]> oss.titaniummirror.com Git - msp430-gcc.git/blobdiff - mpfr/li2.c
Imported gcc-4.4.3
[msp430-gcc.git] / mpfr / li2.c
diff --git a/mpfr/li2.c b/mpfr/li2.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..0efd2a3
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,685 @@
+/* mpfr_li2 -- Dilogarithm.
+
+Copyright 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"
+
+/* assuming B[0]...B[2(n-1)] are computed, computes and stores B[2n]*(2n+1)!
+
+   t/(exp(t)-1) = sum(B[j]*t^j/j!, j=0..infinity)
+   thus t = (exp(t)-1) * sum(B[j]*t^j/j!, n=0..infinity).
+   Taking the coefficient of degree n+1 > 1, we get:
+   0 = sum(1/(n+1-k)!*B[k]/k!, k=0..n)
+   which gives:
+   B[n] = -sum(binomial(n+1,k)*B[k], k=0..n-1)/(n+1).
+
+   Let C[n] = B[n]*(n+1)!.
+   Then C[n] = -sum(binomial(n+1,k)*C[k]*n!/(k+1)!,  k=0..n-1),
+   which proves that the C[n] are integers.
+*/
+static mpz_t *
+bernoulli (mpz_t * b, unsigned long n)
+{
+  if (n == 0)
+    {
+      b = (mpz_t *) (*__gmp_allocate_func) (sizeof (mpz_t));
+      mpz_init_set_ui (b[0], 1);
+    }
+  else
+    {
+      mpz_t t;
+      unsigned long k;
+
+      b = (mpz_t *) (*__gmp_reallocate_func)
+        (b, n * sizeof (mpz_t), (n + 1) * sizeof (mpz_t));
+      mpz_init (b[n]);
+      /* b[n] = -sum(binomial(2n+1,2k)*C[k]*(2n)!/(2k+1)!,  k=0..n-1) */
+      mpz_init_set_ui (t, 2 * n + 1);
+      mpz_mul_ui (t, t, 2 * n - 1);
+      mpz_mul_ui (t, t, 2 * n);
+      mpz_mul_ui (t, t, n);
+      mpz_div_ui (t, t, 3);     /* exact: t=binomial(2*n+1,2*k)*(2*n)!/(2*k+1)!
+                                   for k=n-1 */
+      mpz_mul (b[n], t, b[n - 1]);
+      for (k = n - 1; k-- > 0;)
+        {
+          mpz_mul_ui (t, t, 2 * k + 1);
+          mpz_mul_ui (t, t, 2 * k + 2);
+          mpz_mul_ui (t, t, 2 * k + 2);
+          mpz_mul_ui (t, t, 2 * k + 3);
+          mpz_div_ui (t, t, 2 * (n - k) + 1);
+          mpz_div_ui (t, t, 2 * (n - k));
+          mpz_addmul (b[n], t, b[k]);
+        }
+      /* take into account C[1] */
+      mpz_mul_ui (t, t, 2 * n + 1);
+      mpz_div_2exp (t, t, 1);
+      mpz_sub (b[n], b[n], t);
+      mpz_neg (b[n], b[n]);
+      mpz_clear (t);
+    }
+  return b;
+}
+
+/* Compute the alternating series
+   s = S(z) = \sum_{k=0}^infty B_{2k} (z))^{2k+1} / (2k+1)!
+   with 0 < z <= log(2) to the precision of s rounded in the direction
+   rnd_mode.
+   Return the maximum index of the truncature which is useful
+   for determinating the relative error.
