xref: /freebsd/lib/msun/src/s_expm1f.c (revision f2ea2b9d2796fcbe5d03775a35508e22fac4c7fd)
13a8617a8SJordan K. Hubbard /* s_expm1f.c -- float version of s_expm1.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 
16a00672cfSBruce Evans #include <sys/cdefs.h>
17a00672cfSBruce Evans __FBSDID("$FreeBSD$");
183a8617a8SJordan K. Hubbard 
19*f2ea2b9dSDavid Schultz #include <float.h>
20*f2ea2b9dSDavid Schultz 
213a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math.h"
223a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math_private.h"
233a8617a8SJordan K. Hubbard 
243a8617a8SJordan K. Hubbard static const float
253a8617a8SJordan K. Hubbard one		= 1.0,
263a8617a8SJordan K. Hubbard huge		= 1.0e+30,
273a8617a8SJordan K. Hubbard tiny		= 1.0e-30,
283a8617a8SJordan K. Hubbard o_threshold	= 8.8721679688e+01,/* 0x42b17180 */
293a8617a8SJordan K. Hubbard ln2_hi		= 6.9313812256e-01,/* 0x3f317180 */
303a8617a8SJordan K. Hubbard ln2_lo		= 9.0580006145e-06,/* 0x3717f7d1 */
313a8617a8SJordan K. Hubbard invln2		= 1.4426950216e+00,/* 0x3fb8aa3b */
3252453261SBruce Evans /*
3352453261SBruce Evans  * Domain [-0.34568, 0.34568], range ~[-6.694e-10, 6.696e-10]:
3452453261SBruce Evans  * |6 / x * (1 + 2 * (1 / (exp(x) - 1) - 1 / x)) - q(x)| < 2**-30.04
3552453261SBruce Evans  * Scaled coefficients: Qn_here = 2**n * Qn_for_q (see s_expm1.c):
3652453261SBruce Evans  */
3752453261SBruce Evans Q1 = -3.3333212137e-2,		/* -0x888868.0p-28 */
3852453261SBruce Evans Q2 =  1.5807170421e-3;		/*  0xcf3010.0p-33 */
393a8617a8SJordan K. Hubbard 
4059b19ff1SAlfred Perlstein float
4159b19ff1SAlfred Perlstein expm1f(float x)
423a8617a8SJordan K. Hubbard {
43a00672cfSBruce Evans 	float y,hi,lo,c,t,e,hxs,hfx,r1,twopk;
443a8617a8SJordan K. Hubbard 	int32_t k,xsb;
453a8617a8SJordan K. Hubbard 	u_int32_t hx;
463a8617a8SJordan K. Hubbard 
473a8617a8SJordan K. Hubbard 	GET_FLOAT_WORD(hx,x);
483a8617a8SJordan K. Hubbard 	xsb = hx&0x80000000;		/* sign bit of x */
493a8617a8SJordan K. Hubbard 	hx &= 0x7fffffff;		/* high word of |x| */
503a8617a8SJordan K. Hubbard 
513a8617a8SJordan K. Hubbard     /* filter out huge and non-finite argument */
523a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(hx >= 0x4195b844) {			/* if |x|>=27*ln2 */
533a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(hx >= 0x42b17218) {		/* if |x|>=88.721... */
543a8617a8SJordan K. Hubbard                 if(hx>0x7f800000)
553a8617a8SJordan K. Hubbard 		    return x+x; 	 /* NaN */
563a8617a8SJordan K. Hubbard 		if(hx==0x7f800000)
573a8617a8SJordan K. Hubbard 		    return (xsb==0)? x:-1.0;/* exp(+-inf)={inf,-1} */
583a8617a8SJordan K. Hubbard 	        if(x > o_threshold) return huge*huge; /* overflow */
593a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
603a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(xsb!=0) { /* x < -27*ln2, return -1.0 with inexact */
613a8617a8SJordan K. Hubbard 		if(x+tiny<(float)0.0)	/* raise inexact */
623a8617a8SJordan K. Hubbard 		return tiny-one;	/* return -1 */
633a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
643a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
653a8617a8SJordan K. Hubbard 
663a8617a8SJordan K. Hubbard     /* argument reduction */
673a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(hx > 0x3eb17218) {		/* if  |x| > 0.5 ln2 */
