y = expm1f(x);
506
507         if (isinf(y) == 0 || signbit(y) != 0)
508                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(+Inf) != +Inf");
509 }
510
511 ATF_TC(expm1f_zero_neg);
512 ATF_TC_HEAD(expm1f_zero_neg, tc)
513 {
514         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(-0.0) == -0.0");
515 }
516
517 ATF_TC_BODY(expm1f_zero_neg, tc)
518 {
519         const float x = -0.0L;
520         float y = expm1f(x);
521
522         if (fabsf(y) > 0.0 || signbit(y) == 0)
523                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(-0.0) != -0.0");
524 }
525
526 ATF_TC(expm1f_zero_pos);
527 ATF_TC_HEAD(expm1f_zero_pos, tc)
528 {
529         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(+0.0) == 1.0");
530 }
531
532 ATF_TC_BODY(expm1f_zero_pos, tc)
533 {
534         const float x = 0.0L;
535         float y = expm1f(x);
536
537         if (fabsf(y) > 0.0 || signbit(y) != 0)
538                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(+0.0) != +0.0");
539 }
540
541 ATF_TP_ADD_TCS(tp)
542 {
543
544         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp2_is_nan);
545         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp2_is_plus_zero);
546         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp2_values);
547         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp2_powers);
548
549         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_nan);
550         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_inf_neg);
551         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_inf_pos);
552         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_product);
553         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_zero_neg);
554         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_zero_pos);
555
556         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_nan);
557         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_inf_neg);
558         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_inf_pos);
559         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_product);
560         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_zero_neg);
561         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_zero_pos);
562
563         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_nan);
564         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_inf_neg);
565         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_inf_pos);
566         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_zero_neg);
567         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_zero_pos);
568
569         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_nan);
570         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_inf_neg);
571         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_inf_pos);
572         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_zero_neg);
573         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_zero_pos);
574
575         return atf_no_error();
576 }