+*/
+static int
+li2_series (mpfr_t sum, mpfr_srcptr z, mpfr_rnd_t rnd_mode)
+{
+  int i, Bm, Bmax;
+  mpfr_t s, u, v, w;
+  mpfr_prec_t sump, p;
+  mp_exp_t se, err;
+  mpz_t *B;
+  MPFR_ZIV_DECL (loop);
+
+  /* The series converges for |z| < 2 pi, but in mpfr_li2 the argument is
+     reduced so that 0 < z <= log(2). Here is additionnal check that z is
+     (nearly) correct */
+  MPFR_ASSERTD (MPFR_IS_STRICTPOS (z));
+  MPFR_ASSERTD (mpfr_cmp_d (z, 0.6953125) <= 0);
+
+  sump = MPFR_PREC (sum);       /* target precision */
+  p = sump + MPFR_INT_CEIL_LOG2 (sump) + 4;     /* the working precision */
+  mpfr_init2 (s, p);
+  mpfr_init2 (u, p);
+  mpfr_init2 (v, p);
+  mpfr_init2 (w, p);
+
+  B = bernoulli ((mpz_t *) 0, 0);
+  Bm = Bmax = 1;
+
+  MPFR_ZIV_INIT (loop, p);
+  for (;;)
+    {
+      mpfr_sqr (u, z, GMP_RNDU);
+      mpfr_set (v, z, GMP_RNDU);
+      mpfr_set (s, z, GMP_RNDU);
+      se = MPFR_GET_EXP (s);
+      err = 0;
+
+      for (i = 1;; i++)
+        {
+          if (i >= Bmax)
+            B = bernoulli (B, Bmax++);  /* B_2i * (2i+1)!, exact */
+
+          mpfr_mul (v, u, v, GMP_RNDU);
+          mpfr_div_ui (v, v, 2 * i, GMP_RNDU);
+          mpfr_div_ui (v, v, 2 * i, GMP_RNDU);
+          mpfr_div_ui (v, v, 2 * i + 1, GMP_RNDU);
+          mpfr_div_ui (v, v, 2 * i + 1, GMP_RNDU);
+          /* here, v_2i = v_{2i-2} / (2i * (2i+1))^2 */
+
+          mpfr_mul_z (w, v, B[i], GMP_RNDN);
+          /* here, w_2i = v_2i * B_2i * (2i+1)! with
+             error(w_2i) < 2^(5 * i + 8) ulp(w_2i) (see algorithms.tex) */
+
+          mpfr_add (s, s, w, GMP_RNDN);
+
+          err = MAX (err + se, 5 * i + 8 + MPFR_GET_EXP (w))
+            - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err);
+          se = MPFR_GET_EXP (s);
+          if (MPFR_GET_EXP (w) <= se - (mp_exp_t) p)
+            break;
+        }
+
+      /* the previous value of err is the rounding error,
+         the truncation error is less than EXP(z) - 6 * i - 5
+         (see algorithms.tex) */
+      err = MAX (err, MPFR_GET_EXP (z) - 6 * i - 5) + 1;
+      if (MPFR_CAN_ROUND (s, (mp_exp_t) p - err, sump, rnd_mode))
+        break;
+
+      MPFR_ZIV_NEXT (loop, p);
+      mpfr_set_prec (s, p);
+      mpfr_set_prec (u, p);
+      mpfr_set_prec (v, p);
+      mpfr_set_prec (w, p);
+    }
+  MPFR_ZIV_FREE (loop);
+  mpfr_set (sum, s, rnd_mode);
+
+  Bm = Bmax;
+  while (Bm--)
+    mpz_clear (B[Bm]);
+  (*__gmp_free_func) (B, Bmax * sizeof (mpz_t));
+  mpfr_clears (s, u, v, w, (mpfr_ptr) 0);
+
+  /* Let K be the returned value.
+     1. As we compute an alternating series, the truncation error has the same
+     sign as the next term w_{K+2} which is positive iff K%4 == 0.
+     2. Assume that error(z) <= (1+t) z', where z' is the actual value, then
+     error(s) <= 2 * (K+1) * t (see algorithms.tex).
+   */
+  return 2 * i;
+}
+
+/* try asymptotic expansion when x is large and positive:
+   Li2(x) = -log(x)^2/2 + Pi^2/3 - 1/x + O(1/x^2).
+   More precisely for x >= 2 we have for g(x) = -log(x)^2/2 + Pi^2/3:
+   -2 <= x * (Li2(x) - g(x)) <= -1
+   thus |Li2(x) - g(x)| <= 2/x.
