newlib/libc/include/math.h

   1 #ifndef  _MATH_H_
   2
   3 #define  _MATH_H_
   4
   5 #include <sys/reent.h>
   6 #include <machine/ieeefp.h>
   7 #include "_ansi.h"
   8
   9 _BEGIN_STD_C
  10
  11 union __dmath
  12 {
  13   __ULong i[2];
  14   double d;
  15 };
  16
  17 union __fmath
  18 {
  19   __ULong i[1];
  20   float f;
  21 };
  22
  23 union __ldmath
  24 {
  25   __ULong i[4];
  26   _LONG_DOUBLE ld;
  27 };
  28
  29 /* Natural log of 2 */
  30 #define _M_LOG2_E        0.693147180559945309417
  31
  32 #if defined(__GNUC__) && \
  33   ( (__GNUC__ >= 4) || \
  34     ( (__GNUC__ >= 3) && defined(__GNUC_MINOR__) && (__GNUC_MINOR__ >= 3) ) )
  35
  36  /* gcc >= 3.3 implicitly defines builtins for HUGE_VALx values.  */
  37
  38 # ifndef HUGE_VAL
  39 #  define HUGE_VAL (__builtin_huge_val())
  40 # endif
  41
  42 # ifndef HUGE_VALF
  43 #  define HUGE_VALF (__builtin_huge_valf())
  44 # endif
  45
  46 # ifndef HUGE_VALL
  47 #  define HUGE_VALL (__builtin_huge_vall())
  48 # endif
  49
  50 # ifndef INFINITY
  51 #  define INFINITY (__builtin_inff())
  52 # endif
  53
  54 # ifndef NAN
  55 #  define NAN (__builtin_nanf(""))
  56 # endif
  57
  58 #else /* !gcc >= 3.3  */
  59
  60  /* No builtins.  Use floating-point unions instead.  Declare as an array
  61     without bounds so no matter what small data support a port and/or
  62     library has, the reference will be via the general method for accessing
  63     globals. */
  64
  65  #ifndef HUGE_VAL
  66   extern __IMPORT const union __dmath __infinity[];
  67   #define HUGE_VAL (__infinity[0].d)
  68  #endif
  69
  70  #ifndef HUGE_VALF
  71   extern __IMPORT const union __fmath __infinityf[];
  72   #define HUGE_VALF (__infinityf[0].f)
  73  #endif
  74
  75  #ifndef HUGE_VALL
  76   extern __IMPORT const union __ldmath __infinityld[];
  77   #define HUGE_VALL (__infinityld[0].ld)
  78  #endif
  79
  80 #endif /* !gcc >= 3.3  */
  81
  82 /* Reentrant ANSI C functions.  */
  83
  84 #ifndef __math_68881
  85 extern double atan _PARAMS((double));
  86 extern double cos _PARAMS((double));
  87 extern double sin _PARAMS((double));
  88 extern double tan _PARAMS((double));
  89 extern double tanh _PARAMS((double));
  90 extern double frexp _PARAMS((double, int *));
  91 extern double modf _PARAMS((double, double *));
  92 extern double ceil _PARAMS((double));
  93 extern double fabs _PARAMS((double));
  94 extern double floor _PARAMS((double));
  95 #endif /* ! defined (__math_68881) */
  96
  97 /* Non reentrant ANSI C functions.  */
  98
  99 #ifndef _REENT_ONLY
 100 #ifndef __math_68881
 101 extern double acos _PARAMS((double));
 102 extern double asin _PARAMS((double));
 103 extern double atan2 _PARAMS((double, double));
 104 extern double cosh _PARAMS((double));
 105 extern double sinh _PARAMS((double));
 106 extern double exp _PARAMS((double));
 107 extern double ldexp _PARAMS((double, int));
 108 extern double log _PARAMS((double));
 109 extern double log10 _PARAMS((double));
 110 extern double pow _PARAMS((double, double));
 111 extern double sqrt _PARAMS((double));
 112 extern double fmod _PARAMS((double, double));
 113 #endif /* ! defined (__math_68881) */
 114 #endif /* ! defined (_REENT_ONLY) */
 115
 116 #if !defined(__STRICT_ANSI__) || defined(__cplusplus) || __STDC_VERSION__ >= 199901L
 117
 118 /* ISO C99 types and macros. */
 119
 120 #ifndef FLT_EVAL_METHOD
 121 #define FLT_EVAL_METHOD 0
