lib/libm/src/math.h

   1 /*
   2  * ====================================================
   3  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
   4  *
   5  * Developed at SunPro, a Sun Microsystems, Inc. business.
   6  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
   7  * software is freely granted, provided that this notice
   8  * is preserved.
   9  * ====================================================
  10  */
  11
  12 /*
  13  * from: @(#)fdlibm.h 5.1 93/09/24
  14  * $FreeBSD: head/lib/msun/src/math.h 251599 2013-06-10 06:04:58Z das $
  15  */
  16
  17 #ifndef _MATH_H_
  18 #define _MATH_H_
  19
  20 #include <sys/cdefs.h>
  21 #include <sys/types.h>
  22 #include <machine/limits.h>
  23
  24 /*
  25  * ANSI/POSIX
  26  */
  27 extern const union __infinity_un {
  28         unsigned char   __uc[8];
  29         double          __ud;
  30 } __infinity;
  31
  32 extern const union __nan_un {
  33         unsigned char   __uc[sizeof(float)];
  34         float           __uf;
  35 } __nan;
  36
  37 #if __GNUC_PREREQ__(3, 3) || (defined(__INTEL_COMPILER) && __INTEL_COMPILER >= 800)
  38 #define __MATH_BUILTIN_CONSTANTS
  39 #endif
  40
  41 #if __GNUC_PREREQ__(3, 0) && !defined(__INTEL_COMPILER)
  42 #define __MATH_BUILTIN_RELOPS
  43 #endif
  44
  45 #ifdef __MATH_BUILTIN_CONSTANTS
  46 #define HUGE_VAL        __builtin_huge_val()
  47 #else
  48 #define HUGE_VAL        (__infinity.__ud)
  49 #endif
  50
  51 #if __ISO_C_VISIBLE >= 1999
  52 #define FP_ILOGB0       (-INT_MAX)
  53 #define FP_ILOGBNAN     INT_MAX
  54
  55 #ifdef __MATH_BUILTIN_CONSTANTS
  56 #define HUGE_VALF       __builtin_huge_valf()
  57 #define HUGE_VALL       __builtin_huge_vall()
  58 #define INFINITY        __builtin_inff()
  59 #define NAN             __builtin_nanf("")
  60 #else
  61 #define HUGE_VALF       (float)HUGE_VAL
  62 #define HUGE_VALL       (long double)HUGE_VAL
  63 #define INFINITY        HUGE_VALF
  64 #define NAN             (__nan.__uf)
  65 #endif /* __MATH_BUILTIN_CONSTANTS */
  66
  67 #define MATH_ERRNO      1
  68 #define MATH_ERREXCEPT  2
  69 #define math_errhandling        MATH_ERREXCEPT
  70
  71 #define FP_FAST_FMAF    1
  72
  73 /* Symbolic constants to classify floating point numbers. */
  74 #define FP_INFINITE     0x01
  75 #define FP_NAN          0x02
  76 #define FP_NORMAL       0x04
  77 #define FP_SUBNORMAL    0x08
  78 #define FP_ZERO         0x10
  79 #define fpclassify(x) \
  80     ((sizeof (x) == sizeof (float)) ? __fpclassifyf(x) \
  81     : (sizeof (x) == sizeof (double)) ? __fpclassifyd(x) \
  82     : __fpclassifyl(x))
  83
  84 #define isfinite(x)                                     \
  85     ((sizeof (x) == sizeof (float)) ? __isfinitef(x)    \
  86     : (sizeof (x) == sizeof (double)) ? __isfinite(x)   \
  87     : __isfinitel(x))
  88 #define isinf(x)                                        \
  89     ((sizeof (x) == sizeof (float)) ? __isinff(x)       \
  90     : (sizeof (x) == sizeof (double)) ? isinf(x)        \
  91     : __isinfl(x))
  92 #define isnan(x)                                        \
  93     ((sizeof (x) == sizeof (float)) ? __isnanf(x)       \
  94     : (sizeof (x) == sizeof (double)) ? isnan(x)        \
  95     : __isnanl(x))
  96 #define isnormal(x)                                     \
  97     ((sizeof (x) == sizeof (float)) ? __isnormalf(x)    \
  98     : (sizeof (x) == sizeof (double)) ? __isnormal(x)   \
  99     : __isnormall(x))
 100
 101 #ifdef __MATH_BUILTIN_RELOPS
 102 #define isgreater(x, y)         __builtin_isgreater((x), (y))
 103 #define isgreaterequal(x, y)    __builtin_isgreaterequal((x), (y))
 104 #define isless(x, y)            __builtin_isless((x), (y))
 105 #define islessequal(x, y)       __builtin_islessequal((x), (y))
 106 #define islessgreater(x, y)     __builtin_islessgreater((x), (y))
 107 #define isunordered(x, y)       __builtin_isunordered((x), (y))
 108 #else
 109 #define isgreater(x, y)         (!isunordered((x), (y)) && (x) > (y))