+   Assumes x >= 38, which ensures log(x)^2/2 >= 2*Pi^2/3, and g(x) <= -3.3.
+   Return 0 if asymptotic expansion failed (unable to round), otherwise
+   returns correct ternary value.
+*/
+static int
+mpfr_li2_asympt_pos (mpfr_ptr y, mpfr_srcptr x, mpfr_rnd_t rnd_mode)
+{
+  mpfr_t g, h;
+  mp_prec_t w = MPFR_PREC (y) + 20;
+  int inex = 0;
+
+  MPFR_ASSERTN (mpfr_cmp_ui (x, 38) >= 0);
+
+  mpfr_init2 (g, w);
+  mpfr_init2 (h, w);
+  mpfr_log (g, x, GMP_RNDN);    /* rel. error <= |(1 + theta) - 1| */
+  mpfr_sqr (g, g, GMP_RNDN);    /* rel. error <= |(1 + theta)^3 - 1| <= 2^(2-w) */
+  mpfr_div_2ui (g, g, 1, GMP_RNDN);     /* rel. error <= 2^(2-w) */
+  mpfr_const_pi (h, GMP_RNDN);  /* error <= 2^(1-w) */
+  mpfr_sqr (h, h, GMP_RNDN);    /* rel. error <= 2^(2-w) */
+  mpfr_div_ui (h, h, 3, GMP_RNDN);      /* rel. error <= |(1 + theta)^4 - 1|
+                                           <= 5 * 2^(-w) */
+  /* since x is chosen such that log(x)^2/2 >= 2 * (Pi^2/3), we should have
+     g >= 2*h, thus |g-h| >= |h|, and the relative error on g is at most
+     multiplied by 2 in the difference, and that by h is unchanged. */
+  MPFR_ASSERTN (MPFR_EXP (g) > MPFR_EXP (h));
+  mpfr_sub (g, h, g, GMP_RNDN); /* err <= ulp(g)/2 + g*2^(3-w) + g*5*2^(-w)
+                                   <= ulp(g) * (1/2 + 8 + 5) < 14 ulp(g).
+
+                                   If in addition 2/x <= 2 ulp(g), i.e.,
+                                   1/x <= ulp(g), then the total error is
+                                   bounded by 16 ulp(g). */
+  if ((MPFR_EXP (x) >= (mp_exp_t) w - MPFR_EXP (g)) &&
+      MPFR_CAN_ROUND (g, w - 4, MPFR_PREC (y), rnd_mode))
+    inex = mpfr_set (y, g, rnd_mode);
+
+  mpfr_clear (g);
+  mpfr_clear (h);
+
+  return inex;
+}
+
+/* try asymptotic expansion when x is large and negative:
+   Li2(x) = -log(-x)^2/2 - Pi^2/6 - 1/x + O(1/x^2).
+   More precisely for x <= -2 we have for g(x) = -log(-x)^2/2 - Pi^2/6:
+   |Li2(x) - g(x)| <= 1/|x|.
+   Assumes x <= -7, which ensures |log(-x)^2/2| >= Pi^2/6, and g(x) <= -3.5.
+   Return 0 if asymptotic expansion failed (unable to round), otherwise
+   returns correct ternary value.
+*/
+static int
+mpfr_li2_asympt_neg (mpfr_ptr y, mpfr_srcptr x, mpfr_rnd_t rnd_mode)
+{
+  mpfr_t g, h;
+  mp_prec_t w = MPFR_PREC (y) + 20;
+  int inex = 0;
+
+  MPFR_ASSERTN (mpfr_cmp_si (x, -7) <= 0);
+
+  mpfr_init2 (g, w);
+  mpfr_init2 (h, w);
+  mpfr_neg (g, x, GMP_RNDN);
+  mpfr_log (g, g, GMP_RNDN);    /* rel. error <= |(1 + theta) - 1| */
+  mpfr_sqr (g, g, GMP_RNDN);    /* rel. error <= |(1 + theta)^3 - 1| <= 2^(2-w) */
+  mpfr_div_2ui (g, g, 1, GMP_RNDN);     /* rel. error <= 2^(2-w) */
+  mpfr_const_pi (h, GMP_RNDN);  /* error <= 2^(1-w) */
+  mpfr_sqr (h, h, GMP_RNDN);    /* rel. error <= 2^(2-w) */
+  mpfr_div_ui (h, h, 6, GMP_RNDN);      /* rel. error <= |(1 + theta)^4 - 1|
+                                           <= 5 * 2^(-w) */
+  MPFR_ASSERTN (MPFR_EXP (g) >= MPFR_EXP (h));
+  mpfr_add (g, g, h, GMP_RNDN); /* err <= ulp(g)/2 + g*2^(2-w) + g*5*2^(-w)
+                                   <= ulp(g) * (1/2 + 4 + 5) < 10 ulp(g).