 122 typedef float float_t;
 123 typedef double double_t;
 124 #endif /* FLT_EVAL_METHOD */
 125
 126 #define FP_NAN         0
 127 #define FP_INFINITE    1
 128 #define FP_ZERO        2
 129 #define FP_SUBNORMAL   3
 130 #define FP_NORMAL      4
 131
 132 #ifndef FP_ILOGB0
 133 # define FP_ILOGB0 (-INT_MAX)
 134 #endif
 135 #ifndef FP_ILOGBNAN
 136 # define FP_ILOGBNAN INT_MAX
 137 #endif
 138
 139 #ifndef MATH_ERRNO
 140 # define MATH_ERRNO 1
 141 #endif
 142 #ifndef MATH_ERREXCEPT
 143 # define MATH_ERREXCEPT 2
 144 #endif
 145 #ifndef math_errhandling
 146 # define math_errhandling MATH_ERRNO
 147 #endif
 148
 149 extern int __isinff (float x);
 150 extern int __isinfd (double x);
 151 extern int __isnanf (float x);
 152 extern int __isnand (double x);
 153 extern int __fpclassifyf (float x);
 154 extern int __fpclassifyd (double x);
 155 extern int __signbitf (float x);
 156 extern int __signbitd (double x);
 157
 158 #define fpclassify(x) \
 159           (__extension__ ({__typeof__(x) __x = (x); \
 160                            (sizeof (__x) == sizeof (float))  ? __fpclassifyf(__x) : __fpclassifyd(__x);}))
 161
 162 #ifndef isfinite
 163 #define isfinite(y) \
 164           (__extension__ ({__typeof__(y) __y = (y); \
 165                            fpclassify(__y) != FP_INFINITE && fpclassify(__y) != FP_NAN;}))
 166 #endif
 167
 168 /* Note: isinf and isnan were once functions in newlib that took double
 169  *       arguments.  C99 specifies that these names are reserved for macros
 170  *       supporting multiple floating point types.  Thus, they are
 171  *       now defined as macros.  Implementations of the old functions
 172  *       taking double arguments still exist for compatibility purposes.  */
 173 #ifndef isinf
 174 #define isinf(x) \
 175           (__extension__ ({__typeof__(x) __x = (x); \
 176                            (sizeof (__x) == sizeof (float))  ? __isinff(__x) : __isinfd(__x);}))
 177 #endif
 178
 179 #ifndef isnan
 180 #define isnan(x) \
 181           (__extension__ ({__typeof__(x) __x = (x); \
 182                            (sizeof (__x) == sizeof (float))  ? __isnanf(__x) : __isnand(__x);}))
 183 #endif
 184
 185 #define isnormal(y) (fpclassify(y) == FP_NORMAL)
 186 #define signbit(x) \
 187           (__extension__ ({__typeof__(x) __x = (x); \
 188                            (sizeof(__x) == sizeof(float)) ? __signbitf(__x) : __signbitd(__x);}))
 189
 190 #define isgreater(x,y) \
 191           (__extension__ ({__typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y); \
 192                            !isunordered(__x,__y) && (__x > __y);}))
 193 #define isgreaterequal(x,y) \
 194           (__extension__ ({__typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y); \
 195                            !isunordered(__x,__y) && (__x >= __y);}))
 196 #define isless(x,y) \
 197           (__extension__ ({__typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y); \
 198                            !isunordered(__x,__y) && (__x < __y);}))
 199 #define islessequal(x,y) \
 200           (__extension__ ({__typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y); \
 201                            !isunordered(__x,__y) && (__x <= __y);}))
 202 #define islessgreater(x,y) \
 203           (__extension__ ({__typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y); \
 204                            !isunordered(__x,__y) && (__x < __y || __x > __y);}))