683a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(hx < 0x3F851592) {	/* and |x| < 1.5 ln2 */
693a8617a8SJordan K. Hubbard 		if(xsb==0)
703a8617a8SJordan K. Hubbard 		    {hi = x - ln2_hi; lo =  ln2_lo;  k =  1;}
713a8617a8SJordan K. Hubbard 		else
723a8617a8SJordan K. Hubbard 		    {hi = x + ln2_hi; lo = -ln2_lo;  k = -1;}
733a8617a8SJordan K. Hubbard 	    } else {
743a8617a8SJordan K. Hubbard 		k  = invln2*x+((xsb==0)?(float)0.5:(float)-0.5);
753a8617a8SJordan K. Hubbard 		t  = k;
763a8617a8SJordan K. Hubbard 		hi = x - t*ln2_hi;	/* t*ln2_hi is exact here */
773a8617a8SJordan K. Hubbard 		lo = t*ln2_lo;
783a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
79*f2ea2b9dSDavid Schultz 	    STRICT_ASSIGN(float, x, hi - lo);
803a8617a8SJordan K. Hubbard 	    c  = (hi-x)-lo;
813a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
823a8617a8SJordan K. Hubbard 	else if(hx < 0x33000000) {  	/* when |x|<2**-25, return x */
833a8617a8SJordan K. Hubbard 	    t = huge+x;	/* return x with inexact flags when x!=0 */
843a8617a8SJordan K. Hubbard 	    return x - (t-(huge+x));
853a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
863a8617a8SJordan K. Hubbard 	else k = 0;
873a8617a8SJordan K. Hubbard 
883a8617a8SJordan K. Hubbard     /* x is now in primary range */
893a8617a8SJordan K. Hubbard 	hfx = (float)0.5*x;
903a8617a8SJordan K. Hubbard 	hxs = x*hfx;
9152453261SBruce Evans 	r1 = one+hxs*(Q1+hxs*Q2);
923a8617a8SJordan K. Hubbard 	t  = (float)3.0-r1*hfx;
933a8617a8SJordan K. Hubbard 	e  = hxs*((r1-t)/((float)6.0 - x*t));
943a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(k==0) return x - (x*e-hxs);		/* c is 0 */
953a8617a8SJordan K. Hubbard 	else {
96a00672cfSBruce Evans 	    SET_FLOAT_WORD(twopk,0x3f800000+(k<<23));	/* 2^k */
973a8617a8SJordan K. Hubbard 	    e  = (x*(e-c)-c);
983a8617a8SJordan K. Hubbard 	    e -= hxs;
993a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(k== -1) return (float)0.5*(x-e)-(float)0.5;
100ee0730e6SDavid Schultz 	    if(k==1) {
1013a8617a8SJordan K. Hubbard 	       	if(x < (float)-0.25) return -(float)2.0*(e-(x+(float)0.5));
1023a8617a8SJordan K. Hubbard 	       	else 	      return  one+(float)2.0*(x-e);
103ee0730e6SDavid Schultz 	    }
1043a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if (k <= -2 || k>56) {   /* suffice to return exp(x)-1 */
1053a8617a8SJordan K. Hubbard 	        y = one-(e-x);
106a00672cfSBruce Evans 		if (k == 128) y = y*2.0F*0x1p127F;
107a00672cfSBruce Evans 		else y = y*twopk;
1083a8617a8SJordan K. Hubbard 	        return y-one;
1093a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
1103a8617a8SJordan K. Hubbard 	    t = one;
1113a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(k<23) {
1123a8617a8SJordan K. Hubbard 	        SET_FLOAT_WORD(t,0x3f800000 - (0x1000000>>k)); /* t=1-2^-k */
1133a8617a8SJordan K. Hubbard 	       	y = t-(e-x);
114a00672cfSBruce Evans 		y = y*twopk;
1153a8617a8SJordan K. Hubbard 	   } else {
1163a8617a8SJordan K. Hubbard 		SET_FLOAT_WORD(t,((0x7f-k)<<23));	/* 2^-k */
1173a8617a8SJordan K. Hubbard 	       	y = x-(e+t);
1183a8617a8SJordan K. Hubbard 	       	y += one;
119a00672cfSBruce Evans 		y = y*twopk;
1203a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
1213a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1223a8617a8SJordan K. Hubbard 	return y;
1233a8617a8SJordan K. Hubbard }
124