OSDN Git Service

- remove whitespace
[uclinux-h8/uClibc.git] / include / math.h
1 /* Declarations for math functions.
2    Copyright (C) 1991-1993, 1995-1999, 2001, 2002, 2004, 2006
3    Free Software Foundation, Inc.
4    This file is part of the GNU C Library.
5
6    The GNU C Library is free software; you can redistribute it and/or
7    modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
8    License as published by the Free Software Foundation; either
9    version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
10
11    The GNU C Library is distributed in the hope that it will be useful,
12    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
14    Lesser General Public License for more details.
15
16    You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
17    License along with the GNU C Library; if not, write to the Free
18    Software Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA
19    02111-1307 USA.  */
20
21 /*
22  *      ISO C99 Standard: 7.12 Mathematics      <math.h>
23  */
24
25 #ifndef _MATH_H
26 #define _MATH_H 1
27
28 #include <features.h>
29
30 __BEGIN_DECLS
31
32 /* Get machine-dependent HUGE_VAL value (returned on overflow).
33    On all IEEE754 machines, this is +Infinity.  */
34 #include <bits/huge_val.h>
35 #ifdef __USE_ISOC99
36 # include <bits/huge_valf.h>
37 # include <bits/huge_vall.h>
38
39 /* Get machine-dependent INFINITY value.  */
40 # include <bits/inf.h>
41
42 /* Get machine-dependent NAN value (returned for some domain errors).  */
43 # include <bits/nan.h>
44 #endif /* __USE_ISOC99 */
45
46 /* Get general and ISO C99 specific information.  */
47 #include <bits/mathdef.h>
48
49 #if !(defined _LIBC && (defined NOT_IN_libc && defined IS_IN_libm))
50 # define libm_hidden_proto(name, attrs...)
51 #endif
52
53 /* The file <bits/mathcalls.h> contains the prototypes for all the
54    actual math functions.  These macros are used for those prototypes,
55    so we can easily declare each function as both `name' and `__name',
56    and can declare the float versions `namef' and `__namef'.  */
57
58 #define __MATHCALL(function,suffix, args)       \
59   __MATHDECL (_Mdouble_,function,suffix, args)
60 #define __MATHDECL(type, function,suffix, args) \
61   __MATHDECL_1(type, function,suffix, args);
62 #define __MATHCALLX(function,suffix, args, attrib)      \
63   __MATHDECLX (_Mdouble_,function,suffix, args, attrib)
64 #define __MATHDECLX(type, function,suffix, args, attrib) \
65   __MATHDECL_1(type, function,suffix, args) __attribute__ (attrib); \
66   __MATHDECLI_MAINVARIANT(function)
67 #define __MATHDECL_1(type, function,suffix, args) \
68   extern type __MATH_PRECNAME(function,suffix) args __THROW
69 /* Decls which are also used internally in libm.
70    Only the main variant is used internally, no need to try to avoid relocs
71    for the {l,f} variants.  */
72 #define __MATHCALLI(function,suffix, args)      \
73   __MATHDECLI (_Mdouble_,function,suffix, args)
74 #define __MATHDECLI(type, function,suffix, args) \
75   __MATHDECL_1(type, function,suffix, args); \
76   __MATHDECLI_MAINVARIANT(function)
77 /* Private helpers for purely macro impls below.
