e_pow.c
上传用户:nvosite88
上传日期:2007-01-17
资源大小:4983k
文件大小:10k
源码类别:

VxWorks

开发平台:

C/C++

  1. /* @(#)e_pow.c 5.1 93/09/24 */
  2. /*
  3.  * ====================================================
  4.  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
  5.  *
  6.  * Developed at SunPro, a Sun Microsystems, Inc. business.
  7.  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
  8.  * software is freely granted, provided that this notice 
  9.  * is preserved.
  10.  * ====================================================
  11.  */
  12. /* __ieee754_pow(x,y) return x**y
  13.  *
  14.  *       n
  15.  * Method:  Let x =  2   * (1+f)
  16.  * 1. Compute and return log2(x) in two pieces:
  17.  * log2(x) = w1 + w2,
  18.  *    where w1 has 53-24 = 29 bit trailing zeros.
  19.  * 2. Perform y*log2(x) = n+y' by simulating muti-precision 
  20.  *    arithmetic, where |y'|<=0.5.
  21.  * 3. Return x**y = 2**n*exp(y'*log2)
  22.  *
  23.  * Special cases:
  24.  * 1.  (anything) ** 0  is 1
  25.  * 2.  (anything) ** 1  is itself
  26.  * 3.  (anything) ** NAN is NAN
  27.  * 4.  NAN ** (anything except 0) is NAN
  28.  * 5.  +-(|x| > 1) **  +INF is +INF
  29.  * 6.  +-(|x| > 1) **  -INF is +0
  30.  * 7.  +-(|x| < 1) **  +INF is +0
  31.  * 8.  +-(|x| < 1) **  -INF is +INF
  32.  * 9.  +-1         ** +-INF is NAN
  33.  * 10. +0 ** (+anything except 0, NAN)               is +0
  34.  * 11. -0 ** (+anything except 0, NAN, odd integer)  is +0
  35.  * 12. +0 ** (-anything except 0, NAN)               is +INF
  36.  * 13. -0 ** (-anything except 0, NAN, odd integer)  is +INF
  37.  * 14. -0 ** (odd integer) = -( +0 ** (odd integer) )
  38.  * 15. +INF ** (+anything except 0,NAN) is +INF
  39.  * 16. +INF ** (-anything except 0,NAN) is +0
  40.  * 17. -INF ** (anything)  = -0 ** (-anything)
  41.  * 18. (-anything) ** (integer) is (-1)**(integer)*(+anything**integer)
  42.  * 19. (-anything except 0 and inf) ** (non-integer) is NAN
  43.  *
  44.  * Accuracy:
  45.  * pow(x,y) returns x**y nearly rounded. In particular
  46.  * pow(integer,integer)
  47.  * always returns the correct integer provided it is 
  48.  * representable.
  49.  *
  50.  * Constants :
  51.  * The hexadecimal values are the intended ones for the following 
  52.  * constants. The decimal values may be used, provided that the 
  53.  * compiler will convert from decimal to binary accurately enough 
  54.  * to produce the hexadecimal values shown.