+
+                                   If in addition |1/x| <= 4 ulp(g), then the
+                                   total error is bounded by 16 ulp(g). */
+  if ((MPFR_EXP (x) >= (mp_exp_t) (w - 2) - MPFR_EXP (g)) &&
+      MPFR_CAN_ROUND (g, w - 4, MPFR_PREC (y), rnd_mode))
+    inex = mpfr_neg (y, g, rnd_mode);
+
+  mpfr_clear (g);
+  mpfr_clear (h);
+
+  return inex;
+}
+
+/* Compute the real part of the dilogarithm defined by
+   Li2(x) = -\Int_{t=0}^x log(1-t)/t dt */
+int
+mpfr_li2 (mpfr_ptr y, mpfr_srcptr x, mpfr_rnd_t rnd_mode)
+{
+  int inexact;
+  mp_exp_t err;
+  mpfr_prec_t yp, m;
+  MPFR_ZIV_DECL (loop);
+  MPFR_SAVE_EXPO_DECL (expo);
+
+  MPFR_LOG_FUNC (("x[%#R]=%R rnd=%d", x, x, rnd_mode), ("y[%#R]=%R", y));
+
+  if (MPFR_UNLIKELY (MPFR_IS_SINGULAR (x)))
+    {
+      if (MPFR_IS_NAN (x))
+        {
+          MPFR_SET_NAN (y);
+          MPFR_RET_NAN;
+        }
+      else if (MPFR_IS_INF (x))
+        {
+          MPFR_SET_NEG (y);
+          MPFR_SET_INF (y);
+          MPFR_RET (0);
+        }
+      else                      /* x is zero */
+        {
+          MPFR_ASSERTD (MPFR_IS_ZERO (x));
+          MPFR_SET_SAME_SIGN (y, x);
+          MPFR_SET_ZERO (y);
+          MPFR_RET (0);
+        }
+    }
+
+  /* Li2(x) = x + x^2/4 + x^3/9 + ..., more precisely for 0 < x <= 1/2
+     we have |Li2(x) - x| < x^2/2 <= 2^(2EXP(x)-1) and for -1/2 <= x < 0
+     we have |Li2(x) - x| < x^2/4 <= 2^(2EXP(x)-2) */
+  if (MPFR_IS_POS (x))
+    MPFR_FAST_COMPUTE_IF_SMALL_INPUT (y, x, -MPFR_GET_EXP (x), 1, 1, rnd_mode,
+                                      {});
+  else
+    MPFR_FAST_COMPUTE_IF_SMALL_INPUT (y, x, -MPFR_GET_EXP (x), 2, 0, rnd_mode,
+                                      {});
+
+  MPFR_SAVE_EXPO_MARK (expo);
+  yp = MPFR_PREC (y);
+  m = yp + MPFR_INT_CEIL_LOG2 (yp) + 13;
+
+  if (MPFR_LIKELY ((mpfr_cmp_ui (x, 0) > 0) && (mpfr_cmp_d (x, 0.5) <= 0)))
+    /* 0 < x <= 1/2: Li2(x) = S(-log(1-x))-log^2(1-x)/4 */
+    {
+      mpfr_t s, u;
+      mp_exp_t expo_l;
+      int k;
+
+      mpfr_init2 (u, m);
+      mpfr_init2 (s, m);
+
+      MPFR_ZIV_INIT (loop, m);
+      for (;;)
+        {
+          mpfr_ui_sub (u, 1, x, GMP_RNDN);
+          mpfr_log (u, u, GMP_RNDU);
+          mpfr_neg (u, u, GMP_RNDN);    /* u = -log(1-x) */
+          expo_l = MPFR_GET_EXP (u);
+          k = li2_series (s, u, GMP_RNDU);
+          err = 1 + MPFR_INT_CEIL_LOG2 (k + 1);
+
+          mpfr_sqr (u, u, GMP_RNDU);
+          mpfr_div_2ui (u, u, 2, GMP_RNDU);     /* u = log^2(1-x) / 4 */
+          mpfr_sub (s, s, u, GMP_RNDN);
+
+          /* error(s) <= (0.5 + 2^(d-EXP(s))
+             + 2^(3 + MAX(1, - expo_l) - EXP(s))) ulp(s) */
+          err = MAX (err, MAX (1, - expo_l) - 1) - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err);
+          if (MPFR_CAN_ROUND (s, (mp_exp_t) m - err, yp, rnd_mode))
+            break;
