xref: /freebsd/lib/msun/src/e_atan2.c (revision 6f1b8a07926a4a00060628d9ed70412b4842ed69)
13f708241SDavid Schultz 
23f708241SDavid Schultz /* @(#)e_atan2.c 1.3 95/01/18 */
33a8617a8SJordan K. Hubbard /*
43a8617a8SJordan K. Hubbard  * ====================================================
53a8617a8SJordan K. Hubbard  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
63a8617a8SJordan K. Hubbard  *
73f708241SDavid Schultz  * Developed at SunSoft, a Sun Microsystems, Inc. business.
83a8617a8SJordan K. Hubbard  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
93a8617a8SJordan K. Hubbard  * software is freely granted, provided that this notice
103a8617a8SJordan K. Hubbard  * is preserved.
113a8617a8SJordan K. Hubbard  * ====================================================
123f708241SDavid Schultz  *
133a8617a8SJordan K. Hubbard  */
143a8617a8SJordan K. Hubbard 
155aa554c7SDavid Schultz #include <sys/cdefs.h>
165aa554c7SDavid Schultz __FBSDID("$FreeBSD$");
173a8617a8SJordan K. Hubbard 
183a8617a8SJordan K. Hubbard /* __ieee754_atan2(y,x)
193a8617a8SJordan K. Hubbard  * Method :
203a8617a8SJordan K. Hubbard  *	1. Reduce y to positive by atan2(y,x)=-atan2(-y,x).
213a8617a8SJordan K. Hubbard  *	2. Reduce x to positive by (if x and y are unexceptional):
223a8617a8SJordan K. Hubbard  *		ARG (x+iy) = arctan(y/x)   	   ... if x > 0,
233a8617a8SJordan K. Hubbard  *		ARG (x+iy) = pi - arctan[y/(-x)]   ... if x < 0,
243a8617a8SJordan K. Hubbard  *
253a8617a8SJordan K. Hubbard  * Special cases:
263a8617a8SJordan K. Hubbard  *
273a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2((anything), NaN ) is NaN;
283a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(NAN , (anything) ) is NaN;
293a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-0, +(anything but NaN)) is +-0  ;
303a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-0, -(anything but NaN)) is +-pi ;
313a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-(anything but 0 and NaN), 0) is +-pi/2;
323a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-(anything but INF and NaN), +INF) is +-0 ;
333a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-(anything but INF and NaN), -INF) is +-pi;
343a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-INF,+INF ) is +-pi/4 ;
353a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-INF,-INF ) is +-3pi/4;
363a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-INF, (anything but,0,NaN, and INF)) is +-pi/2;
373a8617a8SJordan K. Hubbard  *
383a8617a8SJordan K. Hubbard  * Constants:
393a8617a8SJordan K. Hubbard  * The hexadecimal values are the intended ones for the following
403a8617a8SJordan K. Hubbard  * constants. The decimal values may be used, provided that the
413a8617a8SJordan K. Hubbard  * compiler will convert from decimal to binary accurately enough
423a8617a8SJordan K. Hubbard  * to produce the hexadecimal values shown.
433a8617a8SJordan K. Hubbard  */
443a8617a8SJordan K. Hubbard 
4517303c62SDavid Schultz #include <float.h>
4617303c62SDavid Schultz 
473a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math.h"
483a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math_private.h"
493a8617a8SJordan K. Hubbard 
5016608a81SDavid Schultz static volatile double
5116608a81SDavid Schultz tiny  = 1.0e-300;
523a8617a8SJordan K. Hubbard static const double
533a8617a8SJordan K. Hubbard zero  = 0.0,
543a8617a8SJordan K. Hubbard pi_o_4  = 7.8539816339744827900E-01, /* 0x3FE921FB, 0x54442D18 */
553a8617a8SJordan K. Hubbard pi_o_2  = 1.5707963267948965580E+00, /* 0x3FF921FB, 0x54442D18 */
5616608a81SDavid Schultz pi      = 3.1415926535897931160E+00; /* 0x400921FB, 0x54442D18 */
5716608a81SDavid Schultz static volatile double
583a8617a8SJordan K. Hubbard pi_lo   = 1.2246467991473531772E-16; /* 0x3CA1A626, 0x33145C07 */
593a8617a8SJordan K. Hubbard 
60a82bbc73SAlfred Perlstein double
613819e840SPeter Wemm __ieee754_atan2(double y, double x)
623a8617a8SJordan K. Hubbard {
633a8617a8SJordan K. Hubbard 	double z;
643a8617a8SJordan K. Hubbard 	int32_t k,m,hx,hy,ix,iy;