 205
 206 #define isunordered(a,b) \
 207           (__extension__ ({__typeof__(a) __a = (a); __typeof__(b) __b = (b); \
 208                            fpclassify(__a) == FP_NAN || fpclassify(__b) == FP_NAN;}))
 209
 210 /* Non ANSI double precision functions.  */
 211
 212 extern double infinity _PARAMS((void));
 213 extern double nan _PARAMS((const char *));
 214 extern int finite _PARAMS((double));
 215 extern double copysign _PARAMS((double, double));
 216 extern int ilogb _PARAMS((double));
 217
 218 extern double asinh _PARAMS((double));
 219 extern double cbrt _PARAMS((double));
 220 extern double nextafter _PARAMS((double, double));
 221 extern double rint _PARAMS((double));
 222 extern double scalbn _PARAMS((double, int));
 223
 224 extern double exp2 _PARAMS((double));
 225 extern double scalbln _PARAMS((double, long int));
 226 extern double tgamma _PARAMS((double));
 227 extern double nearbyint _PARAMS((double));
 228 extern long int lrint _PARAMS((double));
 229 extern _LONG_LONG_TYPE int llrint _PARAMS((double));
 230 extern double round _PARAMS((double));
 231 extern long int lround _PARAMS((double));
 232 extern long long int llround _PARAMS((double));
 233 extern double trunc _PARAMS((double));
 234 extern double remquo _PARAMS((double, double, int *));
 235 extern double fdim _PARAMS((double, double));
 236 extern double fmax _PARAMS((double, double));
 237 extern double fmin _PARAMS((double, double));
 238 extern double fma _PARAMS((double, double, double));
 239
 240 #ifndef __math_68881
 241 extern double log1p _PARAMS((double));
 242 extern double expm1 _PARAMS((double));
 243 #endif /* ! defined (__math_68881) */
 244
 245 #ifndef _REENT_ONLY
 246 extern double acosh _PARAMS((double));
 247 extern double atanh _PARAMS((double));
 248 extern double remainder _PARAMS((double, double));
 249 extern double gamma _PARAMS((double));
 250 extern double lgamma _PARAMS((double));
 251 extern double erf _PARAMS((double));
 252 extern double erfc _PARAMS((double));
 253 extern double log2 _PARAMS((double));
 254 #define log2(x) (log (x) / _M_LOG2_E)
 255
 256 #ifndef __math_68881
 257 extern double hypot _PARAMS((double, double));
 258 #endif
 259
 260 #endif /* ! defined (_REENT_ONLY) */
 261
 262 /* Single precision versions of ANSI functions.  */
 263
 264 extern float atanf _PARAMS((float));
 265 extern float cosf _PARAMS((float));
 266 extern float sinf _PARAMS((float));
 267 extern float tanf _PARAMS((float));
 268 extern float tanhf _PARAMS((float));
 269 extern float frexpf _PARAMS((float, int *));
 270 extern float modff _PARAMS((float, float *));
 271 extern float ceilf _PARAMS((float));
 272 extern float fabsf _PARAMS((float));
 273 extern float floorf _PARAMS((float));
 274
 275 #ifndef _REENT_ONLY
 276 extern float acosf _PARAMS((float));
 277 extern float asinf _PARAMS((float));
 278 extern float atan2f _PARAMS((float, float));
 279 extern float coshf _PARAMS((float));
 280 extern float sinhf _PARAMS((float));
 281 extern float expf _PARAMS((float));
 282 extern float ldexpf _PARAMS((float, int));
 283 extern float logf _PARAMS((float));
 284 extern float log10f _PARAMS((float));
 285 extern float powf _PARAMS((float, float));
 286 extern float sqrtf _PARAMS((float));
 287 extern float fmodf _PARAMS((float, float));
 288 #endif /* ! defined (_REENT_ONLY) */
 289
 290 /* Other single precision functions.  */
 291
 292 extern float exp2f _PARAMS((float));
