xref: /freebsd/lib/msun/src/e_acos.c (revision 0dd5a5603e7a33d976f8e6015620bbc79839c609)
13f708241SDavid Schultz 
23a8617a8SJordan K. Hubbard /*
33a8617a8SJordan K. Hubbard  * ====================================================
43a8617a8SJordan K. Hubbard  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
53a8617a8SJordan K. Hubbard  *
63f708241SDavid Schultz  * Developed at SunSoft, a Sun Microsystems, Inc. business.
73a8617a8SJordan K. Hubbard  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
83a8617a8SJordan K. Hubbard  * software is freely granted, provided that this notice
93a8617a8SJordan K. Hubbard  * is preserved.
103a8617a8SJordan K. Hubbard  * ====================================================
113a8617a8SJordan K. Hubbard  */
123a8617a8SJordan K. Hubbard 
13*99843eb8SSteve Kargl /* acos(x)
143a8617a8SJordan K. Hubbard  * Method :
153a8617a8SJordan K. Hubbard  *	acos(x)  = pi/2 - asin(x)
163a8617a8SJordan K. Hubbard  *	acos(-x) = pi/2 + asin(x)
173a8617a8SJordan K. Hubbard  * For |x|<=0.5
183a8617a8SJordan K. Hubbard  *	acos(x) = pi/2 - (x + x*x^2*R(x^2))	(see asin.c)
193a8617a8SJordan K. Hubbard  * For x>0.5
203a8617a8SJordan K. Hubbard  * 	acos(x) = pi/2 - (pi/2 - 2asin(sqrt((1-x)/2)))
213a8617a8SJordan K. Hubbard  *		= 2asin(sqrt((1-x)/2))
223a8617a8SJordan K. Hubbard  *		= 2s + 2s*z*R(z) 	...z=(1-x)/2, s=sqrt(z)
233a8617a8SJordan K. Hubbard  *		= 2f + (2c + 2s*z*R(z))
243a8617a8SJordan K. Hubbard  *     where f=hi part of s, and c = (z-f*f)/(s+f) is the correction term
253a8617a8SJordan K. Hubbard  *     for f so that f+c ~ sqrt(z).
263a8617a8SJordan K. Hubbard  * For x<-0.5
273a8617a8SJordan K. Hubbard  *	acos(x) = pi - 2asin(sqrt((1-|x|)/2))
283a8617a8SJordan K. Hubbard  *		= pi - 0.5*(s+s*z*R(z)), where z=(1-|x|)/2,s=sqrt(z)
293a8617a8SJordan K. Hubbard  *
303a8617a8SJordan K. Hubbard  * Special cases:
313a8617a8SJordan K. Hubbard  *	if x is NaN, return x itself;
323a8617a8SJordan K. Hubbard  *	if |x|>1, return NaN with invalid signal.
333a8617a8SJordan K. Hubbard  *
343f708241SDavid Schultz  * Function needed: sqrt
353a8617a8SJordan K. Hubbard  */
363a8617a8SJordan K. Hubbard 
3717303c62SDavid Schultz #include <float.h>
3817303c62SDavid Schultz 
393a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math.h"
403a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math_private.h"
413a8617a8SJordan K. Hubbard 
423a8617a8SJordan K. Hubbard static const double
433a8617a8SJordan K. Hubbard one=  1.00000000000000000000e+00, /* 0x3FF00000, 0x00000000 */
443a8617a8SJordan K. Hubbard pi =  3.14159265358979311600e+00, /* 0x400921FB, 0x54442D18 */
4516608a81SDavid Schultz pio2_hi =  1.57079632679489655800e+00; /* 0x3FF921FB, 0x54442D18 */
4616608a81SDavid Schultz static volatile double
4716608a81SDavid Schultz pio2_lo =  6.12323399573676603587e-17; /* 0x3C91A626, 0x33145C07 */
4816608a81SDavid Schultz static const double
493a8617a8SJordan K. Hubbard pS0 =  1.66666666666666657415e-01, /* 0x3FC55555, 0x55555555 */
503a8617a8SJordan K. Hubbard pS1 = -3.25565818622400915405e-01, /* 0xBFD4D612, 0x03EB6F7D */
513a8617a8SJordan K. Hubbard pS2 =  2.01212532134862925881e-01, /* 0x3FC9C155, 0x0E884455 */
523a8617a8SJordan K. Hubbard pS3 = -4.00555345006794114027e-02, /* 0xBFA48228, 0xB5688F3B */
533a8617a8SJordan K. Hubbard pS4 =  7.91534994289814532176e-04, /* 0x3F49EFE0, 0x7501B288 */
