xref: /freebsd/lib/msun/src/s_erff.c (revision 59b19ff14a36bb975819fff8c7bd8648a9b29537)
13a8617a8SJordan K. Hubbard /* s_erff.c -- float version of s_erf.c.
23a8617a8SJordan K. Hubbard  * Conversion to float by Ian Lance Taylor, Cygnus Support, ian@cygnus.com.
33a8617a8SJordan K. Hubbard  */
43a8617a8SJordan K. Hubbard 
53a8617a8SJordan K. Hubbard /*
63a8617a8SJordan K. Hubbard  * ====================================================
73a8617a8SJordan K. Hubbard  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
83a8617a8SJordan K. Hubbard  *
93a8617a8SJordan K. Hubbard  * Developed at SunPro, a Sun Microsystems, Inc. business.
103a8617a8SJordan K. Hubbard  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
113a8617a8SJordan K. Hubbard  * software is freely granted, provided that this notice
123a8617a8SJordan K. Hubbard  * is preserved.
133a8617a8SJordan K. Hubbard  * ====================================================
143a8617a8SJordan K. Hubbard  */
153a8617a8SJordan K. Hubbard 
163a8617a8SJordan K. Hubbard #ifndef lint
177f3dea24SPeter Wemm static char rcsid[] = "$FreeBSD$";
183a8617a8SJordan K. Hubbard #endif
193a8617a8SJordan K. Hubbard 
203a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math.h"
213a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math_private.h"
223a8617a8SJordan K. Hubbard 
233a8617a8SJordan K. Hubbard static const float
243a8617a8SJordan K. Hubbard tiny	    = 1e-30,
253a8617a8SJordan K. Hubbard half=  5.0000000000e-01, /* 0x3F000000 */
263a8617a8SJordan K. Hubbard one =  1.0000000000e+00, /* 0x3F800000 */
273a8617a8SJordan K. Hubbard two =  2.0000000000e+00, /* 0x40000000 */
283a8617a8SJordan K. Hubbard 	/* c = (subfloat)0.84506291151 */
293a8617a8SJordan K. Hubbard erx =  8.4506291151e-01, /* 0x3f58560b */
303a8617a8SJordan K. Hubbard /*
313a8617a8SJordan K. Hubbard  * Coefficients for approximation to  erf on [0,0.84375]
323a8617a8SJordan K. Hubbard  */
333a8617a8SJordan K. Hubbard efx =  1.2837916613e-01, /* 0x3e0375d4 */
343a8617a8SJordan K. Hubbard efx8=  1.0270333290e+00, /* 0x3f8375d4 */
353a8617a8SJordan K. Hubbard pp0  =  1.2837916613e-01, /* 0x3e0375d4 */
363a8617a8SJordan K. Hubbard pp1  = -3.2504209876e-01, /* 0xbea66beb */
373a8617a8SJordan K. Hubbard pp2  = -2.8481749818e-02, /* 0xbce9528f */
383a8617a8SJordan K. Hubbard pp3  = -5.7702702470e-03, /* 0xbbbd1489 */
393a8617a8SJordan K. Hubbard pp4  = -2.3763017452e-05, /* 0xb7c756b1 */
403a8617a8SJordan K. Hubbard qq1  =  3.9791721106e-01, /* 0x3ecbbbce */
413a8617a8SJordan K. Hubbard qq2  =  6.5022252500e-02, /* 0x3d852a63 */
423a8617a8SJordan K. Hubbard qq3  =  5.0813062117e-03, /* 0x3ba68116 */
433a8617a8SJordan K. Hubbard qq4  =  1.3249473704e-04, /* 0x390aee49 */
443a8617a8SJordan K. Hubbard qq5  = -3.9602282413e-06, /* 0xb684e21a */
453a8617a8SJordan K. Hubbard /*
463a8617a8SJordan K. Hubbard  * Coefficients for approximation to  erf  in [0.84375,1.25]
473a8617a8SJordan K. Hubbard  */
483a8617a8SJordan K. Hubbard pa0  = -2.3621185683e-03, /* 0xbb1acdc6 */
493a8617a8SJordan K. Hubbard pa1  =  4.1485610604e-01, /* 0x3ed46805 */
503a8617a8SJordan K. Hubbard pa2  = -3.7220788002e-01, /* 0xbebe9208 */
513a8617a8SJordan K. Hubbard pa3  =  3.1834661961e-01, /* 0x3ea2fe54 */
523a8617a8SJordan K. Hubbard pa4  = -1.1089469492e-01, /* 0xbde31cc2 */
533a8617a8SJordan K. Hubbard pa5  =  3.5478305072e-02, /* 0x3d1151b3 */
543a8617a8SJordan K. Hubbard pa6  = -2.1663755178e-03, /* 0xbb0df9c0 */
