include/tgmath.h

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2004 Stefan Farfeleder.
   3  * All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  *
  14  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  15  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  16  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  17  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  18  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  19  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  20  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  21  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  22  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  23  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  24  * SUCH DAMAGE.
  25  *
  26  * $FreeBSD$
  27  */
  28
  29 #ifndef _TGMATH_H_
  30 #define _TGMATH_H_
  31
  32 #include <complex.h>
  33 #include <math.h>
  34
  35 /*
  36  * This implementation of <tgmath.h> requires two implementation-dependent
  37  * macros to be defined:
  38  * __tg_impl_simple(x, y, z, fn, fnf, fnl, ...)
  39  *      Invokes fnl() if the corresponding real type of x, y or z is long
  40  *      double, fn() if it is double or any has an integer type, and fnf()
  41  *      otherwise.
  42  * __tg_impl_full(x, y, z, fn, fnf, fnl, cfn, cfnf, cfnl, ...)
  43  *      Invokes [c]fnl() if the corresponding real type of x, y or z is long
  44  *      double, [c]fn() if it is double or any has an integer type, and
  45  *      [c]fnf() otherwise.  The function with the 'c' prefix is called if
  46  *      any of x, y or z is a complex number.
  47  * Both macros call the chosen function with all additional arguments passed
  48  * to them, as given by __VA_ARGS__.
  49  *
  50  * Note that these macros cannot be implemented with C's ?: operator,
  51  * because the return type of the whole expression would incorrectly be long
  52  * double complex regardless of the argument types.
  53  */
  54
  55 #if __GNUC_PREREQ__(3, 1)
  56 #define __tg_type(e, t) __builtin_types_compatible_p(__typeof__(e), t)
  57 #define __tg_type3(e1, e2, e3, t)                                       \
  58         (__tg_type(e1, t) || __tg_type(e2, t) || __tg_type(e3, t))
  59 #define __tg_type_corr(e1, e2, e3, t)                                   \
  60         (__tg_type3(e1, e2, e3, t) || __tg_type3(e1, e2, e3, t _Complex))
  61 #define __tg_integer(e1, e2, e3)                                        \
  62         (((__typeof__(e1))1.5 == 1) || ((__typeof__(e2))1.5 == 1) ||    \
  63             ((__typeof__(e3))1.5 == 1))
  64 #define __tg_is_complex(e1, e2, e3)                                     \
  65         (__tg_type3(e1, e2, e3, float _Complex) ||                      \
  66             __tg_type3(e1, e2, e3, double _Complex) ||                  \
  67             __tg_type3(e1, e2, e3, long double _Complex) ||             \
  68             __tg_type3(e1, e2, e3, __typeof__(_Complex_I)))
  69
  70 #define __tg_impl_simple(x, y, z, fn, fnf, fnl, ...)                    \
  71         __builtin_choose_expr(__tg_type_corr(x, y, z, long double),     \
  72             fnl(__VA_ARGS__), __builtin_choose_expr(                    \
  73                 __tg_type_corr(x, y, z, double) || __tg_integer(x, y, z),\
  74                 fn(__VA_ARGS__), fnf(__VA_ARGS__)))
  75
  76 #define __tg_impl_full(x, y, z, fn, fnf, fnl, cfn, cfnf, cfnl, ...)     \
  77         __builtin_choose_expr(__tg_is_complex(x, y, z),                 \
  78             __tg_impl_simple(x, y, z, cfn, cfnf, cfnl, __VA_ARGS__),    \
  79             __tg_impl_simple(x, y, z, fn, fnf, fnl, __VA_ARGS__))
  80
  81 #else   /* __GNUC__ */
  82 #error "<tgmath.h> not implemented for this compiler"
  83 #endif  /* !__GNUC__ */
  84
  85 /* Macros to save lots of repetition below */
  86 #define __tg_simple(x, fn)                                              \
  87         __tg_impl_simple(x, x, x, fn, fn##f, fn##l, x)
  88 #define __tg_simple2(x, y, fn)                                          \
  89         __tg_impl_simple(x, x, y, fn, fn##f, fn##l, x, y)