543a8617a8SJordan K. Hubbard pS5 =  3.47933107596021167570e-05, /* 0x3F023DE1, 0x0DFDF709 */
553a8617a8SJordan K. Hubbard qS1 = -2.40339491173441421878e+00, /* 0xC0033A27, 0x1C8A2D4B */
563a8617a8SJordan K. Hubbard qS2 =  2.02094576023350569471e+00, /* 0x40002AE5, 0x9C598AC8 */
573a8617a8SJordan K. Hubbard qS3 = -6.88283971605453293030e-01, /* 0xBFE6066C, 0x1B8D0159 */
583a8617a8SJordan K. Hubbard qS4 =  7.70381505559019352791e-02; /* 0x3FB3B8C5, 0xB12E9282 */
593a8617a8SJordan K. Hubbard 
60a82bbc73SAlfred Perlstein double
acos(double x)61*99843eb8SSteve Kargl acos(double x)
623a8617a8SJordan K. Hubbard {
633a8617a8SJordan K. Hubbard 	double z,p,q,r,w,s,c,df;
643a8617a8SJordan K. Hubbard 	int32_t hx,ix;
653a8617a8SJordan K. Hubbard 	GET_HIGH_WORD(hx,x);
663a8617a8SJordan K. Hubbard 	ix = hx&0x7fffffff;
673a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix>=0x3ff00000) {	/* |x| >= 1 */
683a8617a8SJordan K. Hubbard 	    u_int32_t lx;
693a8617a8SJordan K. Hubbard 	    GET_LOW_WORD(lx,x);
703a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(((ix-0x3ff00000)|lx)==0) {	/* |x|==1 */
713a8617a8SJordan K. Hubbard 		if(hx>0) return 0.0;		/* acos(1) = 0  */
723a8617a8SJordan K. Hubbard 		else return pi+2.0*pio2_lo;	/* acos(-1)= pi */
733a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
743a8617a8SJordan K. Hubbard 	    return (x-x)/(x-x);		/* acos(|x|>1) is NaN */
753a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
763a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix<0x3fe00000) {	/* |x| < 0.5 */
773a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(ix<=0x3c600000) return pio2_hi+pio2_lo;/*if|x|<2**-57*/
783a8617a8SJordan K. Hubbard 	    z = x*x;
793a8617a8SJordan K. Hubbard 	    p = z*(pS0+z*(pS1+z*(pS2+z*(pS3+z*(pS4+z*pS5)))));
803a8617a8SJordan K. Hubbard 	    q = one+z*(qS1+z*(qS2+z*(qS3+z*qS4)));
813a8617a8SJordan K. Hubbard 	    r = p/q;
823a8617a8SJordan K. Hubbard 	    return pio2_hi - (x - (pio2_lo-x*r));
833a8617a8SJordan K. Hubbard 	} else  if (hx<0) {		/* x < -0.5 */
843a8617a8SJordan K. Hubbard 	    z = (one+x)*0.5;
853a8617a8SJordan K. Hubbard 	    p = z*(pS0+z*(pS1+z*(pS2+z*(pS3+z*(pS4+z*pS5)))));
863a8617a8SJordan K. Hubbard 	    q = one+z*(qS1+z*(qS2+z*(qS3+z*qS4)));
873f708241SDavid Schultz 	    s = sqrt(z);
883a8617a8SJordan K. Hubbard 	    r = p/q;
893a8617a8SJordan K. Hubbard 	    w = r*s-pio2_lo;
903a8617a8SJordan K. Hubbard 	    return pi - 2.0*(s+w);
913a8617a8SJordan K. Hubbard 	} else {			/* x > 0.5 */
923a8617a8SJordan K. Hubbard 	    z = (one-x)*0.5;
933f708241SDavid Schultz 	    s = sqrt(z);
943a8617a8SJordan K. Hubbard 	    df = s;
953a8617a8SJordan K. Hubbard 	    SET_LOW_WORD(df,0);
963a8617a8SJordan K. Hubbard 	    c  = (z-df*df)/(s+df);
973a8617a8SJordan K. Hubbard 	    p = z*(pS0+z*(pS1+z*(pS2+z*(pS3+z*(pS4+z*pS5)))));
983a8617a8SJordan K. Hubbard 	    q = one+z*(qS1+z*(qS2+z*(qS3+z*qS4)));
993a8617a8SJordan K. Hubbard 	    r = p/q;
1003a8617a8SJordan K. Hubbard 	    w = r*s+c;
1013a8617a8SJordan K. Hubbard 	    return 2.0*(df+w);
1023a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1033a8617a8SJordan K. Hubbard }
10417303c62SDavid Schultz 
10517303c62SDavid Schultz #if LDBL_MANT_DIG == 53
10617303c62SDavid Schultz __weak_reference(acos, acosl);
10717303c62SDavid Schultz #endif
108