  55.  */
  56. #include "fdlibm.h"
  57. #ifndef _DOUBLE_IS_32BITS
  58. #ifdef __STDC__
  59. static const double 
  60. #else
  61. static double 
  62. #endif
  63. bp[] = {1.0, 1.5,},
  64. dp_h[] = { 0.0, 5.84962487220764160156e-01,}, /* 0x3FE2B803, 0x40000000 */
  65. dp_l[] = { 0.0, 1.35003920212974897128e-08,}, /* 0x3E4CFDEB, 0x43CFD006 */
  66. zero    =  0.0,
  67. one =  1.0,
  68. two =  2.0,
  69. two53 =  9007199254740992.0, /* 0x43400000, 0x00000000 */
  70. huge =  1.0e300,
  71. tiny    =  1.0e-300,
  72. /* poly coefs for (3/2)*(log(x)-2s-2/3*s**3 */
  73. L1  =  5.99999999999994648725e-01, /* 0x3FE33333, 0x33333303 */
  74. L2  =  4.28571428578550184252e-01, /* 0x3FDB6DB6, 0xDB6FABFF */
  75. L3  =  3.33333329818377432918e-01, /* 0x3FD55555, 0x518F264D */
  76. L4  =  2.72728123808534006489e-01, /* 0x3FD17460, 0xA91D4101 */
  77. L5  =  2.30660745775561754067e-01, /* 0x3FCD864A, 0x93C9DB65 */
  78. L6  =  2.06975017800338417784e-01, /* 0x3FCA7E28, 0x4A454EEF */
  79. P1   =  1.66666666666666019037e-01, /* 0x3FC55555, 0x5555553E */
  80. P2   = -2.77777777770155933842e-03, /* 0xBF66C16C, 0x16BEBD93 */
  81. P3   =  6.61375632143793436117e-05, /* 0x3F11566A, 0xAF25DE2C */
  82. P4   = -1.65339022054652515390e-06, /* 0xBEBBBD41, 0xC5D26BF1 */
  83. P5   =  4.13813679705723846039e-08, /* 0x3E663769, 0x72BEA4D0 */
  84. lg2  =  6.93147180559945286227e-01, /* 0x3FE62E42, 0xFEFA39EF */
  85. lg2_h  =  6.93147182464599609375e-01, /* 0x3FE62E43, 0x00000000 */
  86. lg2_l  = -1.90465429995776804525e-09, /* 0xBE205C61, 0x0CA86C39 */
  87. ovt =  8.0085662595372944372e-0017, /* -(1024-log2(ovfl+.5ulp)) */
  88. cp    =  9.61796693925975554329e-01, /* 0x3FEEC709, 0xDC3A03FD =2/(3ln2) */
  89. cp_h  =  9.61796700954437255859e-01, /* 0x3FEEC709, 0xE0000000 =(float)cp */
  90. cp_l  = -7.02846165095275826516e-09, /* 0xBE3E2FE0, 0x145B01F5 =tail of cp_h*/
  91. ivln2    =  1.44269504088896338700e+00, /* 0x3FF71547, 0x652B82FE =1/ln2 */
  92. ivln2_h  =  1.44269502162933349609e+00, /* 0x3FF71547, 0x60000000 =24b 1/ln2*/
  93. ivln2_l  =  1.92596299112661746887e-08; /* 0x3E54AE0B, 0xF85DDF44 =1/ln2 tail*/
  94. #ifdef __STDC__
  95. double __ieee754_pow(double x, double y)
  96. #else
  97. double __ieee754_pow(x,y)
  98. double x, y;
  99. #endif
  100. {
  101. double z,ax,z_h,z_l,p_h,p_l;
  102. double y1,t1,t2,r,s,t,u,v,w;
  103. __int32_t i,j,k,yisint,n;
  104. __int32_t hx,hy,ix,iy;
  105. __uint32_t lx,ly;
  106. EXTRACT_WORDS(hx,lx,x);
  107. EXTRACT_WORDS(hy,ly,y);
  108. ix = hx&0x7fffffff;  iy = hy&0x7fffffff;
  109.     /* y==zero: x**0 = 1 */
  110. if((iy|ly)==0) return one; 
  111.     /* +-NaN return x+y */
  112. if(ix > 0x7ff00000 || ((ix==0x7ff00000)&&(lx!=0)) ||
  113.    iy > 0x7ff00000 || ((iy==0x7ff00000)&&(ly!=0))) 
  114. return x+y;
  115.     /* determine if y is an odd int when x < 0
  116.      * yisint = 0 ... y is not an integer
  117.      * yisint = 1 ... y is an odd int
  118.      * yisint = 2 ... y is an even int
  119.      */
  120. yisint  = 0;
  121. if(hx<0) {
  122.     if(iy>=0x43400000) yisint = 2; /* even integer y */