78    Only make __foo{,f,l} visible but not (the macro-only) foo.  */
79 #define __MATHDECL_PRIV(type, function,suffix, args, attrib) \
80   __MATHDECL_1(type, __CONCAT(__,function),suffix, args) \
81                                                 __attribute__ (attrib); \
82   libm_hidden_proto(__MATH_PRECNAME(__##function,suffix))
83
84 #define __MATHDECLI_MAINVARIANT libm_hidden_proto
85 #define _Mdouble_               double
86 #define __MATH_PRECNAME(name,r) __CONCAT(name,r)
87 # define _Mdouble_BEGIN_NAMESPACE __BEGIN_NAMESPACE_STD
88 # define _Mdouble_END_NAMESPACE   __END_NAMESPACE_STD
89 #include <bits/mathcalls.h>
90 #undef  _Mdouble_
91 #undef _Mdouble_BEGIN_NAMESPACE
92 #undef _Mdouble_END_NAMESPACE
93 #undef __MATH_PRECNAME
94 #undef __MATHDECLI_MAINVARIANT
95 #define __MATHDECLI_MAINVARIANT(x)
96
97 #if defined __USE_MISC || defined __USE_ISOC99
98
99
100 /* Include the file of declarations again, this time using `float'
101    instead of `double' and appending f to each function name.  */
102
103 # ifndef _Mfloat_
104 #  define _Mfloat_              float
105 # endif
106 # define _Mdouble_              _Mfloat_
107 # ifdef __STDC__
108 #  define __MATH_PRECNAME(name,r) name##f##r
109 # else
110 #  define __MATH_PRECNAME(name,r) name/**/f/**/r
111 # endif
112 # define _Mdouble_BEGIN_NAMESPACE __BEGIN_NAMESPACE_C99
113 # define _Mdouble_END_NAMESPACE   __END_NAMESPACE_C99
114 # include <bits/mathcalls.h>
115 # undef _Mdouble_
116 # undef _Mdouble_BEGIN_NAMESPACE
117 # undef _Mdouble_END_NAMESPACE
118 # undef __MATH_PRECNAME
119
120 # if (__STDC__ - 0 || __GNUC__ - 0) \
121      && (defined __UCLIBC_HAS_LONG_DOUBLE_MATH__ || defined __LDBL_COMPAT)
122 #  ifdef __LDBL_COMPAT
123
124 #   ifdef __USE_ISOC99
125 extern float __nldbl_nexttowardf (float __x, long double __y)
126                                   __THROW __attribute__ ((__const__));
127 #    ifdef __REDIRECT_NTH
128 extern float __REDIRECT_NTH (nexttowardf, (float __x, long double __y),
129                              __nldbl_nexttowardf)
130      __attribute__ ((__const__));
131 extern double __REDIRECT_NTH (nexttoward, (double __x, long double __y),
132                               nextafter) __attribute__ ((__const__));
133 extern long double __REDIRECT_NTH (nexttowardl,
134                                    (long double __x, long double __y),
135                                    nextafter) __attribute__ ((__const__));
136 #    endif
137 #   endif
138
139 /* Include the file of declarations again, this time using `long double'
140    instead of `double' and appending l to each function name.  */
141
142 #   undef __MATHDECL_1
143 #   define __MATHDECL_2(type, function,suffix, args, alias) \
144   extern type __REDIRECT_NTH(__MATH_PRECNAME(function,suffix), \
145                              args, alias)
146 #   define __MATHDECL_1(type, function,suffix, args) \
147   __MATHDECL_2(type, function,suffix, args, __CONCAT(function,suffix))
148 #  endif
149
150 #  ifndef _Mlong_double_
151 #   define _Mlong_double_       long double
152 #  endif
153 #  define _Mdouble_             _Mlong_double_
154 #  ifdef __STDC__
155 #   define __MATH_PRECNAME(name,r) name##l##r
156 #  else
157 #   define __MATH_PRECNAME(name,r) name/**/l/**/r
158 #  endif
159 #  define _Mdouble_BEGIN_NAMESPACE __BEGIN_NAMESPACE_C99
160 #  define _Mdouble_END_NAMESPACE   __END_NAMESPACE_C99
161 #  include <bits/mathcalls.h>
162 #  undef _Mdouble_
163 # undef _Mdouble_BEGIN_NAMESPACE
164 # undef _Mdouble_END_NAMESPACE
165 #  undef __MATH_PRECNAME
166
167 # endif /* __STDC__ || __GNUC__ */
168
169 #endif  /* Use misc or ISO C99.  */
170 #undef  __MATHDECL_1
171 #undef  __MATHDECL
172 #undef  __MATHCALL
173
174
175 #if defined __USE_MISC || defined __USE_XOPEN
176 /* This variable is used by `gamma' and `lgamma'.  */
177 extern int signgam;
178 #endif
179
180
181 /* ISO C99 defines some generic macros which work on any data type.  */
182 #ifdef __USE_ISOC99
183
184 /* Get the architecture specific values describing the floating-point
185    evaluation.  The following symbols will get defined:
186
187     float_t     floating-point type at least as wide as `float' used
188                 to evaluate `float' expressions
189     double_t    floating-point type at least as wide as `double' used
190                 to evaluate `double' expressions
191
192     FLT_EVAL_METHOD
193                 Defined to
194                   0     if `float_t' is `float' and `double_t' is `double'
195                   1     if `float_t' and `double_t' are `double'
196                   2     if `float_t' and `double_t' are `long double'
197                   else  `float_t' and `double_t' are unspecified
198
199     INFINITY    representation of the infinity value of type `float'
200
201     FP_FAST_FMA
202     FP_FAST_FMAF
203     FP_FAST_FMAL
204                 If defined it indicates that the `fma' function
205                 generally executes about as fast as a multiply and an add.
