]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/10.git/blob - contrib/netbsd-tests/lib/libm/t_exp.c
MFC r305358,r305449,r305451,r306367,r306397,r309474:
[FreeBSD/stable/10.git] / contrib / netbsd-tests / lib / libm / t_exp.c
1 /* $NetBSD: t_exp.c,v 1.8 2014/10/07 16:53:44 gson 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  d_y;
149                 float   f_y;
150                 double  d_eps;
151                 double  f_eps;
152         } v[] = {
153 #if __DBL_MAX_EXP__ > 128
154             /* The largest double constant */
155             { 0x1.fffffffffffffp9,      0x1.ffffffffffd3ap1023, 0.00,
156                 0x1p969,        0.0 },
157             /* The largest float constant */
158             { 0x1.fffffep6,     0x1.ffff4ep+127,        0x1.ffff4ep+127,        6e30,   0.0 },
159 #endif
160 #ifdef T_LIBM_PLUS_INF
161             { T_LIBM_PLUS_INF,  T_LIBM_PLUS_INF,        T_LIBM_PLUS_INF,        0.0,    0.0 },
162 #endif
163
164             /* The few values from the old tests */
165             /* Results from i386/amd64, d_eps needed on i386 */
166             /* f_y values calculated using py-mpmath */
167             {  1.1,     0x1.125fbee250664p+1,   0x1.125fc0p+1,  0x1p-52,        0x1.8p-22 },
168             {  2.2,     0x1.2611186bae675p+2,   0x1.26111ap+2,  0x1p-51,        0x1.8p-21 },
169             {  3.3,     0x1.3b2c47bff8328p+3,   0x1.3b2c48p+3,  0x1p-50,        0x1.8p-20 },
170             {  4.4,     0x1.51cb453b9536ep+4,   0x1.51cb46p+4,  0x1p-49,        0x1.8p-19 },
171             {  5.5,     0x1.6a09e667f3bcdp+5,   0x1.6a09e6p+5,  0x1p-48,        0x1.8p-18 },
172             {  6.6,     0x1.8406003b2ae5bp+6,   0x1.8405fep+6,  0x1p-47,        0x1.8p-17 },
173             {  7.7,     0x1.9fdf8bcce533ep+7,   0x1.9fdf88p+7,  0x1p-46,        0x1.8p-16 },
174             {  8.8,     0x1.bdb8cdadbe124p+8,   0x1.bdb8d2p+8,  0x1p-45,        0x1.8p-15 },
175         };
176         unsigned int i;
177
178         for (i = 0; i < __arraycount(v); i++) {
179                 T_LIBM_CHECK(i, exp2, v[i].x, v[i].d_y, v[i].d_eps);
180                 if (i > 1)
181                         T_LIBM_CHECK(i, exp2f, v[i].x, v[i].f_y, v[i].f_eps);
182         }
183 }
184
185
186 /*
187  * exp(3)
188  */
189 ATF_TC(exp_nan);
190 ATF_TC_HEAD(exp_nan, tc)
191 {
192         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(NaN) == NaN");
193 }
194
195 ATF_TC_BODY(exp_nan, tc)
196 {
197         const double x = 0.0L / 0.0L;
198
199         if (isnan(exp(x)) == 0)
200                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(NaN) != NaN");
201 }
202
203 ATF_TC(exp_inf_neg);
204 ATF_TC_HEAD(exp_inf_neg, tc)
205 {
206         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(-Inf) == +0.0");
207 }
208
209 ATF_TC_BODY(exp_inf_neg, tc)
210 {
211         const double x = -1.0L / 0.0L;
212         double y = exp(x);
213
214         if (fabs(y) > 0.0 || signbit(y) != 0)
215                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(-Inf) != +0.0");
216 }
217
218 ATF_TC(exp_inf_pos);
219 ATF_TC_HEAD(exp_inf_pos, tc)
220 {
221         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(+Inf) == +Inf");
222 }
223
224 ATF_TC_BODY(exp_inf_pos, tc)
225 {
226         const double x = 1.0L / 0.0L;
227         double y = exp(x);
228
229         if (isinf(y) == 0 || signbit(y) != 0)
230                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(+Inf) != +Inf");
231 }
232
233 ATF_TC(exp_product);
234 ATF_TC_HEAD(exp_product, tc)
235 {
236         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test some selected exp(x)");
237 }
238
239 ATF_TC_BODY(exp_product, tc)
240 {
241         double eps;
242         double x;
243         double y;
244         size_t i;
245
246         for (i = 0; i < __arraycount(exp_values); i++) {
247                 x = exp_values[i].x;
248                 y = exp_values[i].y;
249                 eps = 1e-15 * exp_values[i].e;
250
251                 if (fabs(exp(x) - y) > eps)
252                         atf_tc_fail_nonfatal("exp(%0.01f) != %18.18e", x, y);
253         }
254 }
255
256 ATF_TC(exp_zero_neg);
257 ATF_TC_HEAD(exp_zero_neg, tc)
258 {
259         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(-0.0) == 1.0");
260 }
261
262 ATF_TC_BODY(exp_zero_neg, tc)
263 {
264         const double x = -0.0L;
265
266         if (fabs(exp(x) - 1.0) > 0.0)
267                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(-0.0) != 1.0");
268 }
269
270 ATF_TC(exp_zero_pos);