+
+          MPFR_ZIV_NEXT (loop, m);
+          mpfr_set_prec (u, m);
+          mpfr_set_prec (s, m);
+        }
+      MPFR_ZIV_FREE (loop);
+      inexact = mpfr_set (y, s, rnd_mode);
+
+      mpfr_clear (u);
+      mpfr_clear (s);
+      MPFR_SAVE_EXPO_FREE (expo);
+      return mpfr_check_range (y, inexact, rnd_mode);
+    }
+  else if (!mpfr_cmp_ui (x, 1))
+    /* Li2(1)= pi^2 / 6 */
+    {
+      mpfr_t u;
+      mpfr_init2 (u, m);
+
+      MPFR_ZIV_INIT (loop, m);
+      for (;;)
+        {
+          mpfr_const_pi (u, GMP_RNDU);
+          mpfr_sqr (u, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_ui (u, u, 6, GMP_RNDN);
+
+          err = m - 4;          /* error(u) <= 19/2 ulp(u) */
+          if (MPFR_CAN_ROUND (u, err, yp, rnd_mode))
+            break;
+
+          MPFR_ZIV_NEXT (loop, m);
+          mpfr_set_prec (u, m);
+        }
+      MPFR_ZIV_FREE (loop);
+      inexact = mpfr_set (y, u, rnd_mode);
+
+      mpfr_clear (u);
+      MPFR_SAVE_EXPO_FREE (expo);
+      return mpfr_check_range (y, inexact, rnd_mode);
+    }
+  else if (mpfr_cmp_ui (x, 2) >= 0)
+    /* x >= 2: Li2(x) = -S(-log(1-1/x))-log^2(x)/2+log^2(1-1/x)/4+pi^2/3 */
+    {
+      int k;
+      mp_exp_t expo_l;
+      mpfr_t s, u, xx;
+
+      if (mpfr_cmp_ui (x, 38) >= 0)
+        {
+          inexact = mpfr_li2_asympt_pos (y, x, rnd_mode);
+          if (inexact != 0)
+            goto end_of_case_gt2;
+        }
+
+      mpfr_init2 (u, m);
+      mpfr_init2 (s, m);
+      mpfr_init2 (xx, m);
+
+      MPFR_ZIV_INIT (loop, m);
+      for (;;)
+        {
+          mpfr_ui_div (xx, 1, x, GMP_RNDN);
+          mpfr_neg (xx, xx, GMP_RNDN);
+          mpfr_log1p (u, xx, GMP_RNDD);
+          mpfr_neg (u, u, GMP_RNDU);    /* u = -log(1-1/x) */
+          expo_l = MPFR_GET_EXP (u);
+          k = li2_series (s, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_neg (s, s, GMP_RNDN);
+          err = MPFR_INT_CEIL_LOG2 (k + 1) + 1; /* error(s) <= 2^err ulp(s) */
+
+          mpfr_sqr (u, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_2ui (u, u, 2, GMP_RNDN);     /* u= log^2(1-1/x)/4 */
+          mpfr_add (s, s, u, GMP_RNDN);
+          err =
+            MAX (err,
+                 3 + MAX (1, -expo_l) + MPFR_GET_EXP (u)) - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err);      /* error(s) <= 2^err ulp(s) */
+          err += MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_log (u, x, GMP_RNDU);
+          mpfr_sqr (u, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_2ui (u, u, 1, GMP_RNDN);     /* u = log^2(x)/2 */
+          mpfr_sub (s, s, u, GMP_RNDN);
+          err = MAX (err, 3 + MPFR_GET_EXP (u)) - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err);      /* error(s) <= 2^err ulp(s) */
+          err += MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_const_pi (u, GMP_RNDU);