206                 This macro is defined only iff the `fma' function is
207                 implemented directly with a hardware multiply-add instructions.
208
209     FP_ILOGB0   Expands to a value returned by `ilogb (0.0)'.
210     FP_ILOGBNAN Expands to a value returned by `ilogb (NAN)'.
211
212     DECIMAL_DIG Number of decimal digits supported by conversion between
213                 decimal and all internal floating-point formats.
214
215 */
216
217 /* All floating-point numbers can be put in one of these categories.  */
218 enum
219   {
220     FP_NAN,
221 # define FP_NAN FP_NAN
222     FP_INFINITE,
223 # define FP_INFINITE FP_INFINITE
224     FP_ZERO,
225 # define FP_ZERO FP_ZERO
226     FP_SUBNORMAL,
227 # define FP_SUBNORMAL FP_SUBNORMAL
228     FP_NORMAL
229 # define FP_NORMAL FP_NORMAL
230   };
231
232 /* Return number of classification appropriate for X.  */
233 # ifndef __UCLIBC_HAS_LONG_DOUBLE_MATH__
234 #  define fpclassify(x) \
235      (sizeof (x) == sizeof (float) ? __fpclassifyf (x) : __fpclassify (x))
236 # else
237 #  define fpclassify(x) \
238      (sizeof (x) == sizeof (float)                                            \
239       ? __fpclassifyf (x)                                                     \
240       : sizeof (x) == sizeof (double)                                         \
241       ? __fpclassify (x) : __fpclassifyl (x))
242 # endif
243
244 /* Return nonzero value if sign of X is negative.  */
245 # ifndef __UCLIBC_HAS_LONG_DOUBLE_MATH__
246 #  define signbit(x) \
247      (sizeof (x) == sizeof (float) ? __signbitf (x) : __signbit (x))
248 # else
249 #  define signbit(x) \
250      (sizeof (x) == sizeof (float)                                            \
251       ? __signbitf (x)                                                        \
252       : sizeof (x) == sizeof (double)                                         \
253       ? __signbit (x) : __signbitl (x))
254 # endif
255
256 /* Return nonzero value if X is not +-Inf or NaN.  */
257 # ifndef __UCLIBC_HAS_LONG_DOUBLE_MATH__
258 #  define isfinite(x) \
259      (sizeof (x) == sizeof (float) ? __finitef (x) : __finite (x))
260 # else
261 #  define isfinite(x) \
262      (sizeof (x) == sizeof (float)                                            \
263       ? __finitef (x)                                                         \
264       : sizeof (x) == sizeof (double)                                         \
265       ? __finite (x) : __finitel (x))
266 # endif
267
268 /* Return nonzero value if X is neither zero, subnormal, Inf, nor NaN.  */
269 # define isnormal(x) (fpclassify (x) == FP_NORMAL)
270
271 /* Return nonzero value if X is a NaN.  We could use `fpclassify' but
272    we already have this functions `__isnan' and it is faster.  */
273 # ifndef __UCLIBC_HAS_LONG_DOUBLE_MATH__
274 #  define isnan(x) \
275      (sizeof (x) == sizeof (float) ? __isnanf (x) : __isnan (x))
276 # else
277 #  define isnan(x) \
278      (sizeof (x) == sizeof (float)                                            \
279       ? __isnanf (x)                                                          \
280       : sizeof (x) == sizeof (double)                                         \
281       ? __isnan (x) : __isnanl (x))
282 # endif
283
284 /* Return nonzero value is X is positive or negative infinity.  */
285 # ifndef __UCLIBC_HAS_LONG_DOUBLE_MATH__
286 #  define isinf(x) \
287      (sizeof (x) == sizeof (float) ? __isinff (x) : __isinf (x))
288 # else
289 #  define isinf(x) \
290      (sizeof (x) == sizeof (float)                                            \
291       ? __isinff (x)                                                          \
292       : sizeof (x) == sizeof (double)                                         \