 293 extern float scalblnf _PARAMS((float, long int));
 294 extern float tgammaf _PARAMS((float));
 295 extern float nearbyintf _PARAMS((float));
 296 extern long int lrintf _PARAMS((float));
 297 extern _LONG_LONG_TYPE llrintf _PARAMS((float));
 298 extern float roundf _PARAMS((float));
 299 extern long int lroundf _PARAMS((float));
 300 extern long long int llroundf _PARAMS((float));
 301 extern float truncf _PARAMS((float));
 302 extern float remquof _PARAMS((float, float, int *));
 303 extern float fdimf _PARAMS((float, float));
 304 extern float fmaxf _PARAMS((float, float));
 305 extern float fminf _PARAMS((float, float));
 306 extern float fmaf _PARAMS((float, float, float));
 307
 308 extern float infinityf _PARAMS((void));
 309 extern float nanf _PARAMS((const char *));
 310 extern int isnanf _PARAMS((float));
 311 extern int isinff _PARAMS((float));
 312 extern int finitef _PARAMS((float));
 313 extern float copysignf _PARAMS((float, float));
 314 extern int ilogbf _PARAMS((float));
 315
 316 extern float asinhf _PARAMS((float));
 317 extern float cbrtf _PARAMS((float));
 318 extern float nextafterf _PARAMS((float, float));
 319 extern float rintf _PARAMS((float));
 320 extern float scalbnf _PARAMS((float, int));
 321 extern float log1pf _PARAMS((float));
 322 extern float expm1f _PARAMS((float));
 323
 324 #ifndef _REENT_ONLY
 325 extern float acoshf _PARAMS((float));
 326 extern float atanhf _PARAMS((float));
 327 extern float remainderf _PARAMS((float, float));
 328 extern float gammaf _PARAMS((float));
 329 extern float lgammaf _PARAMS((float));
 330 extern float erff _PARAMS((float));
 331 extern float erfcf _PARAMS((float));
 332 extern float log2f _PARAMS((float));
 333 #define log2f(x) (logf (x) / (float) _M_LOG2_E)
 334 extern float hypotf _PARAMS((float, float));
 335 #endif /* ! defined (_REENT_ONLY) */
 336
 337 /* On platforms where long double is as wide as double.  */
 338 #ifdef _LDBL_EQ_DBL
 339 /* Reentrant ANSI C functions.  */
 340 #ifndef __math_68881
 341 extern long double atanl _PARAMS((long double));
 342 extern long double cosl _PARAMS((long double));
 343 extern long double sinl _PARAMS((long double));
 344 extern long double tanl _PARAMS((long double));
 345 extern long double tanhl _PARAMS((long double));
 346 extern long double frexpl _PARAMS((long double value, int *));
 347 extern long double modfl _PARAMS((long double, long double *));
 348 extern long double ceill _PARAMS((long double));
 349 extern long double fabsl _PARAMS((long double));
 350 extern long double floorl _PARAMS((long double));
 351 extern long double log1pl _PARAMS((long double));
 352 extern long double expm1l _PARAMS((long double));
 353 #endif /* ! defined (__math_68881) */
 354 /* Non reentrant ANSI C functions.  */
 355 #ifndef _REENT_ONLY
 356 #ifndef __math_68881
 357 extern long double acosl _PARAMS((long double));
 358 extern long double asinl _PARAMS((long double));
 359 extern long double atan2l _PARAMS((long double, long double));
 360 extern long double coshl _PARAMS((long double));
 361 extern long double sinhl _PARAMS((long double));
 362 extern long double expl _PARAMS((long double));
 363 extern long double ldexpl _PARAMS((long double, int));
 364 extern long double logl _PARAMS((long double));
 365 extern long double log10l _PARAMS((long double));
 366 extern long double powl _PARAMS((long double, long double));
 367 extern long double sqrtl _PARAMS((long double));