+          mpfr_sqr (u, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_ui (u, u, 3, GMP_RNDN);      /* u = pi^2/3 */
+          mpfr_add (s, s, u, GMP_RNDN);
+          err = MAX (err, 2) - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err);      /* error(s) <= 2^err ulp(s) */
+          if (MPFR_CAN_ROUND (s, (mp_exp_t) m - err, yp, rnd_mode))
+            break;
+
+          MPFR_ZIV_NEXT (loop, m);
+          mpfr_set_prec (u, m);
+          mpfr_set_prec (s, m);
+          mpfr_set_prec (xx, m);
+        }
+      MPFR_ZIV_FREE (loop);
+      inexact = mpfr_set (y, s, rnd_mode);
+      mpfr_clears (s, u, xx, (mpfr_ptr) 0);
+
+    end_of_case_gt2:
+      MPFR_SAVE_EXPO_FREE (expo);
+      return mpfr_check_range (y, inexact, rnd_mode);
+    }
+  else if (mpfr_cmp_ui (x, 1) > 0)
+    /* 2 > x > 1: Li2(x) = S(log(x))+log^2(x)/4-log(x)log(x-1)+pi^2/6 */
+    {
+      int k;
+      mp_exp_t e1, e2;
+      mpfr_t s, u, v, xx;
+      mpfr_init2 (s, m);
+      mpfr_init2 (u, m);
+      mpfr_init2 (v, m);
+      mpfr_init2 (xx, m);
+
+      MPFR_ZIV_INIT (loop, m);
+      for (;;)
+        {
+          mpfr_log (v, x, GMP_RNDU);
+          k = li2_series (s, v, GMP_RNDN);
+          e1 = MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_sqr (u, v, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_2ui (u, u, 2, GMP_RNDN);     /* u = log^2(x)/4 */
+          mpfr_add (s, s, u, GMP_RNDN);
+
+          mpfr_sub_ui (xx, x, 1, GMP_RNDN);
+          mpfr_log (u, xx, GMP_RNDU);
+          e2 = MPFR_GET_EXP (u);
+          mpfr_mul (u, v, u, GMP_RNDN); /* u = log(x) * log(x-1) */
+          mpfr_sub (s, s, u, GMP_RNDN);
+
+          mpfr_const_pi (u, GMP_RNDU);
+          mpfr_sqr (u, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_ui (u, u, 6, GMP_RNDN);      /* u = pi^2/6 */
+          mpfr_add (s, s, u, GMP_RNDN);
+          /* error(s) <= (31 + (k+1) * 2^(1-e1) + 2^(1-e2)) ulp(s)
+             see algorithms.tex */
+          err = MAX (MPFR_INT_CEIL_LOG2 (k + 1) + 1 - e1, 1 - e2);
+          err = 2 + MAX (5, err);
+          if (MPFR_CAN_ROUND (s, (mp_exp_t) m - err, yp, rnd_mode))
+            break;
+
+          MPFR_ZIV_NEXT (loop, m);
+          mpfr_set_prec (s, m);
+          mpfr_set_prec (u, m);
+          mpfr_set_prec (v, m);
+          mpfr_set_prec (xx, m);
+        }
+      MPFR_ZIV_FREE (loop);
+      inexact = mpfr_set (y, s, rnd_mode);
+
+      mpfr_clears (s, u, v, xx, (mpfr_ptr) 0);
+      MPFR_SAVE_EXPO_FREE (expo);
+      return mpfr_check_range (y, inexact, rnd_mode);
+    }
+  else if (mpfr_cmp_ui_2exp (x, 1, -1) > 0) /*  1/2 < x < 1 */
+    /* 1 > x > 1/2: Li2(x) = -S(-log(x))+log^2(x)/4-log(x)log(1-x)+pi^2/6 */
+    {
+      int k;
+      mpfr_t s, u, v, xx;
+      mpfr_init2 (s, m);
+      mpfr_init2 (u, m);
+      mpfr_init2 (v, m);
+      mpfr_init2 (xx, m);
+
+
+      MPFR_ZIV_INIT (loop, m);
+      for (;;)