553a8617a8SJordan K. Hubbard qa1  =  1.0642088205e-01, /* 0x3dd9f331 */
563a8617a8SJordan K. Hubbard qa2  =  5.4039794207e-01, /* 0x3f0a5785 */
573a8617a8SJordan K. Hubbard qa3  =  7.1828655899e-02, /* 0x3d931ae7 */
583a8617a8SJordan K. Hubbard qa4  =  1.2617121637e-01, /* 0x3e013307 */
593a8617a8SJordan K. Hubbard qa5  =  1.3637083583e-02, /* 0x3c5f6e13 */
603a8617a8SJordan K. Hubbard qa6  =  1.1984500103e-02, /* 0x3c445aa3 */
613a8617a8SJordan K. Hubbard /*
623a8617a8SJordan K. Hubbard  * Coefficients for approximation to  erfc in [1.25,1/0.35]
633a8617a8SJordan K. Hubbard  */
643a8617a8SJordan K. Hubbard ra0  = -9.8649440333e-03, /* 0xbc21a093 */
653a8617a8SJordan K. Hubbard ra1  = -6.9385856390e-01, /* 0xbf31a0b7 */
663a8617a8SJordan K. Hubbard ra2  = -1.0558626175e+01, /* 0xc128f022 */
673a8617a8SJordan K. Hubbard ra3  = -6.2375331879e+01, /* 0xc2798057 */
683a8617a8SJordan K. Hubbard ra4  = -1.6239666748e+02, /* 0xc322658c */
693a8617a8SJordan K. Hubbard ra5  = -1.8460508728e+02, /* 0xc3389ae7 */
703a8617a8SJordan K. Hubbard ra6  = -8.1287437439e+01, /* 0xc2a2932b */
713a8617a8SJordan K. Hubbard ra7  = -9.8143291473e+00, /* 0xc11d077e */
723a8617a8SJordan K. Hubbard sa1  =  1.9651271820e+01, /* 0x419d35ce */
733a8617a8SJordan K. Hubbard sa2  =  1.3765776062e+02, /* 0x4309a863 */
743a8617a8SJordan K. Hubbard sa3  =  4.3456588745e+02, /* 0x43d9486f */
753a8617a8SJordan K. Hubbard sa4  =  6.4538726807e+02, /* 0x442158c9 */
763a8617a8SJordan K. Hubbard sa5  =  4.2900814819e+02, /* 0x43d6810b */
773a8617a8SJordan K. Hubbard sa6  =  1.0863500214e+02, /* 0x42d9451f */
783a8617a8SJordan K. Hubbard sa7  =  6.5702495575e+00, /* 0x40d23f7c */
793a8617a8SJordan K. Hubbard sa8  = -6.0424413532e-02, /* 0xbd777f97 */
803a8617a8SJordan K. Hubbard /*
813a8617a8SJordan K. Hubbard  * Coefficients for approximation to  erfc in [1/.35,28]
823a8617a8SJordan K. Hubbard  */
833a8617a8SJordan K. Hubbard rb0  = -9.8649431020e-03, /* 0xbc21a092 */
843a8617a8SJordan K. Hubbard rb1  = -7.9928326607e-01, /* 0xbf4c9dd4 */
853a8617a8SJordan K. Hubbard rb2  = -1.7757955551e+01, /* 0xc18e104b */
863a8617a8SJordan K. Hubbard rb3  = -1.6063638306e+02, /* 0xc320a2ea */
873a8617a8SJordan K. Hubbard rb4  = -6.3756646729e+02, /* 0xc41f6441 */
883a8617a8SJordan K. Hubbard rb5  = -1.0250950928e+03, /* 0xc480230b */
893a8617a8SJordan K. Hubbard rb6  = -4.8351919556e+02, /* 0xc3f1c275 */
903a8617a8SJordan K. Hubbard sb1  =  3.0338060379e+01, /* 0x41f2b459 */
913a8617a8SJordan K. Hubbard sb2  =  3.2579251099e+02, /* 0x43a2e571 */
923a8617a8SJordan K. Hubbard sb3  =  1.5367296143e+03, /* 0x44c01759 */
933a8617a8SJordan K. Hubbard sb4  =  3.1998581543e+03, /* 0x4547fdbb */
943a8617a8SJordan K. Hubbard sb5  =  2.5530502930e+03, /* 0x451f90ce */
953a8617a8SJordan K. Hubbard sb6  =  4.7452853394e+02, /* 0x43ed43a7 */
963a8617a8SJordan K. Hubbard sb7  = -2.2440952301e+01; /* 0xc1b38712 */
973a8617a8SJordan K. Hubbard 
9859b19ff1SAlfred Perlstein float
9959b19ff1SAlfred Perlstein erff(float x)
1003a8617a8SJordan K. Hubbard {
1013a8617a8SJordan K. Hubbard 	int32_t hx,ix,i;
1023a8617a8SJordan K. Hubbard 	float R,S,P,Q,s,y,z,r;
1033a8617a8SJordan K. Hubbard 	GET_FLOAT_WORD(hx,x);
1043a8617a8SJordan K. Hubbard 	ix = hx&0x7fffffff;
1053a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix>=0x7f800000) {		/* erf(nan)=nan */
1063a8617a8SJordan K. Hubbard 	    i = ((u_int32_t)hx>>31)<<1;
