xref: /illumos-gate/usr/src/lib/libmvec/common/__vsinf.c (revision 2aeafac3612e19716bf8164f89c3c9196342979c)
1 /*
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23  */
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25  * Copyright 2005 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
26  * Use is subject to license terms.
27  */
28 
29 /*
30  * __vsinf: single precision vector sin
31  *
32  * Algorithm:
33  *
34  * For |x| < pi/4, approximate sin(x) by a polynomial x+x*z*(S0+
35  * z*(S1+z*S2)) and cos(x) by a polynomial 1+z*(-1/2+z*(C0+z*(C1+
36  * z*C2))), where z = x*x, all evaluated in double precision.
37  *
38  * Accuracy:
39  *
40  * The largest error is less than 0.6 ulps.
41  */
42 
43 #include <sys/isa_defs.h>
44 
45 #ifdef _LITTLE_ENDIAN
46 #define	HI(x)	*(1+(int *)&x)
47 #define	LO(x)	*(unsigned *)&x
48 #else
49 #define	HI(x)	*(int *)&x
50 #define	LO(x)	*(1+(unsigned *)&x)
51 #endif
52 
53 #ifdef __RESTRICT
54 #define	restrict _Restrict
55 #else
56 #define	restrict
57 #endif
58 
59 extern int __vlibm_rem_pio2m(double *, double *, int, int, int);
60 
61 static const double C[] = {
62 	-1.66666552424430847168e-01,	/* 2^ -3 * -1.5555460000000 */
63 	8.33219196647405624390e-03,	/* 2^ -7 *  1.11077E0000000 */
64 	-1.95187909412197768688e-04,	/* 2^-13 * -1.9956B60000000 */
65 	1.0,
66 	-0.5,
67 	4.16666455566883087158e-02,	/* 2^ -5 *  1.55554A0000000 */
68 	-1.38873036485165357590e-03,	/* 2^-10 * -1.6C0C1E0000000 */
69 	2.44309903791872784495e-05,	/* 2^-16 *  1.99E24E0000000 */
70 	0.636619772367581343075535,	/* 2^ -1  * 1.45F306DC9C883 */
71 	6755399441055744.0,		/* 2^ 52  * 1.8000000000000 */
72 	1.570796326734125614166,	/* 2^  0  * 1.921FB54400000 */
73 	6.077100506506192601475e-11,	/* 2^-34  * 1.0B4611A626331 */
74 };
75 
76 #define	S0	C[0]
77 #define	S1	C[1]
78 #define	S2	C[2]
79 #define	one	C[3]
80 #define	mhalf	C[4]
81 #define	C0	C[5]
82 #define	C1	C[6]
83 #define	C2	C[7]
84 #define	invpio2	C[8]
85 #define	c3two51	C[9]
86 #define	pio2_1  C[10]
87 #define	pio2_t	C[11]
88 
89 #define	PREPROCESS(N, index, label)					\
90 	hx = *(int *)x;							\
91 	ix = hx & 0x7fffffff;						\
92 	t = *x;								\
93 	x += stridex;							\
94 	if (ix <= 0x3f490fdb) { /* |x| < pi/4 */			\
95 		if (ix == 0) {						\
96 			y[index] = t;					\
97 			goto label;					\
98 		}							\
99 		y##N = (double)t;					\
100 		n##N = 0;						\
101 	} else if (ix <= 0x49c90fdb) { /* |x| < 2^19*pi */		\
102 		y##N = (double)t;					\
103 		medium = 1;						\
104 	} else {							\
105 		if (ix >= 0x7f800000) { /* inf or nan */		\
106 			y[index] = t / t;				\
107 			goto label;					\
108 		}							\
109 		z##N = y##N = (double)t;				\
110 		hx = HI(y##N);						\
111 		n##N = ((hx >> 20) & 0x7ff) - 1046;			\
112 		HI(z##N) = (hx & 0xfffff) | 0x41600000;			\