 368 extern long double fmodl _PARAMS((long double, long double));
 369 extern long double hypotl _PARAMS((long double, long double));
 370 #endif /* ! defined (__math_68881) */
 371 #endif /* ! defined (_REENT_ONLY) */
 372 extern long double copysignl _PARAMS((long double, long double));
 373 extern long double nanl _PARAMS((const char *));
 374 extern int ilogbl _PARAMS((long double));
 375 extern long double asinhl _PARAMS((long double));
 376 extern long double cbrtl _PARAMS((long double));
 377 extern long double nextafterl _PARAMS((long double, long double));
 378 extern long double rintl _PARAMS((long double));
 379 extern long double scalbnl _PARAMS((long double, int));
 380 extern long double exp2l _PARAMS((long double));
 381 extern long double scalblnl _PARAMS((long double, long));
 382 extern long double tgammal _PARAMS((long double));
 383 extern long double nearbyintl _PARAMS((long double));
 384 extern long int lrintl _PARAMS((long double));
 385 extern long double roundl _PARAMS((long double));
 386 extern long lroundl _PARAMS((long double));
 387 extern _LONG_LONG_TYPE int llroundl _PARAMS((long double));
 388 extern long double truncl _PARAMS((long double));
 389 extern long double remquol _PARAMS((long double, long double, int *));
 390 extern long double fdiml _PARAMS((long double, long double));
 391 extern long double fmaxl _PARAMS((long double, long double));
 392 extern long double fminl _PARAMS((long double, long double));
 393 extern long double fmal _PARAMS((long double, long double, long double));
 394 #ifndef _REENT_ONLY
 395 extern long double acoshl _PARAMS((long double));
 396 extern long double atanhl _PARAMS((long double));
 397 extern long double remainderl _PARAMS((long double, long double));
 398 extern long double lgammal _PARAMS((long double));
 399 extern long double erfl _PARAMS((long double));
 400 extern long double erfcl _PARAMS((long double));
 401 #endif /* ! defined (_REENT_ONLY) */
 402 #else /* !_LDBL_EQ_DBL */
 403 #ifdef __i386__
 404 /* Other long double precision functions.  */
 405 extern _LONG_DOUBLE rintl _PARAMS((_LONG_DOUBLE));
 406 extern long int lrintl _PARAMS((_LONG_DOUBLE));
 407 extern _LONG_LONG_TYPE llrintl _PARAMS((_LONG_DOUBLE));
 408 #endif /* __i386__ */
 409 #endif /* !_LDBL_EQ_DBL */
 410
 411 #endif /* !defined (__STRICT_ANSI__) || defined(__cplusplus) || __STDC_VERSION__ >= 199901L */
 412
 413 #if !defined (__STRICT_ANSI__) || defined(__cplusplus)
 414
 415 extern double cabs();
 416 extern double drem _PARAMS((double, double));
 417 extern void sincos _PARAMS((double, double *, double *));
 418 extern double gamma_r _PARAMS((double, int *));
 419 extern double lgamma_r _PARAMS((double, int *));
 420
 421 extern double y0 _PARAMS((double));
 422 extern double y1 _PARAMS((double));
 423 extern double yn _PARAMS((int, double));
 424 extern double j0 _PARAMS((double));
 425 extern double j1 _PARAMS((double));
 426 extern double jn _PARAMS((int, double));
 427
 428 extern float cabsf();
 429 extern float dremf _PARAMS((float, float));
 430 extern void sincosf _PARAMS((float, float *, float *));
 431 extern float gammaf_r _PARAMS((float, int *));
 432 extern float lgammaf_r _PARAMS((float, int *));
 433
 434 extern float y0f _PARAMS((float));
 435 extern float y1f _PARAMS((float));
 436 extern float ynf _PARAMS((int, float));
 437 extern float j0f _PARAMS((float));
 438 extern float j1f _PARAMS((float));