  123.     else if(iy>=0x3ff00000) {
  124. k = (iy>>20)-0x3ff;    /* exponent */
  125. if(k>20) {
  126.     j = ly>>(52-k);
  127.     if((j<<(52-k))==ly) yisint = 2-(j&1);
  128. } else if(ly==0) {
  129.     j = iy>>(20-k);
  130.     if((j<<(20-k))==iy) yisint = 2-(j&1);
  131. }
  132.     }
  133.     /* special value of y */
  134. if(ly==0) { 
  135.     if (iy==0x7ff00000) { /* y is +-inf */
  136.         if(((ix-0x3ff00000)|lx)==0)
  137.     return  y - y; /* inf**+-1 is NaN */
  138.         else if (ix >= 0x3ff00000)/* (|x|>1)**+-inf = inf,0 */
  139.     return (hy>=0)? y: zero;
  140.         else /* (|x|<1)**-,+inf = inf,0 */
  141.     return (hy<0)?-y: zero;
  142.     } 
  143.     if(iy==0x3ff00000) { /* y is  +-1 */
  144. if(hy<0) return one/x; else return x;
  145.     }
  146.     if(hy==0x40000000) return x*x; /* y is  2 */
  147.     if(hy==0x3fe00000) { /* y is  0.5 */
  148. if(hx>=0) /* x >= +0 */
  149. return __ieee754_sqrt(x);
  150.     }
  151. }
  152. ax   = fabs(x);
  153.     /* special value of x */
  154. if(lx==0) {
  155.     if(ix==0x7ff00000||ix==0||ix==0x3ff00000){
  156. z = ax; /*x is +-0,+-inf,+-1*/
  157. if(hy<0) z = one/z; /* z = (1/|x|) */
  158. if(hx<0) {
  159.     if(((ix-0x3ff00000)|yisint)==0) {
  160. z = (z-z)/(z-z); /* (-1)**non-int is NaN */
  161.     } else if(yisint==1) 
  162. z = -z; /* (x<0)**odd = -(|x|**odd) */
  163. }
  164. return z;
  165.     }
  166. }
  167.     
  168.     /* (x<0)**(non-int) is NaN */
  169.     /* CYGNUS LOCAL: This used to be
  170. if((((hx>>31)+1)|yisint)==0) return (x-x)/(x-x);
  171.        but ANSI C says a right shift of a signed negative quantity is
  172.        implementation defined.  */
  173. if(((((__uint32_t)hx>>31)-1)|yisint)==0) return (x-x)/(x-x);
  174.     /* |y| is huge */
  175. if(iy>0x41e00000) { /* if |y| > 2**31 */
  176.     if(iy>0x43f00000){ /* if |y| > 2**64, must o/uflow */
  177. if(ix<=0x3fefffff) return (hy<0)? huge*huge:tiny*tiny;
  178. if(ix>=0x3ff00000) return (hy>0)? huge*huge:tiny*tiny;
  179.     }
  180. /* over/underflow if x is not close to one */
  181.     if(ix<0x3fefffff) return (hy<0)? huge*huge:tiny*tiny;
  182.     if(ix>0x3ff00000) return (hy>0)? huge*huge:tiny*tiny;
  183. /* now |1-x| is tiny <= 2**-20, suffice to compute 
  184.    log(x) by x-x^2/2+x^3/3-x^4/4 */
  185.     t = x-1; /* t has 20 trailing zeros */
  186.     w = (t*t)*(0.5-t*(0.3333333333333333333333-t*0.25));
  187.     u = ivln2_h*t; /* ivln2_h has 21 sig. bits */
  188.     v = t*ivln2_l-w*ivln2;
  189.     t1 = u+v;
  190.     SET_LOW_WORD(t1,0);
  191.     t2 = v-(t1-u);
  192. } else {
  193.     double s2,s_h,s_l,t_h,t_l;
  194.     n = 0;
  195. /* take care subnormal number */
  196.     if(ix<0x00100000)
  197. {ax *= two53; n -= 53; GET_HIGH_WORD(ix,ax); }
  198.     n  += ((ix)>>20)-0x3ff;
  199.     j  = ix&0x000fffff;
  200. /* determine interval */
  201.     ix = j|0x3ff00000; /* normalize ix */
  202.     if(j<=0x3988E) k=0; /* |x|<sqrt(3/2) */
  203.     else if(j<0xBB67A) k=1; /* |x|<sqrt(3)   */