  90 #define __tg_simplev(x, fn, ...)                                        \
  91         __tg_impl_simple(x, x, x, fn, fn##f, fn##l, __VA_ARGS__)
  92 #define __tg_full(x, fn)                                                \
  93         __tg_impl_full(x, x, x, fn, fn##f, fn##l, c##fn, c##fn##f, c##fn##l, x)
  94
  95 /* 7.22#4 -- These macros expand to real or complex functions, depending on
  96  * the type of their arguments. */
  97 #define acos(x)         __tg_full(x, acos)
  98 #define asin(x)         __tg_full(x, asin)
  99 #define atan(x)         __tg_full(x, atan)
 100 #define acosh(x)        __tg_full(x, acosh)
 101 #define asinh(x)        __tg_full(x, asinh)
 102 #define atanh(x)        __tg_full(x, atanh)
 103 #define cos(x)          __tg_full(x, cos)
 104 #define sin(x)          __tg_full(x, sin)
 105 #define tan(x)          __tg_full(x, tan)
 106 #define cosh(x)         __tg_full(x, cosh)
 107 #define sinh(x)         __tg_full(x, sinh)
 108 #define tanh(x)         __tg_full(x, tanh)
 109 #define exp(x)          __tg_full(x, exp)
 110 #define log(x)          __tg_full(x, log)
 111 #define pow(x, y)       __tg_impl_full(x, x, y, pow, powf, powl,        \
 112                             cpow, cpowf, cpowl, x, y)
 113 #define sqrt(x)         __tg_full(x, sqrt)
 114
 115 /* "The corresponding type-generic macro for fabs and cabs is fabs." */
 116 #define fabs(x)         __tg_impl_full(x, x, x, fabs, fabsf, fabsl,     \
 117                             cabs, cabsf, cabsl, x)
 118
 119 /* 7.22#5 -- These macros are only defined for arguments with real type. */
 120 #define atan2(x, y)     __tg_simple2(x, y, atan2)
 121 #define cbrt(x)         __tg_simple(x, cbrt)
 122 #define ceil(x)         __tg_simple(x, ceil)
 123 #define copysign(x, y)  __tg_simple2(x, y, copysign)
 124 #define erf(x)          __tg_simple(x, erf)
 125 #define erfc(x)         __tg_simple(x, erfc)
 126 #define exp2(x)         __tg_simple(x, exp2)
 127 #define expm1(x)        __tg_simple(x, expm1)
 128 #define fdim(x, y)      __tg_simple2(x, y, fdim)
 129 #define floor(x)        __tg_simple(x, floor)
 130 #define fma(x, y, z)    __tg_impl_simple(x, y, z, fma, fmaf, fmal, x, y, z)
 131 #define fmax(x, y)      __tg_simple2(x, y, fmax)
 132 #define fmin(x, y)      __tg_simple2(x, y, fmin)
 133 #define fmod(x, y)      __tg_simple2(x, y, fmod)
 134 #define frexp(x, y)     __tg_simplev(x, frexp, x, y)
 135 #define hypot(x, y)     __tg_simple2(x, y, hypot)
 136 #define ilogb(x)        __tg_simple(x, ilogb)
 137 #define ldexp(x, y)     __tg_simplev(x, ldexp, x, y)
 138 #define lgamma(x)       __tg_simple(x, lgamma)
 139 #define llrint(x)       __tg_simple(x, llrint)
 140 #define llround(x)      __tg_simple(x, llround)
 141 #define log10(x)        __tg_simple(x, log10)
 142 #define log1p(x)        __tg_simple(x, log1p)
 143 #define log2(x)         __tg_simple(x, log2)
 144 #define logb(x)         __tg_simple(x, logb)
 145 #define lrint(x)        __tg_simple(x, lrint)
 146 #define lround(x)       __tg_simple(x, lround)
 147 #define nearbyint(x)    __tg_simple(x, nearbyint)
 148 #define nextafter(x, y) __tg_simple2(x, y, nextafter)
 149 #define nexttoward(x, y) __tg_simplev(x, nexttoward, x, y)
 150 #define remainder(x, y) __tg_simple2(x, y, remainder)
 151 #define remquo(x, y, z) __tg_impl_simple(x, x, y, remquo, remquof,      \
 152                             remquol, x, y, z)
 153 #define rint(x)         __tg_simple(x, rint)
 154 #define round(x)        __tg_simple(x, round)
 155 #define scalbn(x, y)    __tg_simplev(x, scalbn, x, y)
 156 #define scalbln(x, y)   __tg_simplev(x, scalbln, x, y)
 157 #define tgamma(x)       __tg_simple(x, tgamma)
 158 #define trunc(x)        __tg_simple(x, trunc)
 159
 160 /* 7.22#6 -- These macros always expand to complex functions. */
 161 #define carg(x)         __tg_simple(x, carg)
 162 #define cimag(x)        __tg_simple(x, cimag)
 163 #define conj(x)         __tg_simple(x, conj)
 164 #define cproj(x)        __tg_simple(x, cproj)
 165 #define creal(x)        __tg_simple(x, creal)
 166
 167 #endif /* !_TGMATH_H_ */