xref: /freebsd/lib/msun/src/e_asin.c (revision 7f3dea244c40159a41ab22da77a434d7c5b5e85a)
13a8617a8SJordan K. Hubbard /* @(#)e_asin.c 5.1 93/09/24 */
23a8617a8SJordan K. Hubbard /*
33a8617a8SJordan K. Hubbard  * ====================================================
43a8617a8SJordan K. Hubbard  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
53a8617a8SJordan K. Hubbard  *
63a8617a8SJordan K. Hubbard  * Developed at SunPro, 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 
133a8617a8SJordan K. Hubbard #ifndef lint
147f3dea24SPeter Wemm static char rcsid[] = "$FreeBSD$";
153a8617a8SJordan K. Hubbard #endif
163a8617a8SJordan K. Hubbard 
173a8617a8SJordan K. Hubbard /* __ieee754_asin(x)
183a8617a8SJordan K. Hubbard  * Method :
193a8617a8SJordan K. Hubbard  *	Since  asin(x) = x + x^3/6 + x^5*3/40 + x^7*15/336 + ...
203a8617a8SJordan K. Hubbard  *	we approximate asin(x) on [0,0.5] by
213a8617a8SJordan K. Hubbard  *		asin(x) = x + x*x^2*R(x^2)
223a8617a8SJordan K. Hubbard  *	where
233a8617a8SJordan K. Hubbard  *		R(x^2) is a rational approximation of (asin(x)-x)/x^3
243a8617a8SJordan K. Hubbard  *	and its remez error is bounded by
253a8617a8SJordan K. Hubbard  *		|(asin(x)-x)/x^3 - R(x^2)| < 2^(-58.75)
263a8617a8SJordan K. Hubbard  *
273a8617a8SJordan K. Hubbard  *	For x in [0.5,1]
283a8617a8SJordan K. Hubbard  *		asin(x) = pi/2-2*asin(sqrt((1-x)/2))
293a8617a8SJordan K. Hubbard  *	Let y = (1-x), z = y/2, s := sqrt(z), and pio2_hi+pio2_lo=pi/2;
303a8617a8SJordan K. Hubbard  *	then for x>0.98
313a8617a8SJordan K. Hubbard  *		asin(x) = pi/2 - 2*(s+s*z*R(z))
323a8617a8SJordan K. Hubbard  *			= pio2_hi - (2*(s+s*z*R(z)) - pio2_lo)
333a8617a8SJordan K. Hubbard  *	For x<=0.98, let pio4_hi = pio2_hi/2, then
343a8617a8SJordan K. Hubbard  *		f = hi part of s;
353a8617a8SJordan K. Hubbard  *		c = sqrt(z) - f = (z-f*f)/(s+f) 	...f+c=sqrt(z)
363a8617a8SJordan K. Hubbard  *	and
373a8617a8SJordan K. Hubbard  *		asin(x) = pi/2 - 2*(s+s*z*R(z))
383a8617a8SJordan K. Hubbard  *			= pio4_hi+(pio4-2s)-(2s*z*R(z)-pio2_lo)
393a8617a8SJordan K. Hubbard  *			= pio4_hi+(pio4-2f)-(2s*z*R(z)-(pio2_lo+2c))
403a8617a8SJordan K. Hubbard  *
413a8617a8SJordan K. Hubbard  * Special cases:
423a8617a8SJordan K. Hubbard  *	if x is NaN, return x itself;
433a8617a8SJordan K. Hubbard  *	if |x|>1, return NaN with invalid signal.
443a8617a8SJordan K. Hubbard  *
453a8617a8SJordan K. Hubbard  */
463a8617a8SJordan K. Hubbard 
473a8617a8SJordan K. Hubbard 
483a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math.h"
493a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math_private.h"
503a8617a8SJordan K. Hubbard 
513a8617a8SJordan K. Hubbard #ifdef __STDC__
523a8617a8SJordan K. Hubbard static const double
533a8617a8SJordan K. Hubbard #else
543a8617a8SJordan K. Hubbard static double
553a8617a8SJordan K. Hubbard #endif
563a8617a8SJordan K. Hubbard one =  1.00000000000000000000e+00, /* 0x3FF00000, 0x00000000 */
573a8617a8SJordan K. Hubbard huge =  1.000e+300,
583a8617a8SJordan K. Hubbard pio2_hi =  1.57079632679489655800e+00, /* 0x3FF921FB, 0x54442D18 */
593a8617a8SJordan K. Hubbard pio2_lo =  6.12323399573676603587e-17, /* 0x3C91A626, 0x33145C07 */
603a8617a8SJordan K. Hubbard pio4_hi =  7.85398163397448278999e-01, /* 0x3FE921FB, 0x54442D18 */
613a8617a8SJordan K. Hubbard 	/* coefficient for R(x^2) */
623a8617a8SJordan K. Hubbard pS0 =  1.66666666666666657415e-01, /* 0x3FC55555, 0x55555555 */
633a8617a8SJordan K. Hubbard pS1 = -3.25565818622400915405e-01, /* 0xBFD4D612, 0x03EB6F7D */