1073a8617a8SJordan K. Hubbard 	    return (float)(1-i)+one/x;	/* erf(+-inf)=+-1 */
1083a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1093a8617a8SJordan K. Hubbard 
1103a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix < 0x3f580000) {		/* |x|<0.84375 */
1113a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(ix < 0x31800000) { 	/* |x|<2**-28 */
1123a8617a8SJordan K. Hubbard 	        if (ix < 0x04000000)
1133a8617a8SJordan K. Hubbard 		    /*avoid underflow */
1143a8617a8SJordan K. Hubbard 		    return (float)0.125*((float)8.0*x+efx8*x);
1153a8617a8SJordan K. Hubbard 		return x + efx*x;
1163a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
1173a8617a8SJordan K. Hubbard 	    z = x*x;
1183a8617a8SJordan K. Hubbard 	    r = pp0+z*(pp1+z*(pp2+z*(pp3+z*pp4)));
1193a8617a8SJordan K. Hubbard 	    s = one+z*(qq1+z*(qq2+z*(qq3+z*(qq4+z*qq5))));
1203a8617a8SJordan K. Hubbard 	    y = r/s;
1213a8617a8SJordan K. Hubbard 	    return x + x*y;
1223a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1233a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix < 0x3fa00000) {		/* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
1243a8617a8SJordan K. Hubbard 	    s = fabsf(x)-one;
1253a8617a8SJordan K. Hubbard 	    P = pa0+s*(pa1+s*(pa2+s*(pa3+s*(pa4+s*(pa5+s*pa6)))));
1263a8617a8SJordan K. Hubbard 	    Q = one+s*(qa1+s*(qa2+s*(qa3+s*(qa4+s*(qa5+s*qa6)))));
1273a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(hx>=0) return erx + P/Q; else return -erx - P/Q;
1283a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1293a8617a8SJordan K. Hubbard 	if (ix >= 0x40c00000) {		/* inf>|x|>=6 */
1303a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(hx>=0) return one-tiny; else return tiny-one;
1313a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1323a8617a8SJordan K. Hubbard 	x = fabsf(x);
1333a8617a8SJordan K. Hubbard  	s = one/(x*x);
1343a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix< 0x4036DB6E) {	/* |x| < 1/0.35 */
1353a8617a8SJordan K. Hubbard 	    R=ra0+s*(ra1+s*(ra2+s*(ra3+s*(ra4+s*(
1363a8617a8SJordan K. Hubbard 				ra5+s*(ra6+s*ra7))))));
1373a8617a8SJordan K. Hubbard 	    S=one+s*(sa1+s*(sa2+s*(sa3+s*(sa4+s*(
1383a8617a8SJordan K. Hubbard 				sa5+s*(sa6+s*(sa7+s*sa8)))))));
1393a8617a8SJordan K. Hubbard 	} else {	/* |x| >= 1/0.35 */
1403a8617a8SJordan K. Hubbard 	    R=rb0+s*(rb1+s*(rb2+s*(rb3+s*(rb4+s*(
1413a8617a8SJordan K. Hubbard 				rb5+s*rb6)))));
1423a8617a8SJordan K. Hubbard 	    S=one+s*(sb1+s*(sb2+s*(sb3+s*(sb4+s*(
1433a8617a8SJordan K. Hubbard 				sb5+s*(sb6+s*sb7))))));
1443a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1453a8617a8SJordan K. Hubbard 	GET_FLOAT_WORD(ix,x);
1463a8617a8SJordan K. Hubbard 	SET_FLOAT_WORD(z,ix&0xfffff000);
1473a8617a8SJordan K. Hubbard 	r  =  __ieee754_expf(-z*z-(float)0.5625)*__ieee754_expf((z-x)*(z+x)+R/S);
1483a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(hx>=0) return one-r/x; else return  r/x-one;
1493a8617a8SJordan K. Hubbard }
1503a8617a8SJordan K. Hubbard 
15159b19ff1SAlfred Perlstein float
15259b19ff1SAlfred Perlstein erfcf(float x)
1533a8617a8SJordan K. Hubbard {
1543a8617a8SJordan K. Hubbard 	int32_t hx,ix;
1553a8617a8SJordan K. Hubbard 	float R,S,P,Q,s,y,z,r;
1563a8617a8SJordan K. Hubbard 	GET_FLOAT_WORD(hx,x);
1573a8617a8SJordan K. Hubbard 	ix = hx&0x7fffffff;
1583a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix>=0x7f800000) {			/* erfc(nan)=nan */
1593a8617a8SJordan K. Hubbard 						/* erfc(+-inf)=0,2 */