 110 #define isgreaterequal(x, y)    (!isunordered((x), (y)) && (x) >= (y))
 111 #define isless(x, y)            (!isunordered((x), (y)) && (x) < (y))
 112 #define islessequal(x, y)       (!isunordered((x), (y)) && (x) <= (y))
 113 #define islessgreater(x, y)     (!isunordered((x), (y)) && \
 114                                         ((x) > (y) || (y) > (x)))
 115 #define isunordered(x, y)       (isnan(x) || isnan(y))
 116 #endif /* __MATH_BUILTIN_RELOPS */
 117
 118 #define signbit(x)                                      \
 119     ((sizeof (x) == sizeof (float)) ? __signbitf(x)     \
 120     : (sizeof (x) == sizeof (double)) ? __signbit(x)    \
 121     : __signbitl(x))
 122
 123 #ifdef __LP64__
 124 typedef double          double_t;
 125 typedef float           float_t;
 126 #else
 127 typedef long double     double_t;
 128 typedef long double     float_t;
 129 #endif /* __LP64__ */
 130 #endif /* __ISO_C_VISIBLE >= 1999 */
 131
 132 /*
 133  * XOPEN/SVID
 134  */
 135 #if __BSD_VISIBLE || __XSI_VISIBLE
 136 #define M_E             2.7182818284590452354   /* e */
 137 #define M_LOG2E         1.4426950408889634074   /* log 2e */
 138 #define M_LOG10E        0.43429448190325182765  /* log 10e */
 139 #define M_LN2           0.69314718055994530942  /* log e2 */
 140 #define M_LN10          2.30258509299404568402  /* log e10 */
 141 #define M_PI            3.14159265358979323846  /* pi */
 142 #define M_PI_2          1.57079632679489661923  /* pi/2 */
 143 #define M_PI_4          0.78539816339744830962  /* pi/4 */
 144 #define M_1_PI          0.31830988618379067154  /* 1/pi */
 145 #define M_2_PI          0.63661977236758134308  /* 2/pi */
 146 #define M_2_SQRTPI      1.12837916709551257390  /* 2/sqrt(pi) */
 147 #define M_SQRT2         1.41421356237309504880  /* sqrt(2) */
 148 #define M_SQRT1_2       0.70710678118654752440  /* 1/sqrt(2) */
 149
 150 #define MAXFLOAT        ((float)3.40282346638528860e+38)
 151 extern int signgam;
 152 #endif /* __BSD_VISIBLE || __XSI_VISIBLE */
 153
 154 #if __BSD_VISIBLE
 155 #if 0
 156 /* Old value from 4.4BSD-Lite math.h; this is probably better. */
 157 #define HUGE            HUGE_VAL
 158 #else
 159 #define HUGE            MAXFLOAT
 160 #endif
 161 #endif /* __BSD_VISIBLE */
 162
 163 /*
 164  * Most of these functions depend on the rounding mode and have the side
 165  * effect of raising floating-point exceptions, so they are not declared
 166  * as __pure2.  In C99, FENV_ACCESS affects the purity of these functions.
 167  */
 168 __BEGIN_DECLS
 169 /*
 170  * ANSI/POSIX
 171  */
 172 int     __fpclassifyd(double) __pure2;
 173 int     __fpclassifyf(float) __pure2;
 174 int     __fpclassifyl(long double) __pure2;
 175 int     __isfinitef(float) __pure2;
 176 int     __isfinite(double) __pure2;
 177 int     __isfinitel(long double) __pure2;
 178 int     __isinff(float) __pure2;
 179 int     __isinfl(long double) __pure2;
 180 int     __isnanf(float) __pure2;
 181 int     __isnanl(long double) __pure2;
 182 int     __isnormalf(float) __pure2;
 183 int     __isnormal(double) __pure2;
 184 int     __isnormall(long double) __pure2;
 185 int     __signbit(double) __pure2;
 186 int     __signbitf(float) __pure2;
 187 int     __signbitl(long double) __pure2;
 188
 189 double  acos(double);
 190 double  asin(double);
 191 double  atan(double);
 192 double  atan2(double, double);
 193 double  cos(double);
 194 double  sin(double);
 195 double  tan(double);
 196
 197 double  cosh(double);
 198 double  sinh(double);
 199 double  tanh(double);
 200
 201 double  exp(double);
 202 double  frexp(double, int *);   /* fundamentally !__pure2 */
 203 double  ldexp(double, int);
 204 double  log(double);
 205 double  log10(double);
 206 double  modf(double, double *); /* fundamentally !__pure2 */
 207
 208 double  pow(double, double);
 209 double  sqrt(double);
 210
 211 double  ceil(double);
 212 double  fabs(double) __pure2;
 213 double  floor(double);
 214 double  fmod(double, double);
 215
 216 /*
 217  * These functions are not in C90.