643a8617a8SJordan K. Hubbard pS2 =  2.01212532134862925881e-01, /* 0x3FC9C155, 0x0E884455 */
653a8617a8SJordan K. Hubbard pS3 = -4.00555345006794114027e-02, /* 0xBFA48228, 0xB5688F3B */
663a8617a8SJordan K. Hubbard pS4 =  7.91534994289814532176e-04, /* 0x3F49EFE0, 0x7501B288 */
673a8617a8SJordan K. Hubbard pS5 =  3.47933107596021167570e-05, /* 0x3F023DE1, 0x0DFDF709 */
683a8617a8SJordan K. Hubbard qS1 = -2.40339491173441421878e+00, /* 0xC0033A27, 0x1C8A2D4B */
693a8617a8SJordan K. Hubbard qS2 =  2.02094576023350569471e+00, /* 0x40002AE5, 0x9C598AC8 */
703a8617a8SJordan K. Hubbard qS3 = -6.88283971605453293030e-01, /* 0xBFE6066C, 0x1B8D0159 */
713a8617a8SJordan K. Hubbard qS4 =  7.70381505559019352791e-02; /* 0x3FB3B8C5, 0xB12E9282 */
723a8617a8SJordan K. Hubbard 
733a8617a8SJordan K. Hubbard #ifdef __STDC__
74dab159e3SBruce Evans 	double __generic___ieee754_asin(double x)
753a8617a8SJordan K. Hubbard #else
76dab159e3SBruce Evans 	double __generic___ieee754_asin(x)
773a8617a8SJordan K. Hubbard 	double x;
783a8617a8SJordan K. Hubbard #endif
793a8617a8SJordan K. Hubbard {
8051295a4dSJordan K. Hubbard 	double t=0.0,w,p,q,c,r,s;
813a8617a8SJordan K. Hubbard 	int32_t hx,ix;
823a8617a8SJordan K. Hubbard 	GET_HIGH_WORD(hx,x);
833a8617a8SJordan K. Hubbard 	ix = hx&0x7fffffff;
843a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix>= 0x3ff00000) {		/* |x|>= 1 */
853a8617a8SJordan K. Hubbard 	    u_int32_t lx;
863a8617a8SJordan K. Hubbard 	    GET_LOW_WORD(lx,x);
873a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(((ix-0x3ff00000)|lx)==0)
883a8617a8SJordan K. Hubbard 		    /* asin(1)=+-pi/2 with inexact */
893a8617a8SJordan K. Hubbard 		return x*pio2_hi+x*pio2_lo;
903a8617a8SJordan K. Hubbard 	    return (x-x)/(x-x);		/* asin(|x|>1) is NaN */
913a8617a8SJordan K. Hubbard 	} else if (ix<0x3fe00000) {	/* |x|<0.5 */
923a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(ix<0x3e400000) {		/* if |x| < 2**-27 */
933a8617a8SJordan K. Hubbard 		if(huge+x>one) return x;/* return x with inexact if x!=0*/
943a8617a8SJordan K. Hubbard 	    } else
953a8617a8SJordan K. Hubbard 		t = x*x;
963a8617a8SJordan K. Hubbard 		p = t*(pS0+t*(pS1+t*(pS2+t*(pS3+t*(pS4+t*pS5)))));
973a8617a8SJordan K. Hubbard 		q = one+t*(qS1+t*(qS2+t*(qS3+t*qS4)));
983a8617a8SJordan K. Hubbard 		w = p/q;
993a8617a8SJordan K. Hubbard 		return x+x*w;
1003a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1013a8617a8SJordan K. Hubbard 	/* 1> |x|>= 0.5 */
1023a8617a8SJordan K. Hubbard 	w = one-fabs(x);
1033a8617a8SJordan K. Hubbard 	t = w*0.5;
1043a8617a8SJordan K. Hubbard 	p = t*(pS0+t*(pS1+t*(pS2+t*(pS3+t*(pS4+t*pS5)))));
1053a8617a8SJordan K. Hubbard 	q = one+t*(qS1+t*(qS2+t*(qS3+t*qS4)));
1069faa8dc6SBruce Evans 	s = __ieee754_sqrt(t);
1073a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix>=0x3FEF3333) { 	/* if |x| > 0.975 */
1083a8617a8SJordan K. Hubbard 	    w = p/q;
1093a8617a8SJordan K. Hubbard 	    t = pio2_hi-(2.0*(s+s*w)-pio2_lo);
1103a8617a8SJordan K. Hubbard 	} else {
1113a8617a8SJordan K. Hubbard 	    w  = s;
1123a8617a8SJordan K. Hubbard 	    SET_LOW_WORD(w,0);
1133a8617a8SJordan K. Hubbard 	    c  = (t-w*w)/(s+w);
1143a8617a8SJordan K. Hubbard 	    r  = p/q;
1153a8617a8SJordan K. Hubbard 	    p  = 2.0*s*r-(pio2_lo-2.0*c);
1163a8617a8SJordan K. Hubbard 	    q  = pio4_hi-2.0*w;
1173a8617a8SJordan K. Hubbard 	    t  = pio4_hi-(p-q);
1183a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1193a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(hx>0) return t; else return -t;
1203a8617a8SJordan K. Hubbard }
121