113 		n##N = __vlibm_rem_pio2m(&z##N, &y##N, n##N, 1, 0);	\
114 		if (hx < 0) {						\
115 			y##N = -y##N;					\
116 			n##N = -n##N;					\
117 		}							\
118 		z##N = y##N * y##N;					\
119 		if (n##N & 1) { /* compute cos y */			\
120 			f##N = (float)(one + z##N * (mhalf + z##N *	\
121 			    (C0 + z##N * (C1 + z##N * C2))));		\
122 		} else { /* compute sin y */				\
123 			f##N = (float)(y##N + y##N * z##N * (S0 +	\
124 			    z##N * (S1 + z##N * S2)));			\
125 		}							\
126 		y[index] = (n##N & 2)? -f##N : f##N;			\
127 		goto label;						\
128 	}
129 
130 #define	PROCESS(N)							\
131 	if (medium) {							\
132 		z##N = y##N * invpio2 + c3two51;			\
133 		n##N = LO(z##N);					\
134 		z##N -= c3two51;					\
135 		y##N = (y##N - z##N * pio2_1) - z##N * pio2_t;		\
136 	}								\
137 	z##N = y##N * y##N;						\
138 	if (n##N & 1) { /* compute cos y */				\
139 		f##N = (float)(one + z##N * (mhalf + z##N * (C0 +	\
140 		    z##N * (C1 + z##N * C2))));				\
141 	} else { /* compute sin y */					\
142 		f##N = (float)(y##N + y##N * z##N * (S0 + z##N * (S1 +	\
143 		    z##N * S2)));					\
144 	}								\
145 	*y = (n##N & 2)? -f##N : f##N;					\
146 	y += stridey
147 
148 void
149 __vsinf(int n, float *restrict x, int stridex, float *restrict y,
150     int stridey)
151 {
152 	double		y0, y1, y2, y3;
153 	double		z0, z1, z2, z3;
154 	float		f0, f1, f2, f3, t;
155 	int		n0 = 0, n1 = 0, n2 = 0, n3, hx, ix, medium;
156 
157 	y -= stridey;
158 
159 	for (;;) {
160 begin:
161 		y += stridey;
162 
163 		if (--n < 0)
164 			break;
165 
166 		medium = 0;
167 		PREPROCESS(0, 0, begin);
168 
169 		if (--n < 0)
170 			goto process1;
171 
172 		PREPROCESS(1, stridey, process1);
173 
174 		if (--n < 0)
175 			goto process2;
176 
177 		PREPROCESS(2, (stridey << 1), process2);
178 
179 		if (--n < 0)
180 			goto process3;
181 
182 		PREPROCESS(3, (stridey << 1) + stridey, process3);
183 
184 		if (medium) {
185 			z0 = y0 * invpio2 + c3two51;
186 			z1 = y1 * invpio2 + c3two51;
187 			z2 = y2 * invpio2 + c3two51;
188 			z3 = y3 * invpio2 + c3two51;
189 
190 			n0 = LO(z0);
191 			n1 = LO(z1);
192 			n2 = LO(z2);
193 			n3 = LO(z3);
194 
195 			z0 -= c3two51;
196 			z1 -= c3two51;
197 			z2 -= c3two51;
198 			z3 -= c3two51;
199 
200 			y0 = (y0 - z0 * pio2_1) - z0 * pio2_t;
201 			y1 = (y1 - z1 * pio2_1) - z1 * pio2_t;
202 			y2 = (y2 - z2 * pio2_1) - z2 * pio2_t;
203 			y3 = (y3 - z3 * pio2_1) - z3 * pio2_t;
204 		}
205 
206 		z0 = y0 * y0;
207 		z1 = y1 * y1;
208 		z2 = y2 * y2;
209 		z3 = y3 * y3;
210 
211 		hx = (n0 & 1) | ((n1 & 1) << 1) | ((n2 & 1) << 2) |
212 		    ((n3 & 1) << 3);
213 		switch (hx) {
214 		case 0:
215 			f0 = (float)(y0 + y0 * z0 * (S0 + z0 * (S1 + z0 * S2)));
216 			f1 = (float)(y1 + y1 * z1 * (S0 + z1 * (S1 + z1 * S2)));