 218  */
 219 #if __BSD_VISIBLE || __ISO_C_VISIBLE >= 1999 || __XSI_VISIBLE
 220 double  acosh(double);
 221 double  asinh(double);
 222 double  atanh(double);
 223 double  cbrt(double);
 224 double  erf(double);
 225 double  erfc(double);
 226 double  exp2(double);
 227 double  expm1(double);
 228 double  fma(double, double, double);
 229 double  hypot(double, double);
 230 int     ilogb(double) __pure2;
 231 int     (isinf)(double) __pure2;
 232 int     (isnan)(double) __pure2;
 233 double  lgamma(double);
 234 long long llrint(double);
 235 long long llround(double);
 236 double  log1p(double);
 237 double  log2(double);
 238 double  logb(double);
 239 long    lrint(double);
 240 long    lround(double);
 241 double  nan(const char *) __pure2;
 242 double  nextafter(double, double);
 243 double  remainder(double, double);
 244 double  remquo(double, double, int *);
 245 double  rint(double);
 246 #endif /* __BSD_VISIBLE || __ISO_C_VISIBLE >= 1999 || __XSI_VISIBLE */
 247
 248 #if __BSD_VISIBLE || __XSI_VISIBLE
 249 double  j0(double);
 250 double  j1(double);
 251 double  jn(int, double);
 252 double  y0(double);
 253 double  y1(double);
 254 double  yn(int, double);
 255
 256 #if __XSI_VISIBLE <= 500 || __BSD_VISIBLE
 257 double  gamma(double);
 258 #endif
 259
 260 #if __XSI_VISIBLE <= 600 || __BSD_VISIBLE
 261 double  scalb(double, double);
 262 #endif
 263 #endif /* __BSD_VISIBLE || __XSI_VISIBLE */
 264
 265 #if __BSD_VISIBLE || __ISO_C_VISIBLE >= 1999
 266 double  copysign(double, double) __pure2;
 267 double  fdim(double, double);
 268 double  fmax(double, double) __pure2;
 269 double  fmin(double, double) __pure2;
 270 double  nearbyint(double);
 271 double  round(double);
 272 double  scalbln(double, long);
 273 double  scalbn(double, int);
 274 double  tgamma(double);
 275 double  trunc(double);
 276 #endif
 277
 278 /*
 279  * BSD math library entry points
 280  */
 281 #if __BSD_VISIBLE
 282 double  drem(double, double);
 283 int     finite(double) __pure2;
 284 int     isnanf(float) __pure2;
 285
 286 /*
 287  * Reentrant version of gamma & lgamma; passes signgam back by reference
 288  * as the second argument; user must allocate space for signgam.
 289  */
 290 double  gamma_r(double, int *);
 291 double  lgamma_r(double, int *);
 292
 293 /*
 294  * IEEE Test Vector
 295  */
 296 double  significand(double);
 297 #endif /* __BSD_VISIBLE */
 298
 299 /* float versions of ANSI/POSIX functions */
 300 #if __ISO_C_VISIBLE >= 1999
 301 float   acosf(float);
 302 float   asinf(float);
 303 float   atanf(float);
 304 float   atan2f(float, float);
 305 float   cosf(float);
 306 float   sinf(float);
 307 float   tanf(float);
 308
 309 float   coshf(float);
 310 float   sinhf(float);
 311 float   tanhf(float);
 312
 313 float   exp2f(float);
 314 float   expf(float);
 315 float   expm1f(float);
 316 float   frexpf(float, int *);   /* fundamentally !__pure2 */
 317 int     ilogbf(float) __pure2;
 318 float   ldexpf(float, int);
 319 float   log10f(float);
 320 float   log1pf(float);
 321 float   log2f(float);
 322 float   logf(float);
 323 float   modff(float, float *);  /* fundamentally !__pure2 */
 324
 325 float   powf(float, float);
 326 float   sqrtf(float);
 327
 328 float   ceilf(float);
 329 float   fabsf(float) __pure2;
 330 float   floorf(float);
 331 float   fmodf(float, float);
 332 float   roundf(float);
 333
 334 float   erff(float);
 335 float   erfcf(float);
 336 float   hypotf(float, float);
 337 float   lgammaf(float);
 338 float   tgammaf(float);
 339
 340 float   acoshf(float);
 341 float   asinhf(float);
 342 float   atanhf(float);
 343 float   cbrtf(float);
 344 float   logbf(float);
 345 float   copysignf(float, float) __pure2;
 346 long long llrintf(float);
 347 long long llroundf(float);
 348 long    lrintf(float);
 349 long    lroundf(float);
 350 float   nanf(const char *) __pure2;
 351 float   nearbyintf(float);
 352 float   nextafterf(float, float);
 353 float   remainderf(float, float);
 354 float   remquof(float, float, int *);
 355 float   rintf(float);
 356 float   scalblnf(float, long);
 357 float   scalbnf(float, int);
 358 float   truncf(float);
 359
 360 float   fdimf(float, float);
 361 float   fmaf(float, float, float);
 362 float   fmaxf(float, float) __pure2;
 363 float   fminf(float, float) __pure2;
 364 #endif
 365
 366 /*
 367  * float versions of BSD math library entry points
 368  */
 369 #if __BSD_VISIBLE
 370 float   dremf(float, float);
 371 int     finitef(float) __pure2;
 372 float   gammaf(float);
 373 float   j0f(float);
 374 float   j1f(float);
 375 float   jnf(int, float);
 376 float   scalbf(float, float);
 377 float   y0f(float);
 378 float   y1f(float);
 379 float   ynf(int, float);
 380
 381 /*
 382  * Float versions of reentrant version of gamma & lgamma; passes
 383  * signgam back by reference as the second argument; user must
 384  * allocate space for signgam.