+        {
+          mpfr_log (u, x, GMP_RNDD);
+          mpfr_neg (u, u, GMP_RNDN);
+          k = li2_series (s, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_neg (s, s, GMP_RNDN);
+          err = 1 + MPFR_INT_CEIL_LOG2 (k + 1) - MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_ui_sub (xx, 1, x, GMP_RNDN);
+          mpfr_log (v, xx, GMP_RNDU);
+          mpfr_mul (v, v, u, GMP_RNDN); /* v = - log(x) * log(1-x) */
+          mpfr_add (s, s, v, GMP_RNDN);
+          err = MAX (err, 1 - MPFR_GET_EXP (v));
+          err = 2 + MAX (3, err) - MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_sqr (u, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_2ui (u, u, 2, GMP_RNDN);     /* u = log^2(x)/4 */
+          mpfr_add (s, s, u, GMP_RNDN);
+          err = MAX (err, 2 + MPFR_GET_EXP (u)) - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err) + MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_const_pi (u, GMP_RNDU);
+          mpfr_sqr (u, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_ui (u, u, 6, GMP_RNDN);      /* u = pi^2/6 */
+          mpfr_add (s, s, u, GMP_RNDN);
+          err = MAX (err, 3) - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err);
+
+          if (MPFR_CAN_ROUND (s, (mp_exp_t) m - err, yp, rnd_mode))
+            break;
+
+          MPFR_ZIV_NEXT (loop, m);
+          mpfr_set_prec (s, m);
+          mpfr_set_prec (u, m);
+          mpfr_set_prec (v, m);
+          mpfr_set_prec (xx, m);
+        }
+      MPFR_ZIV_FREE (loop);
+      inexact = mpfr_set (y, s, rnd_mode);
+
+      mpfr_clears (s, u, v, xx, (mpfr_ptr) 0);
+      MPFR_SAVE_EXPO_FREE (expo);
+      return mpfr_check_range (y, inexact, rnd_mode);
+    }
+  else if (mpfr_cmp_si (x, -1) >= 0)
+    /* 0 > x >= -1: Li2(x) = -S(log(1-x))-log^2(1-x)/4 */
+    {
+      int k;
+      mp_exp_t expo_l;
+      mpfr_t s, u, xx;
+      mpfr_init2 (s, m);
+      mpfr_init2 (u, m);
+      mpfr_init2 (xx, m);
+
+      MPFR_ZIV_INIT (loop, m);
+      for (;;)
+        {
+          mpfr_neg (xx, x, GMP_RNDN);
+          mpfr_log1p (u, xx, GMP_RNDN);
+          k = li2_series (s, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_neg (s, s, GMP_RNDN);
+          expo_l = MPFR_GET_EXP (u);
+          err = 1 + MPFR_INT_CEIL_LOG2 (k + 1) - MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_sqr (u, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_2ui (u, u, 2, GMP_RNDN);     /* u = log^2(1-x)/4 */
+          mpfr_sub (s, s, u, GMP_RNDN);
+          err = MAX (err, - expo_l);
+          err = 2 + MAX (err, 3);
+          if (MPFR_CAN_ROUND (s, (mp_exp_t) m - err, yp, rnd_mode))
+            break;
+
+          MPFR_ZIV_NEXT (loop, m);
+          mpfr_set_prec (s, m);
+          mpfr_set_prec (u, m);
+          mpfr_set_prec (xx, m);
+        }
+      MPFR_ZIV_FREE (loop);
+      inexact = mpfr_set (y, s, rnd_mode);
+