217 			f2 = (float)(y2 + y2 * z2 * (S0 + z2 * (S1 + z2 * S2)));
218 			f3 = (float)(y3 + y3 * z3 * (S0 + z3 * (S1 + z3 * S2)));
219 			break;
220 
221 		case 1:
222 			f0 = (float)(one + z0 * (mhalf + z0 * (C0 +
223 			    z0 * (C1 + z0 * C2))));
224 			f1 = (float)(y1 + y1 * z1 * (S0 + z1 * (S1 + z1 * S2)));
225 			f2 = (float)(y2 + y2 * z2 * (S0 + z2 * (S1 + z2 * S2)));
226 			f3 = (float)(y3 + y3 * z3 * (S0 + z3 * (S1 + z3 * S2)));
227 			break;
228 
229 		case 2:
230 			f0 = (float)(y0 + y0 * z0 * (S0 + z0 * (S1 + z0 * S2)));
231 			f1 = (float)(one + z1 * (mhalf + z1 * (C0 +
232 			    z1 * (C1 + z1 * C2))));
233 			f2 = (float)(y2 + y2 * z2 * (S0 + z2 * (S1 + z2 * S2)));
234 			f3 = (float)(y3 + y3 * z3 * (S0 + z3 * (S1 + z3 * S2)));
235 			break;
236 
237 		case 3:
238 			f0 = (float)(one + z0 * (mhalf + z0 * (C0 +
239 			    z0 * (C1 + z0 * C2))));
240 			f1 = (float)(one + z1 * (mhalf + z1 * (C0 +
241 			    z1 * (C1 + z1 * C2))));
242 			f2 = (float)(y2 + y2 * z2 * (S0 + z2 * (S1 + z2 * S2)));
243 			f3 = (float)(y3 + y3 * z3 * (S0 + z3 * (S1 + z3 * S2)));
244 			break;
245 
246 		case 4:
247 			f0 = (float)(y0 + y0 * z0 * (S0 + z0 * (S1 + z0 * S2)));
248 			f1 = (float)(y1 + y1 * z1 * (S0 + z1 * (S1 + z1 * S2)));
249 			f2 = (float)(one + z2 * (mhalf + z2 * (C0 +
250 			    z2 * (C1 + z2 * C2))));
251 			f3 = (float)(y3 + y3 * z3 * (S0 + z3 * (S1 + z3 * S2)));
252 			break;
253 
254 		case 5:
255 			f0 = (float)(one + z0 * (mhalf + z0 * (C0 +
256 			    z0 * (C1 + z0 * C2))));
257 			f1 = (float)(y1 + y1 * z1 * (S0 + z1 * (S1 + z1 * S2)));
258 			f2 = (float)(one + z2 * (mhalf + z2 * (C0 +
259 			    z2 * (C1 + z2 * C2))));
260 			f3 = (float)(y3 + y3 * z3 * (S0 + z3 * (S1 + z3 * S2)));
261 			break;
262 
263 		case 6:
264 			f0 = (float)(y0 + y0 * z0 * (S0 + z0 * (S1 + z0 * S2)));
265 			f1 = (float)(one + z1 * (mhalf + z1 * (C0 +
266 			    z1 * (C1 + z1 * C2))));
267 			f2 = (float)(one + z2 * (mhalf + z2 * (C0 +
268 			    z2 * (C1 + z2 * C2))));
269 			f3 = (float)(y3 + y3 * z3 * (S0 + z3 * (S1 + z3 * S2)));
270 			break;
271 
272 		case 7:
273 			f0 = (float)(one + z0 * (mhalf + z0 * (C0 +
274 			    z0 * (C1 + z0 * C2))));
275 			f1 = (float)(one + z1 * (mhalf + z1 * (C0 +
276 			    z1 * (C1 + z1 * C2))));
277 			f2 = (float)(one + z2 * (mhalf + z2 * (C0 +
278 			    z2 * (C1 + z2 * C2))));
279 			f3 = (float)(y3 + y3 * z3 * (S0 + z3 * (S1 + z3 * S2)));
280 			break;
281 
282 		case 8:
283 			f0 = (float)(y0 + y0 * z0 * (S0 + z0 * (S1 + z0 * S2)));
284 			f1 = (float)(y1 + y1 * z1 * (S0 + z1 * (S1 + z1 * S2)));
285 			f2 = (float)(y2 + y2 * z2 * (S0 + z2 * (S1 + z2 * S2)));
286 			f3 = (float)(one + z3 * (mhalf + z3 * (C0 +
287 			    z3 * (C1 + z3 * C2))));
288 			break;
289 
290 		case 9:
291 			f0 = (float)(one + z0 * (mhalf + z0 * (C0 +
