]> oss.titaniummirror.com Git - msp430-gcc.git/blobdiff - mpfr/sin_cos.c
Imported gcc-4.4.3
[msp430-gcc.git] / mpfr / sin_cos.c
diff --git a/mpfr/sin_cos.c b/mpfr/sin_cos.c
new file mode 100644 (file)
index 0000000..4ac3bef
--- /dev/null
@@ -0,0 +1,212 @@
+/* mpfr_sin_cos -- sine and cosine of a floating-point number
+
+Copyright 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"
+
+/* (y, z) <- (sin(x), cos(x)), return value is 0 iff both results are exact
+   ie, iff x = 0 */
+int
+mpfr_sin_cos (mpfr_ptr y, mpfr_ptr z, mpfr_srcptr x, mp_rnd_t rnd_mode)
+{
+  mp_prec_t prec, m;
+  int neg, reduce;
+  mpfr_t c, xr;
+  mpfr_srcptr xx;
+  mp_exp_t err, expx;
+  int inexy, inexz;
+  MPFR_ZIV_DECL (loop);
+  MPFR_SAVE_EXPO_DECL (expo);
+
+  MPFR_ASSERTN (y != z);
+
+  if (MPFR_UNLIKELY (MPFR_IS_SINGULAR (x)))
+    {
+      if (MPFR_IS_NAN(x) || MPFR_IS_INF(x))
+        {
+          MPFR_SET_NAN (y);
+          MPFR_SET_NAN (z);
+          MPFR_RET_NAN;
+        }
+      else /* x is zero */
+        {
+          MPFR_ASSERTD (MPFR_IS_ZERO (x));
+          MPFR_SET_ZERO (y);
+          MPFR_SET_SAME_SIGN (y, x);
+          /* y = 0, thus exact, but z is inexact in case of underflow
+             or overflow */
+          return mpfr_set_ui (z, 1, rnd_mode);
+        }
+    }
+
+  MPFR_LOG_FUNC (("x[%#R]=%R rnd=%d", x, x, rnd_mode),
+                  ("sin[%#R]=%R cos[%#R]=%R", y, y, z, z));
+
+  MPFR_SAVE_EXPO_MARK (expo);
+
+  prec = MAX (MPFR_PREC (y), MPFR_PREC (z));
+  m = prec + MPFR_INT_CEIL_LOG2 (prec) + 13;
+  expx = MPFR_GET_EXP (x);
+
+  /* When x is close to 0, say 2^(-k), then there is a cancellation of about
+     2k bits in 1-cos(x)^2. FIXME: in that case, it would be more efficient
+     to compute sin(x) directly. VL: This is partly done by using
+     MPFR_FAST_COMPUTE_IF_SMALL_INPUT from the mpfr_sin and mpfr_cos
+     functions. Moreover, any overflow on m is avoided. */
+  if (expx < 0)
+    {
+      /* Warning: in case y = x, and the first call to
+         MPFR_FAST_COMPUTE_IF_SMALL_INPUT succeeds but the second fails,
+         we will have clobbered the original value of x.
+         The workaround is to first compute z = cos(x) in that case, since
+         y and z are different. */
+      if (y != x)
+        /* y and x differ, thus we can safely try to compute y first */
+        {
+          MPFR_FAST_COMPUTE_IF_SMALL_INPUT (y, x, -2 * expx, 2, 0, rnd_mode,
+                                            { inexy = _inexact;
+                                              goto small_input; });
+          if (0)
+            {
+            small_input:
+              /* we can go here only if we can round sin(x) */
+              MPFR_FAST_COMPUTE_IF_SMALL_INPUT (z, __gmpfr_one, -2 * expx,
+                                                1, 0, rnd_mode,
+                                                { inexz = _inexact;
+                                                  goto end; });
+            }
+
+          /* if we go here, one of the two MPFR_FAST_COMPUTE_IF_SMALL_INPUT
+             calls failed */
+        }
+      else /* y and x are the same variable: try to compute z first, which
+              necessarily differs */
+        {
+          MPFR_FAST_COMPUTE_IF_SMALL_INPUT (z, __gmpfr_one, -2 * expx,
+                                            1, 0, rnd_mode,
+                                            { inexz = _inexact;
+                                              goto small_input2; });
+          if (0)
+            {
+            small_input2:
+              /* we can go here only if we can round cos(x) */
+              MPFR_FAST_COMPUTE_IF_SMALL_INPUT (y, x, -2 * expx, 2, 0,
+                                                rnd_mode,
+                                                { inexy = _inexact;
+                                                  goto end; });
+            }
+        }
+      m += 2 * (-expx);
+    }
+
+  mpfr_init (c);
+  mpfr_init (xr);
+
+  MPFR_ZIV_INIT (loop, m);
+  for (;;)
+    {
+      /* the following is copied from sin.c */
+      if (expx >= 2) /* reduce the argument */
+        {
+          reduce = 1;
+          mpfr_set_prec (c, expx + m - 1);
+          mpfr_set_prec (xr, m);
+          mpfr_const_pi (c, GMP_RNDN);
+          mpfr_mul_2ui (c, c, 1, GMP_RNDN);
+          mpfr_remainder (xr, x, c, GMP_RNDN);
+          mpfr_div_2ui (c, c, 1, GMP_RNDN);
+          if (MPFR_SIGN (xr) > 0)
+            mpfr_sub (c, c, xr, GMP_RNDZ);
+          else
+            mpfr_add (c, c, xr, GMP_RNDZ);
+          if (MPFR_IS_ZERO(xr) || MPFR_EXP(xr) < (mp_exp_t) 3 - (mp_exp_t) m
+              || MPFR_EXP(c) < (mp_exp_t) 3 - (mp_exp_t) m)
+            goto next_step;
+          xx = xr;
+        }
+      else /* the input argument is already reduced */
+        {
+          reduce = 0;
+          xx = x;
+        }
+
+      neg = MPFR_IS_NEG (xx); /* gives sign of sin(x) */
+      mpfr_set_prec (c, m);
+      mpfr_cos (c, xx, GMP_RNDZ);
+      /* If no argument reduction was performed, the error is at most ulp(c),
+         otherwise it is at most ulp(c) + 2^(2-m). Since |c| < 1, we have
+         ulp(c) <= 2^(-m), thus the error is bounded by 2^(3-m) in that later
+         case. */
+      if (reduce == 0)
+        err = m;
+      else
+        err = MPFR_GET_EXP (c) + (mp_exp_t) (m - 3);
+      if (!mpfr_can_round (c, err, GMP_RNDN, rnd_mode,
+                           MPFR_PREC (z) + (rnd_mode == GMP_RNDN)))
+        goto next_step;
+
+      /* we can't set z now, because in case z = x, and the mpfr_can_round()
+         call below fails, we will have clobbered the input */
+      mpfr_set_prec (xr, MPFR_PREC(c));
+      mpfr_swap (xr, c); /* save the approximation of the cosine in xr */
+      mpfr_sqr (c, xr, GMP_RNDU);
+      mpfr_ui_sub (c, 1, c, GMP_RNDN);
+      err = 2 + (- MPFR_GET_EXP (c)) / 2;
+      mpfr_sqrt (c, c, GMP_RNDN);
+      if (neg)
+        MPFR_CHANGE_SIGN (c);
+
+      /* the absolute error on c is at most 2^(err-m), which we must put
+         in the form 2^(EXP(c)-err). If there was an argument reduction,
+         we need to add 2^(2-m); since err >= 2, the error is bounded by
+         2^(err+1-m) in that case. */
+      err = MPFR_GET_EXP (c) + (mp_exp_t) m - (err + reduce);
+      if (mpfr_can_round (c, err, GMP_RNDN, rnd_mode,
+                          MPFR_PREC (y) + (rnd_mode == GMP_RNDN)))
+        break;
+      /* check for huge cancellation */
+      if (err < (mp_exp_t) MPFR_PREC (y))
+        m += MPFR_PREC (y) - err;
+      /* Check if near 1 */
+      if (MPFR_GET_EXP (c) == 1
+          && MPFR_MANT (c)[MPFR_LIMB_SIZE (c)-1] == MPFR_LIMB_HIGHBIT)
+        m += m;
+
+    next_step:
+      MPFR_ZIV_NEXT (loop, m);
+      mpfr_set_prec (c, m);
+    }
+  MPFR_ZIV_FREE (loop);
+
+  inexy = mpfr_set (y, c, rnd_mode);
+  inexz = mpfr_set (z, xr, rnd_mode);
+
+  mpfr_clear (c);
+  mpfr_clear (xr);
+
+ end:
+  /* FIXME: update the underflow flag if need be. */
+  MPFR_SAVE_EXPO_FREE (expo);
+  mpfr_check_range (y, inexy, rnd_mode);
+  mpfr_check_range (z, inexz, rnd_mode);
+  MPFR_RET (1); /* Always inexact */
+}