+      mpfr_clears (s, u, xx, (mpfr_ptr) 0);
+      MPFR_SAVE_EXPO_FREE (expo);
+      return mpfr_check_range (y, inexact, rnd_mode);
+    }
+  else
+    /* x < -1: Li2(x)
+       = S(log(1-1/x))-log^2(-x)/4-log(1-x)log(-x)/2+log^2(1-x)/4-pi^2/6 */
+    {
+      int k;
+      mpfr_t s, u, v, w, xx;
+
+      if (mpfr_cmp_si (x, -7) <= 0)
+        {
+          inexact = mpfr_li2_asympt_neg (y, x, rnd_mode);
+          if (inexact != 0)
+            goto end_of_case_ltm1;
+        }
+
+      mpfr_init2 (s, m);
+      mpfr_init2 (u, m);
+      mpfr_init2 (v, m);
+      mpfr_init2 (w, m);
+      mpfr_init2 (xx, m);
+
+      MPFR_ZIV_INIT (loop, m);
+      for (;;)
+        {
+          mpfr_ui_div (xx, 1, x, GMP_RNDN);
+          mpfr_neg (xx, xx, GMP_RNDN);
+          mpfr_log1p (u, xx, GMP_RNDN);
+          k = li2_series (s, u, GMP_RNDN);
+
+          mpfr_ui_sub (xx, 1, x, GMP_RNDN);
+          mpfr_log (u, xx, GMP_RNDU);
+          mpfr_neg (xx, x, GMP_RNDN);
+          mpfr_log (v, xx, GMP_RNDU);
+          mpfr_mul (w, v, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_2ui (w, w, 1, GMP_RNDN);  /* w = log(-x) * log(1-x) / 2 */
+          mpfr_sub (s, s, w, GMP_RNDN);
+          err = 1 + MAX (3, MPFR_INT_CEIL_LOG2 (k+1) + 1  - MPFR_GET_EXP (s))
+            + MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_sqr (w, v, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_2ui (w, w, 2, GMP_RNDN);  /* w = log^2(-x) / 4 */
+          mpfr_sub (s, s, w, GMP_RNDN);
+          err = MAX (err, 3 + MPFR_GET_EXP(w)) - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err) + MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_sqr (w, u, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_2ui (w, w, 2, GMP_RNDN);     /* w = log^2(1-x) / 4 */
+          mpfr_add (s, s, w, GMP_RNDN);
+          err = MAX (err, 3 + MPFR_GET_EXP (w)) - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err) + MPFR_GET_EXP (s);
+
+          mpfr_const_pi (w, GMP_RNDU);
+          mpfr_sqr (w, w, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_ui (w, w, 6, GMP_RNDN);      /* w = pi^2 / 6 */
+          mpfr_sub (s, s, w, GMP_RNDN);
+          err = MAX (err, 3) - MPFR_GET_EXP (s);
+          err = 2 + MAX (-1, err) + MPFR_GET_EXP (s);
+
+          if (MPFR_CAN_ROUND (s, (mp_exp_t) m - err, yp, rnd_mode))
+            break;
+
+          MPFR_ZIV_NEXT (loop, m);
+          mpfr_set_prec (s, m);
+          mpfr_set_prec (u, m);
+          mpfr_set_prec (v, m);
+          mpfr_set_prec (w, m);
+          mpfr_set_prec (xx, m);
+        }
+      MPFR_ZIV_FREE (loop);
+      inexact = mpfr_set (y, s, rnd_mode);
+      mpfr_clears (s, u, v, w, xx, (mpfr_ptr) 0);
+
+    end_of_case_ltm1:
+      MPFR_SAVE_EXPO_FREE (expo);
+      return mpfr_check_range (y, inexact, rnd_mode);
+    }
+
+  MPFR_ASSERTN (0);             /* should never reach this point */
+}