]> oss.titaniummirror.com Git - msp430-gcc.git/blobdiff - mpfr/const_log2.c
Imported gcc-4.4.3
[msp430-gcc.git] / mpfr / const_log2.c
diff --git a/mpfr/const_log2.c b/mpfr/const_log2.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..198ac6d
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,192 @@
+/* mpfr_const_log2 -- compute natural logarithm of 2
+
+Copyright 1999, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009 Free Software Foundation, Inc.
+Contributed by the Arenaire and Cacao projects, INRIA.
+
+This file is part of the GNU MPFR Library.
+
+The GNU MPFR Library is free software; you can redistribute it and/or modify
+it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
+the Free Software Foundation; either version 2.1 of the License, or (at your
+option) any later version.
+
+The GNU MPFR Library is distributed in the hope that it will be useful, but
+WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY
+or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU Lesser General Public
+License for more details.
+
+You should have received a copy of the GNU Lesser General Public License
+along with the GNU MPFR Library; see the file COPYING.LIB.  If not, write to
+the Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston,
+MA 02110-1301, USA. */
+
+#define MPFR_NEED_LONGLONG_H
+#include "mpfr-impl.h"
+
+/* Declare the cache */
+MPFR_DECL_INIT_CACHE(__gmpfr_cache_const_log2, mpfr_const_log2_internal);
+
+/* Set User interface */
+#undef mpfr_const_log2
+int
+mpfr_const_log2 (mpfr_ptr x, mp_rnd_t rnd_mode) {
+  return mpfr_cache (x, __gmpfr_cache_const_log2, rnd_mode);
+}
+
+/* Auxiliary function: Compute the terms from n1 to n2 (excluded)
+   3/4*sum((-1)^n*n!^2/2^n/(2*n+1)!, n = n1..n2-1).
+   Numerator is T[0], denominator is Q[0],
+   Compute P[0] only when need_P is non-zero.
+   Need 1+ceil(log(n2-n1)/log(2)) cells in T[],P[],Q[].
+*/
+static void
+S (mpz_t *T, mpz_t *P, mpz_t *Q, unsigned long n1, unsigned long n2, int need_P)
+{
+  if (n2 == n1 + 1)
+    {
+      if (n1 == 0)
+        mpz_set_ui (P[0], 3);
+      else
+        {
+          mpz_set_ui (P[0], n1);
+          mpz_neg (P[0], P[0]);
+        }
+      if (n1 <= (ULONG_MAX / 4 - 1) / 2)
+        mpz_set_ui (Q[0], 4 * (2 * n1 + 1));
+      else /* to avoid overflow in 4 * (2 * n1 + 1) */
+        {
+          mpz_set_ui (Q[0], n1);
+          mpz_mul_2exp (Q[0], Q[0], 1);
+          mpz_add_ui (Q[0], Q[0], 1);
+          mpz_mul_2exp (Q[0], Q[0], 2);
+        }
+      mpz_set (T[0], P[0]);
+    }
+  else
+    {
+      unsigned long m = (n1 / 2) + (n2 / 2) + (n1 & 1UL & n2);
+      unsigned long v, w;
+
+      S (T, P, Q, n1, m, 1);
+      S (T + 1, P + 1, Q + 1, m, n2, need_P);
+      mpz_mul (T[0], T[0], Q[1]);
+      mpz_mul (T[1], T[1], P[0]);
+      mpz_add (T[0], T[0], T[1]);
+      if (need_P)
+        mpz_mul (P[0], P[0], P[1]);
+      mpz_mul (Q[0], Q[0], Q[1]);
+
+      /* remove common trailing zeroes if any */
+      v = mpz_scan1 (T[0], 0);
+      if (v > 0)
+        {
+          w = mpz_scan1 (Q[0], 0);
+          if (w < v)
+            v = w;
+          if (need_P)
+            {
+              w = mpz_scan1 (P[0], 0);
+              if (w < v)
+                v = w;
+            }
+          /* now v = min(val(T), val(Q), val(P)) */
+          if (v > 0)
+            {
+              mpz_div_2exp (T[0], T[0], v);
+              mpz_div_2exp (Q[0], Q[0], v);
+              if (need_P)
+                mpz_div_2exp (P[0], P[0], v);
+            }
+        }
+    }
+}
+
+/* Don't need to save / restore exponent range: the cache does it */
+int
+mpfr_const_log2_internal (mpfr_ptr x, mp_rnd_t rnd_mode)
+{
+  unsigned long n = MPFR_PREC (x);
+  mp_prec_t w; /* working precision */
+  unsigned long N;
+  mpz_t *T, *P, *Q;
+  mpfr_t t, q;
+  int inexact;
+  int ok = 1; /* ensures that the 1st try will give correct rounding */
+  unsigned long lgN, i;
+  MPFR_ZIV_DECL (loop);
+
+  MPFR_LOG_FUNC (("rnd_mode=%d", rnd_mode), ("x[%#R]=%R inex=%d",x,x,inexact));
+
+  mpfr_init2 (t, MPFR_PREC_MIN);
+  mpfr_init2 (q, MPFR_PREC_MIN);
+
+  if (n < 1253)
+    w = n + 10; /* ensures correct rounding for the four rounding modes,
+                   together with N = w / 3 + 1 (see below). */
+  else if (n < 2571)
+    w = n + 11; /* idem */
+  else if (n < 3983)
+    w = n + 12;
+  else if (n < 4854)
+    w = n + 13;
+  else if (n < 26248)
+    w = n + 14;
+  else
+    {
+      w = n + 15;
+      ok = 0;
+    }
+
+  MPFR_ZIV_INIT (loop, w);
+  for (;;)
+    {
+      N = w / 3 + 1; /* Warning: do not change that (even increasing N!)
+                        without checking correct rounding in the above
+                        ranges for n. */
+
+      /* the following are needed for error analysis (see algorithms.tex) */
+      MPFR_ASSERTD(w >= 3 && N >= 2);
+
+      lgN = MPFR_INT_CEIL_LOG2 (N) + 1;
+      T  = (mpz_t *) (*__gmp_allocate_func) (3 * lgN * sizeof (mpz_t));
+      P  = T + lgN;
+      Q  = T + 2*lgN;
+      for (i = 0; i < lgN; i++)
+        {
+          mpz_init (T[i]);
+          mpz_init (P[i]);
+          mpz_init (Q[i]);
+        }
+
+      S (T, P, Q, 0, N, 0);
+
+      mpfr_set_prec (t, w);
+      mpfr_set_prec (q, w);
+
+      mpfr_set_z (t, T[0], GMP_RNDN);
+      mpfr_set_z (q, Q[0], GMP_RNDN);
+      mpfr_div (t, t, q, GMP_RNDN);
+
+      for (i = 0; i < lgN; i++)
+        {
+          mpz_clear (T[i]);
+          mpz_clear (P[i]);
+          mpz_clear (Q[i]);
+        }
+      (*__gmp_free_func) (T, 3 * lgN * sizeof (mpz_t));
+
+      if (MPFR_LIKELY (ok != 0
+                       || mpfr_can_round (t, w - 2, GMP_RNDN, rnd_mode, n)))
+        break;
+
+      MPFR_ZIV_NEXT (loop, w);
+    }
+  MPFR_ZIV_FREE (loop);
+
+  inexact = mpfr_set (x, t, rnd_mode);
+
+  mpfr_clear (t);
+  mpfr_clear (q);
+
+  return inexact;
+}