 385  */
 386 float   gammaf_r(float, int *);
 387 float   lgammaf_r(float, int *);
 388
 389 /*
 390  * float version of IEEE Test Vector
 391  */
 392 float   significandf(float);
 393 #endif  /* __BSD_VISIBLE */
 394
 395 /*
 396  * long double versions of ISO/POSIX math functions
 397  */
 398 #if __ISO_C_VISIBLE >= 1999
 399 long double     acoshl(long double);
 400 long double     acosl(long double);
 401 long double     asinhl(long double);
 402 long double     asinl(long double);
 403 long double     atan2l(long double, long double);
 404 long double     atanhl(long double);
 405 long double     atanl(long double);
 406 long double     cbrtl(long double);
 407 long double     ceill(long double);
 408 long double     copysignl(long double, long double) __pure2;
 409 long double     cosl(long double);
 410 long double     exp2l(long double);
 411 long double     expl(long double);
 412 long double     expm1l(long double);
 413 long double     fabsl(long double) __pure2;
 414 long double     fdiml(long double, long double);
 415 long double     floorl(long double);
 416 long double     fmal(long double, long double, long double);
 417 long double     fmaxl(long double, long double) __pure2;
 418 long double     fminl(long double, long double) __pure2;
 419 long double     fmodl(long double, long double);
 420 long double     frexpl(long double value, int *); /* fundamentally !__pure2 */
 421 long double     hypotl(long double, long double);
 422 int             ilogbl(long double) __pure2;
 423 long double     ldexpl(long double, int);
 424 long long       llrintl(long double);
 425 long long       llroundl(long double);
 426 long double     log10l(long double);
 427 long double     log1pl(long double);
 428 long double     log2l(long double);
 429 long double     logbl(long double);
 430 long double     logl(long double);
 431 long            lrintl(long double);
 432 long            lroundl(long double);
 433 long double     modfl(long double, long double *); /* fundamentally !__pure2 */
 434 long double     nanl(const char *) __pure2;
 435 long double     nearbyintl(long double);
 436 long double     nextafterl(long double, long double);
 437 double          nexttoward(double, long double);
 438 float           nexttowardf(float, long double);
 439 long double     nexttowardl(long double, long double);
 440 long double     remainderl(long double, long double);
 441 long double     remquol(long double, long double, int *);
 442 long double     rintl(long double);
 443 long double     roundl(long double);
 444 long double     scalblnl(long double, long);
 445 long double     scalbnl(long double, int);
 446 long double     sinl(long double);
 447 long double     sqrtl(long double);
 448 long double     tanl(long double);
 449 long double     truncl(long double);
 450
 451 #endif /* __ISO_C_VISIBLE >= 1999 */
 452 __END_DECLS
 453
 454 #endif /* !_MATH_H_ */
 455
 456 /* separate header for cmath */
 457 #ifndef _MATH_EXTRA_H_
 458 #if __ISO_C_VISIBLE >= 1999
 459 #if _DECLARE_C99_LDBL_MATH
 460
 461 #define _MATH_EXTRA_H_
 462
 463 /*
 464  * extra long double versions of math functions for C99 and cmath
 465  */
 466 __BEGIN_DECLS
 467
 468 long double     coshl(long double);
 469 long double     erfcl(long double);
 470 long double     erfl(long double);
 471 long double     lgammal(long double);
 472 long double     powl(long double, long double);
 473 long double     sinhl(long double);
 474 long double     tanhl(long double);
 475 long double     tgammal(long double);
 476
 477 __END_DECLS
 478
 479 #endif /* !_DECLARE_C99_LDBL_MATH */
 480 #endif /* __ISO_C_VISIBLE >= 1999 */
 481 #endif /* !_MATH_EXTRA_H_ */