  204.     else {k=0;n+=1;ix -= 0x00100000;}
  205.     SET_HIGH_WORD(ax,ix);
  206. /* compute s = s_h+s_l = (x-1)/(x+1) or (x-1.5)/(x+1.5) */
  207.     u = ax-bp[k]; /* bp[0]=1.0, bp[1]=1.5 */
  208.     v = one/(ax+bp[k]);
  209.     s = u*v;
  210.     s_h = s;
  211.     SET_LOW_WORD(s_h,0);
  212. /* t_h=ax+bp[k] High */
  213.     t_h = zero;
  214.     SET_HIGH_WORD(t_h,((ix>>1)|0x20000000)+0x00080000+(k<<18));
  215.     t_l = ax - (t_h-bp[k]);
  216.     s_l = v*((u-s_h*t_h)-s_h*t_l);
  217. /* compute log(ax) */
  218.     s2 = s*s;
  219.     r = s2*s2*(L1+s2*(L2+s2*(L3+s2*(L4+s2*(L5+s2*L6)))));
  220.     r += s_l*(s_h+s);
  221.     s2  = s_h*s_h;
  222.     t_h = 3.0+s2+r;
  223.     SET_LOW_WORD(t_h,0);
  224.     t_l = r-((t_h-3.0)-s2);
  225. /* u+v = s*(1+...) */
  226.     u = s_h*t_h;
  227.     v = s_l*t_h+t_l*s;
  228. /* 2/(3log2)*(s+...) */
  229.     p_h = u+v;
  230.     SET_LOW_WORD(p_h,0);
  231.     p_l = v-(p_h-u);
  232.     z_h = cp_h*p_h; /* cp_h+cp_l = 2/(3*log2) */
  233.     z_l = cp_l*p_h+p_l*cp+dp_l[k];
  234. /* log2(ax) = (s+..)*2/(3*log2) = n + dp_h + z_h + z_l */
  235.     t = (double)n;
  236.     t1 = (((z_h+z_l)+dp_h[k])+t);
  237.     SET_LOW_WORD(t1,0);
  238.     t2 = z_l-(((t1-t)-dp_h[k])-z_h);
  239. }
  240. s = one; /* s (sign of result -ve**odd) = -1 else = 1 */
  241. if(((((__uint32_t)hx>>31)-1)|(yisint-1))==0)
  242.     s = -one;/* (-ve)**(odd int) */
  243.     /* split up y into y1+y2 and compute (y1+y2)*(t1+t2) */
  244. y1  = y;
  245. SET_LOW_WORD(y1,0);
  246. p_l = (y-y1)*t1+y*t2;
  247. p_h = y1*t1;
  248. z = p_l+p_h;
  249. EXTRACT_WORDS(j,i,z);
  250. if (j>=0x40900000) { /* z >= 1024 */
  251.     if(((j-0x40900000)|i)!=0) /* if z > 1024 */
  252. return s*huge*huge; /* overflow */
  253.     else {
  254. if(p_l+ovt>z-p_h) return s*huge*huge; /* overflow */
  255.     }
  256. } else if((j&0x7fffffff)>=0x4090cc00 ) { /* z <= -1075 */
  257.     if(((j-0xc090cc00)|i)!=0)  /* z < -1075 */
  258. return s*tiny*tiny; /* underflow */
  259.     else {
  260. if(p_l<=z-p_h) return s*tiny*tiny; /* underflow */
  261.     }
  262. }
  263.     /*
  264.      * compute 2**(p_h+p_l)
  265.      */
  266. i = j&0x7fffffff;
  267. k = (i>>20)-0x3ff;
  268. n = 0;
  269. if(i>0x3fe00000) { /* if |z| > 0.5, set n = [z+0.5] */
  270.     n = j+(0x00100000>>(k+1));
  271.     k = ((n&0x7fffffff)>>20)-0x3ff; /* new k for n */
  272.     t = zero;
  273.     SET_HIGH_WORD(t,n&~(0x000fffff>>k));
  274.     n = ((n&0x000fffff)|0x00100000)>>(20-k);
  275.     if(j<0) n = -n;
  276.     p_h -= t;
  277. t = p_l+p_h;
  278. SET_LOW_WORD(t,0);
  279. u = t*lg2_h;
  280. v = (p_l-(t-p_h))*lg2+t*lg2_l;
  281. z = u+v;
  282. w = v-(z-u);
  283. t  = z*z;
  284. t1  = z - t*(P1+t*(P2+t*(P3+t*(P4+t*P5))));
  285. r  = (z*t1)/(t1-two)-(w+z*w);
  286. z  = one-(r-z);
  287. GET_HIGH_WORD(j,z);
  288. j += (n<<20);
  289. if((j>>20)<=0) z = scalbn(z,(int)n); /* subnormal output */
  290. else SET_HIGH_WORD(z,j);
  291. return s*z;
  292. }
  293. #endif /* defined(_DOUBLE_IS_32BITS) */