653a8617a8SJordan K. Hubbard 	u_int32_t lx,ly;
663a8617a8SJordan K. Hubbard 
673a8617a8SJordan K. Hubbard 	EXTRACT_WORDS(hx,lx,x);
683a8617a8SJordan K. Hubbard 	ix = hx&0x7fffffff;
693a8617a8SJordan K. Hubbard 	EXTRACT_WORDS(hy,ly,y);
703a8617a8SJordan K. Hubbard 	iy = hy&0x7fffffff;
713a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(((ix|((lx|-lx)>>31))>0x7ff00000)||
723a8617a8SJordan K. Hubbard 	   ((iy|((ly|-ly)>>31))>0x7ff00000))	/* x or y is NaN */
73*6f1b8a07SBruce Evans 	    return nan_mix(x, y);
74f5ce1664SEitan Adler 	if(hx==0x3ff00000&&lx==0) return atan(y);   /* x=1.0 */
753a8617a8SJordan K. Hubbard 	m = ((hy>>31)&1)|((hx>>30)&2);	/* 2*sign(x)+sign(y) */
763a8617a8SJordan K. Hubbard 
773a8617a8SJordan K. Hubbard     /* when y = 0 */
783a8617a8SJordan K. Hubbard 	if((iy|ly)==0) {
793a8617a8SJordan K. Hubbard 	    switch(m) {
803a8617a8SJordan K. Hubbard 		case 0:
813a8617a8SJordan K. Hubbard 		case 1: return y; 	/* atan(+-0,+anything)=+-0 */
823a8617a8SJordan K. Hubbard 		case 2: return  pi+tiny;/* atan(+0,-anything) = pi */
833a8617a8SJordan K. Hubbard 		case 3: return -pi-tiny;/* atan(-0,-anything) =-pi */
843a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
853a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
863a8617a8SJordan K. Hubbard     /* when x = 0 */
873a8617a8SJordan K. Hubbard 	if((ix|lx)==0) return (hy<0)?  -pi_o_2-tiny: pi_o_2+tiny;
883a8617a8SJordan K. Hubbard 
893a8617a8SJordan K. Hubbard     /* when x is INF */
903a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix==0x7ff00000) {
913a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(iy==0x7ff00000) {
923a8617a8SJordan K. Hubbard 		switch(m) {
933a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 0: return  pi_o_4+tiny;/* atan(+INF,+INF) */
943a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 1: return -pi_o_4-tiny;/* atan(-INF,+INF) */
953a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 2: return  3.0*pi_o_4+tiny;/*atan(+INF,-INF)*/
963a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 3: return -3.0*pi_o_4-tiny;/*atan(-INF,-INF)*/
973a8617a8SJordan K. Hubbard 		}
983a8617a8SJordan K. Hubbard 	    } else {
993a8617a8SJordan K. Hubbard 		switch(m) {
1003a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 0: return  zero  ;	/* atan(+...,+INF) */
1013a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 1: return -zero  ;	/* atan(-...,+INF) */
1023a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 2: return  pi+tiny  ;	/* atan(+...,-INF) */
1033a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 3: return -pi-tiny  ;	/* atan(-...,-INF) */
1043a8617a8SJordan K. Hubbard 		}
1053a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
1063a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1073a8617a8SJordan K. Hubbard     /* when y is INF */
1083a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(iy==0x7ff00000) return (hy<0)? -pi_o_2-tiny: pi_o_2+tiny;
1093a8617a8SJordan K. Hubbard 
1103a8617a8SJordan K. Hubbard     /* compute y/x */
1113a8617a8SJordan K. Hubbard 	k = (iy-ix)>>20;
1129d7d0936SDavid Schultz 	if(k > 60) {		 	/* |y/x| >  2**60 */
1139d7d0936SDavid Schultz 	    z=pi_o_2+0.5*pi_lo;
1149d7d0936SDavid Schultz 	    m&=1;
1159d7d0936SDavid Schultz 	}
1169d7d0936SDavid Schultz 	else if(hx<0&&k<-60) z=0.0; 	/* 0 > |y|/x > -2**-60 */
1173a8617a8SJordan K. Hubbard 	else z=atan(fabs(y/x));		/* safe to do y/x */
1183a8617a8SJordan K. Hubbard 	switch (m) {
1193a8617a8SJordan K. Hubbard 	    case 0: return       z  ;	/* atan(+,+) */
1209d7d0936SDavid Schultz 	    case 1: return      -z  ;	/* atan(-,+) */
1213a8617a8SJordan K. Hubbard 	    case 2: return  pi-(z-pi_lo);/* atan(+,-) */
1223a8617a8SJordan K. Hubbard 	    default: /* case 3 */
1233a8617a8SJordan K. Hubbard 	    	    return  (z-pi_lo)-pi;/* atan(-,-) */
1243a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1253a8617a8SJordan K. Hubbard }
12617303c62SDavid Schultz 
12717303c62SDavid Schultz #if LDBL_MANT_DIG == 53
12817303c62SDavid Schultz __weak_reference(atan2, atan2l);
12917303c62SDavid Schultz #endif
130