271 ATF_TC_HEAD(exp_zero_pos, tc)
272 {
273         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test exp(+0.0) == 1.0");
274 }
275
276 ATF_TC_BODY(exp_zero_pos, tc)
277 {
278         const double x = 0.0L;
279
280         if (fabs(exp(x) - 1.0) > 0.0)
281                 atf_tc_fail_nonfatal("exp(+0.0) != 1.0");
282 }
283
284 /*
285  * expf(3)
286  */
287 ATF_TC(expf_nan);
288 ATF_TC_HEAD(expf_nan, tc)
289 {
290         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(NaN) == NaN");
291 }
292
293 ATF_TC_BODY(expf_nan, tc)
294 {
295         const float x = 0.0L / 0.0L;
296
297         if (isnan(expf(x)) == 0)
298                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(NaN) != NaN");
299 }
300
301 ATF_TC(expf_inf_neg);
302 ATF_TC_HEAD(expf_inf_neg, tc)
303 {
304         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(-Inf) == +0.0");
305 }
306
307 ATF_TC_BODY(expf_inf_neg, tc)
308 {
309         const float x = -1.0L / 0.0L;
310         float y = expf(x);
311
312         if (fabsf(y) > 0.0 || signbit(y) != 0)
313                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(-Inf) != +0.0");
314 }
315
316 ATF_TC(expf_inf_pos);
317 ATF_TC_HEAD(expf_inf_pos, tc)
318 {
319         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(+Inf) == +Inf");
320 }
321
322 ATF_TC_BODY(expf_inf_pos, tc)
323 {
324         const float x = 1.0L / 0.0L;
325         float y = expf(x);
326
327         if (isinf(y) == 0 || signbit(y) != 0)
328                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(+Inf) != +Inf");
329 }
330
331 ATF_TC(expf_product);
332 ATF_TC_HEAD(expf_product, tc)
333 {
334         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test some selected expf(x)");
335 }
336
337 ATF_TC_BODY(expf_product, tc)
338 {
339         float eps;
340         float x;
341         float y;
342         size_t i;
343
344         for (i = 0; i < __arraycount(exp_values); i++) {
345                 x = exp_values[i].x;
346                 y = exp_values[i].y;
347                 eps = 1e-6 * exp_values[i].e;
348
349                 if (fabsf(expf(x) - y) > eps)
350                         atf_tc_fail_nonfatal("expf(%0.01f) != %18.18e", x, y);
351         }
352 }
353
354 ATF_TC(expf_zero_neg);
355 ATF_TC_HEAD(expf_zero_neg, tc)
356 {
357         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(-0.0) == 1.0");
358 }
359
360 ATF_TC_BODY(expf_zero_neg, tc)
361 {
362         const float x = -0.0L;
363
364         if (fabsf(expf(x) - 1.0f) > 0.0)
365                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(-0.0) != 1.0");
366 }
367
368 ATF_TC(expf_zero_pos);
369 ATF_TC_HEAD(expf_zero_pos, tc)
370 {
371         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expf(+0.0) == 1.0");
372 }
373
374 ATF_TC_BODY(expf_zero_pos, tc)
375 {
376         const float x = 0.0L;
377
378         if (fabsf(expf(x) - 1.0f) > 0.0)
379                 atf_tc_fail_nonfatal("expf(+0.0) != 1.0");
380 }
381
382 /*
383  * expm1(3)
384  */
385 ATF_TC(expm1_nan);
386 ATF_TC_HEAD(expm1_nan, tc)
387 {
388         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(NaN) == NaN");
389 }
390
391 ATF_TC_BODY(expm1_nan, tc)
392 {
393         const double x = 0.0L / 0.0L;
394
395         if (isnan(expm1(x)) == 0)
396                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(NaN) != NaN");
397 }
398
399 ATF_TC(expm1_inf_neg);
400 ATF_TC_HEAD(expm1_inf_neg, tc)
401 {
402         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(-Inf) == -1");
403 }
404
405 ATF_TC_BODY(expm1_inf_neg, tc)
406 {
407         const double x = -1.0L / 0.0L;
408
409         if (expm1(x) != -1.0)
410                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(-Inf) != -1.0");
411 }
412
413 ATF_TC(expm1_inf_pos);
414 ATF_TC_HEAD(expm1_inf_pos, tc)
415 {
416         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(+Inf) == +Inf");
417 }
418
419 ATF_TC_BODY(expm1_inf_pos, tc)
420 {
421         const double x = 1.0L / 0.0L;
422         double y = expm1(x);
423
424         if (isinf(y) == 0 || signbit(y) != 0)
425                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(+Inf) != +Inf");
426 }
427
428 ATF_TC(expm1_zero_neg);
429 ATF_TC_HEAD(expm1_zero_neg, tc)
430 {
431         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(-0.0) == -0.0");
432 }
433
434 ATF_TC_BODY(expm1_zero_neg, tc)
435 {
436         const double x = -0.0L;
437         double y = expm1(x);
438
439         if (fabs(y) > 0.0 || signbit(y) == 0)