1603a8617a8SJordan K. Hubbard 	    return (float)(((u_int32_t)hx>>31)<<1)+one/x;
1613a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1623a8617a8SJordan K. Hubbard 
1633a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix < 0x3f580000) {		/* |x|<0.84375 */
1643a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(ix < 0x23800000)  	/* |x|<2**-56 */
1653a8617a8SJordan K. Hubbard 		return one-x;
1663a8617a8SJordan K. Hubbard 	    z = x*x;
1673a8617a8SJordan K. Hubbard 	    r = pp0+z*(pp1+z*(pp2+z*(pp3+z*pp4)));
1683a8617a8SJordan K. Hubbard 	    s = one+z*(qq1+z*(qq2+z*(qq3+z*(qq4+z*qq5))));
1693a8617a8SJordan K. Hubbard 	    y = r/s;
1703a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(hx < 0x3e800000) {  	/* x<1/4 */
1713a8617a8SJordan K. Hubbard 		return one-(x+x*y);
1723a8617a8SJordan K. Hubbard 	    } else {
1733a8617a8SJordan K. Hubbard 		r = x*y;
1743a8617a8SJordan K. Hubbard 		r += (x-half);
1753a8617a8SJordan K. Hubbard 	        return half - r ;
1763a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
1773a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1783a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix < 0x3fa00000) {		/* 0.84375 <= |x| < 1.25 */
1793a8617a8SJordan K. Hubbard 	    s = fabsf(x)-one;
1803a8617a8SJordan K. Hubbard 	    P = pa0+s*(pa1+s*(pa2+s*(pa3+s*(pa4+s*(pa5+s*pa6)))));
1813a8617a8SJordan K. Hubbard 	    Q = one+s*(qa1+s*(qa2+s*(qa3+s*(qa4+s*(qa5+s*qa6)))));
1823a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(hx>=0) {
1833a8617a8SJordan K. Hubbard 	        z  = one-erx; return z - P/Q;
1843a8617a8SJordan K. Hubbard 	    } else {
1853a8617a8SJordan K. Hubbard 		z = erx+P/Q; return one+z;
1863a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
1873a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1883a8617a8SJordan K. Hubbard 	if (ix < 0x41e00000) {		/* |x|<28 */
1893a8617a8SJordan K. Hubbard 	    x = fabsf(x);
1903a8617a8SJordan K. Hubbard  	    s = one/(x*x);
1913a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(ix< 0x4036DB6D) {	/* |x| < 1/.35 ~ 2.857143*/
1923a8617a8SJordan K. Hubbard 	        R=ra0+s*(ra1+s*(ra2+s*(ra3+s*(ra4+s*(
1933a8617a8SJordan K. Hubbard 				ra5+s*(ra6+s*ra7))))));
1943a8617a8SJordan K. Hubbard 	        S=one+s*(sa1+s*(sa2+s*(sa3+s*(sa4+s*(
1953a8617a8SJordan K. Hubbard 				sa5+s*(sa6+s*(sa7+s*sa8)))))));
1963a8617a8SJordan K. Hubbard 	    } else {			/* |x| >= 1/.35 ~ 2.857143 */
1973a8617a8SJordan K. Hubbard 		if(hx<0&&ix>=0x40c00000) return two-tiny;/* x < -6 */
1983a8617a8SJordan K. Hubbard 	        R=rb0+s*(rb1+s*(rb2+s*(rb3+s*(rb4+s*(
1993a8617a8SJordan K. Hubbard 				rb5+s*rb6)))));
2003a8617a8SJordan K. Hubbard 	        S=one+s*(sb1+s*(sb2+s*(sb3+s*(sb4+s*(
2013a8617a8SJordan K. Hubbard 				sb5+s*(sb6+s*sb7))))));
2023a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
2033a8617a8SJordan K. Hubbard 	    GET_FLOAT_WORD(ix,x);
2043a8617a8SJordan K. Hubbard 	    SET_FLOAT_WORD(z,ix&0xfffff000);
2053a8617a8SJordan K. Hubbard 	    r  =  __ieee754_expf(-z*z-(float)0.5625)*
2063a8617a8SJordan K. Hubbard 			__ieee754_expf((z-x)*(z+x)+R/S);
2073a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(hx>0) return r/x; else return two-r/x;
2083a8617a8SJordan K. Hubbard 	} else {
2093a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(hx>0) return tiny*tiny; else return two-tiny;
2103a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
2113a8617a8SJordan K. Hubbard }
212