292 			    z0 * (C1 + z0 * C2))));
293 			f1 = (float)(y1 + y1 * z1 * (S0 + z1 * (S1 + z1 * S2)));
294 			f2 = (float)(y2 + y2 * z2 * (S0 + z2 * (S1 + z2 * S2)));
295 			f3 = (float)(one + z3 * (mhalf + z3 * (C0 +
296 			    z3 * (C1 + z3 * C2))));
297 			break;
298 
299 		case 10:
300 			f0 = (float)(y0 + y0 * z0 * (S0 + z0 * (S1 + z0 * S2)));
301 			f1 = (float)(one + z1 * (mhalf + z1 * (C0 +
302 			    z1 * (C1 + z1 * C2))));
303 			f2 = (float)(y2 + y2 * z2 * (S0 + z2 * (S1 + z2 * S2)));
304 			f3 = (float)(one + z3 * (mhalf + z3 * (C0 +
305 			    z3 * (C1 + z3 * C2))));
306 			break;
307 
308 		case 11:
309 			f0 = (float)(one + z0 * (mhalf + z0 * (C0 +
310 			    z0 * (C1 + z0 * C2))));
311 			f1 = (float)(one + z1 * (mhalf + z1 * (C0 +
312 			    z1 * (C1 + z1 * C2))));
313 			f2 = (float)(y2 + y2 * z2 * (S0 + z2 * (S1 + z2 * S2)));
314 			f3 = (float)(one + z3 * (mhalf + z3 * (C0 +
315 			    z3 * (C1 + z3 * C2))));
316 			break;
317 
318 		case 12:
319 			f0 = (float)(y0 + y0 * z0 * (S0 + z0 * (S1 + z0 * S2)));
320 			f1 = (float)(y1 + y1 * z1 * (S0 + z1 * (S1 + z1 * S2)));
321 			f2 = (float)(one + z2 * (mhalf + z2 * (C0 +
322 			    z2 * (C1 + z2 * C2))));
323 			f3 = (float)(one + z3 * (mhalf + z3 * (C0 +
324 			    z3 * (C1 + z3 * C2))));
325 			break;
326 
327 		case 13:
328 			f0 = (float)(one + z0 * (mhalf + z0 * (C0 +
329 			    z0 * (C1 + z0 * C2))));
330 			f1 = (float)(y1 + y1 * z1 * (S0 + z1 * (S1 + z1 * S2)));
331 			f2 = (float)(one + z2 * (mhalf + z2 * (C0 +
332 			    z2 * (C1 + z2 * C2))));
333 			f3 = (float)(one + z3 * (mhalf + z3 * (C0 +
334 			    z3 * (C1 + z3 * C2))));
335 			break;
336 
337 		case 14:
338 			f0 = (float)(y0 + y0 * z0 * (S0 + z0 * (S1 + z0 * S2)));
339 			f1 = (float)(one + z1 * (mhalf + z1 * (C0 +
340 			    z1 * (C1 + z1 * C2))));
341 			f2 = (float)(one + z2 * (mhalf + z2 * (C0 +
342 			    z2 * (C1 + z2 * C2))));
343 			f3 = (float)(one + z3 * (mhalf + z3 * (C0 +
344 			    z3 * (C1 + z3 * C2))));
345 			break;
346 
347 		default:
348 			f0 = (float)(one + z0 * (mhalf + z0 * (C0 +
349 			    z0 * (C1 + z0 * C2))));
350 			f1 = (float)(one + z1 * (mhalf + z1 * (C0 +
351 			    z1 * (C1 + z1 * C2))));
352 			f2 = (float)(one + z2 * (mhalf + z2 * (C0 +
353 			    z2 * (C1 + z2 * C2))));
354 			f3 = (float)(one + z3 * (mhalf + z3 * (C0 +
355 			    z3 * (C1 + z3 * C2))));
356 		}
357 
358 		*y = (n0 & 2)? -f0 : f0;
359 		y += stridey;
360 		*y = (n1 & 2)? -f1 : f1;
361 		y += stridey;
362 		*y = (n2 & 2)? -f2 : f2;
363 		y += stridey;
364 		*y = (n3 & 2)? -f3 : f3;
365 		continue;
366 
367 process1:
368 		PROCESS(0);
369 		continue;
370 
371 process2:
372 		PROCESS(0);
373 		PROCESS(1);
374 		continue;
375 
376 process3:
377 		PROCESS(0);
378 		PROCESS(1);
379 		PROCESS(2);
380 	}
381 }
382