440                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(-0.0) != -0.0");
441 }
442
443 ATF_TC(expm1_zero_pos);
444 ATF_TC_HEAD(expm1_zero_pos, tc)
445 {
446         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1(+0.0) == 1.0");
447 }
448
449 ATF_TC_BODY(expm1_zero_pos, tc)
450 {
451         const double x = 0.0L;
452         double y = expm1(x);
453
454         if (fabs(y) > 0.0 || signbit(y) != 0)
455                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1(+0.0) != +0.0");
456 }
457
458 /*
459  * expm1f(3)
460  */
461 ATF_TC(expm1f_nan);
462 ATF_TC_HEAD(expm1f_nan, tc)
463 {
464         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(NaN) == NaN");
465 }
466
467 ATF_TC_BODY(expm1f_nan, tc)
468 {
469         const float x = 0.0L / 0.0L;
470
471         if (isnan(expm1f(x)) == 0)
472                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(NaN) != NaN");
473 }
474
475 ATF_TC(expm1f_inf_neg);
476 ATF_TC_HEAD(expm1f_inf_neg, tc)
477 {
478         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(-Inf) == -1");
479 }
480
481 ATF_TC_BODY(expm1f_inf_neg, tc)
482 {
483         const float x = -1.0L / 0.0L;
484
485         if (expm1f(x) != -1.0)
486                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(-Inf) != -1.0");
487 }
488
489 ATF_TC(expm1f_inf_pos);
490 ATF_TC_HEAD(expm1f_inf_pos, tc)
491 {
492         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(+Inf) == +Inf");
493 }
494
495 ATF_TC_BODY(expm1f_inf_pos, tc)
496 {
497         const float x = 1.0L / 0.0L;
498         float y = expm1f(x);
499
500         if (isinf(y) == 0 || signbit(y) != 0)
501                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(+Inf) != +Inf");
502 }
503
504 ATF_TC(expm1f_zero_neg);
505 ATF_TC_HEAD(expm1f_zero_neg, tc)
506 {
507         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(-0.0) == -0.0");
508 }
509
510 ATF_TC_BODY(expm1f_zero_neg, tc)
511 {
512         const float x = -0.0L;
513         float y = expm1f(x);
514
515         if (fabsf(y) > 0.0 || signbit(y) == 0)
516                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(-0.0) != -0.0");
517 }
518
519 ATF_TC(expm1f_zero_pos);
520 ATF_TC_HEAD(expm1f_zero_pos, tc)
521 {
522         atf_tc_set_md_var(tc, "descr", "Test expm1f(+0.0) == 1.0");
523 }
524
525 ATF_TC_BODY(expm1f_zero_pos, tc)
526 {
527         const float x = 0.0L;
528         float y = expm1f(x);
529
530         if (fabsf(y) > 0.0 || signbit(y) != 0)
531                 atf_tc_fail_nonfatal("expm1f(+0.0) != +0.0");
532 }
533
534 ATF_TP_ADD_TCS(tp)
535 {
536
537         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp2_is_nan);
538         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp2_is_plus_zero);
539         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp2_values);
540         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp2_powers);
541
542         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_nan);
543         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_inf_neg);
544         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_inf_pos);
545         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_product);
546         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_zero_neg);
547         ATF_TP_ADD_TC(tp, exp_zero_pos);
548
549         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_nan);
550         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_inf_neg);
551         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_inf_pos);
552         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_product);
553         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_zero_neg);
554         ATF_TP_ADD_TC(tp, expf_zero_pos);
555
556         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_nan);
557         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_inf_neg);
558         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_inf_pos);
559         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_zero_neg);
560         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1_zero_pos);
561
562         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_nan);
563         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_inf_neg);
564         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_inf_pos);
565         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_zero_neg);
566         ATF_TP_ADD_TC(tp, expm1f_zero_pos);
567
568         return atf_no_error();
569 }