 439 extern float jnf _PARAMS((int, float));
 440
 441 /* GNU extensions */
 442 # ifndef exp10
 443 extern double exp10 _PARAMS((double));
 444 # endif
 445 # ifndef pow10
 446 extern double pow10 _PARAMS((double));
 447 # endif
 448 # ifndef exp10f
 449 extern float exp10f _PARAMS((float));
 450 # endif
 451 # ifndef pow10f
 452 extern float pow10f _PARAMS((float));
 453 # endif
 454
 455 #endif /* !defined (__STRICT_ANSI__) || defined(__cplusplus) */
 456
 457 #ifndef __STRICT_ANSI__
 458
 459 /* The gamma functions use a global variable, signgam.  */
 460 #ifndef _REENT_ONLY
 461 #define signgam (*__signgam())
 462 extern int *__signgam _PARAMS((void));
 463 #endif /* ! defined (_REENT_ONLY) */
 464
 465 #define __signgam_r(ptr) _REENT_SIGNGAM(ptr)
 466
 467 /* The exception structure passed to the matherr routine.  */
 468 /* We have a problem when using C++ since `exception' is a reserved
 469    name in C++.  */
 470 #ifdef __cplusplus
 471 struct __exception
 472 #else
 473 struct exception
 474 #endif
 475 {
 476   int type;
 477   char *name;
 478   double arg1;
 479   double arg2;
 480   double retval;
 481   int err;
 482 };
 483
 484 #ifdef __cplusplus
 485 extern int matherr _PARAMS((struct __exception *e));
 486 #else
 487 extern int matherr _PARAMS((struct exception *e));
 488 #endif
 489
 490 /* Values for the type field of struct exception.  */
 491
 492 #define DOMAIN 1
 493 #define SING 2
 494 #define OVERFLOW 3
 495 #define UNDERFLOW 4
 496 #define TLOSS 5
 497 #define PLOSS 6
 498
 499 /* Useful constants.  */
 500
 501 #define MAXFLOAT        3.40282347e+38F
 502
 503 #define M_E             2.7182818284590452354
 504 #define M_LOG2E         1.4426950408889634074
 505 #define M_LOG10E        0.43429448190325182765
 506 #define M_LN2           0.69314718055994530942
 507 #define M_LN10          2.30258509299404568402
 508 #define M_PI            3.14159265358979323846
 509 #define M_TWOPI         (M_PI * 2.0)
 510 #define M_PI_2          1.57079632679489661923
 511 #define M_PI_4          0.78539816339744830962
 512 #define M_3PI_4         2.3561944901923448370E0
 513 #define M_SQRTPI        1.77245385090551602792981
 514 #define M_1_PI          0.31830988618379067154
 515 #define M_2_PI          0.63661977236758134308
 516 #define M_2_SQRTPI      1.12837916709551257390
 517 #define M_SQRT2         1.41421356237309504880
 518 #define M_SQRT1_2       0.70710678118654752440
 519 #define M_LN2LO         1.9082149292705877000E-10
 520 #define M_LN2HI         6.9314718036912381649E-1
 521 #define M_SQRT3 1.73205080756887719000
 522 #define M_IVLN10        0.43429448190325182765 /* 1 / log(10) */
 523 #define M_LOG2_E        _M_LOG2_E
 524 #define M_INVLN2        1.4426950408889633870E0  /* 1 / log(2) */
 525
 526 /* Global control over fdlibm error handling.  */
 527
 528 enum __fdlibm_version
 529 {
 530   __fdlibm_ieee = -1,
 531   __fdlibm_svid,
 532   __fdlibm_xopen,
 533   __fdlibm_posix
 534 };
 535
 536 #define _LIB_VERSION_TYPE enum __fdlibm_version
 537 #define _LIB_VERSION __fdlib_version
 538
 539 extern __IMPORT _LIB_VERSION_TYPE _LIB_VERSION;
 540
 541 #define _IEEE_  __fdlibm_ieee
 542 #define _SVID_  __fdlibm_svid
 543 #define _XOPEN_ __fdlibm_xopen
 544 #define _POSIX_ __fdlibm_posix
 545
 546 #endif /* ! defined (__STRICT_ANSI__) */
 547
 548 _END_STD_C
 549
 550 #ifdef __FAST_MATH__
 551 #include <machine/fastmath.h>
 552 #endif
 553
 554 #endif /* _MATH_H_ */