293       ? __isinf (x) : __isinfl (x))
294 # endif
295
296 /* Bitmasks for the math_errhandling macro.  */
297 # define MATH_ERRNO     1       /* errno set by math functions.  */
298 # define MATH_ERREXCEPT 2       /* Exceptions raised by math functions.  */
299
300 #endif /* Use ISO C99.  */
301
302 #ifdef  __USE_MISC
303 /* Support for various different standard error handling behaviors.  */
304 typedef enum
305 {
306   _IEEE_ = -1,  /* According to IEEE 754/IEEE 854.  */
307   _SVID_,       /* According to System V, release 4.  */
308   _XOPEN_,      /* Nowadays also Unix98.  */
309   _POSIX_,
310   _ISOC_        /* Actually this is ISO C99.  */
311 } _LIB_VERSION_TYPE;
312
313 /* This variable can be changed at run-time to any of the values above to
314    affect floating point error handling behavior (it may also be necessary
315    to change the hardware FPU exception settings).  */
316 extern _LIB_VERSION_TYPE _LIB_VERSION;
317 #endif
318
319
320 #ifdef __USE_SVID
321 /* In SVID error handling, `matherr' is called with this description
322    of the exceptional condition.
323
324    We have a problem when using C++ since `exception' is a reserved
325    name in C++.  */
326 # ifdef __cplusplus
327 struct __exception
328 # else
329 struct exception
330 # endif
331   {
332     int type;
333     char *name;
334     double arg1;
335     double arg2;
336     double retval;
337   };
338
339 # ifdef __cplusplus
340 extern int matherr (struct __exception *__exc) throw ();
341 # else
342 extern int matherr (struct exception *__exc);
343 # endif
344
345 # define X_TLOSS        1.41484755040568800000e+16
346
347 /* Types of exceptions in the `type' field.  */
348 # define DOMAIN         1
349 # define SING           2
350 # define OVERFLOW       3
351 # define UNDERFLOW      4
352 # define TLOSS          5
353 # define PLOSS          6
354
355 /* SVID mode specifies returning this large value instead of infinity.  */
356 # define HUGE           3.40282347e+38F
357
358 #else   /* !SVID */
359
360 # ifdef __USE_XOPEN
361 /* X/Open wants another strange constant.  */
362 #  define MAXFLOAT      3.40282347e+38F
363 # endif
364
365 #endif  /* SVID */
366
367
368 /* Some useful constants.  */
369 #if defined __USE_BSD || defined __USE_XOPEN
370 # define M_E            2.7182818284590452354   /* e */
371 # define M_LOG2E        1.4426950408889634074   /* log_2 e */
372 # define M_LOG10E       0.43429448190325182765  /* log_10 e */
373 # define M_LN2          0.69314718055994530942  /* log_e 2 */
374 # define M_LN10         2.30258509299404568402  /* log_e 10 */
375 # define M_PI           3.14159265358979323846  /* pi */
376 # define M_PI_2         1.57079632679489661923  /* pi/2 */
377 # define M_PI_4         0.78539816339744830962  /* pi/4 */
378 # define M_1_PI         0.31830988618379067154  /* 1/pi */
379 # define M_2_PI         0.63661977236758134308  /* 2/pi */
380 # define M_2_SQRTPI     1.12837916709551257390  /* 2/sqrt(pi) */
381 # define M_SQRT2        1.41421356237309504880  /* sqrt(2) */
382 # define M_SQRT1_2      0.70710678118654752440  /* 1/sqrt(2) */
383 #endif
384
385 /* The above constants are not adequate for computation using `long double's.
386    Therefore we provide as an extension constants with similar names as a
387    GNU extension.  Provide enough digits for the 128-bit IEEE quad.  */
388 #ifdef __USE_GNU
389 # define M_El           2.7182818284590452353602874713526625L  /* e */
390 # define M_LOG2El       1.4426950408889634073599246810018921L  /* log_2 e */
391 # define M_LOG10El      0.4342944819032518276511289189166051L  /* log_10 e */
392 # define M_LN2l         0.6931471805599453094172321214581766L  /* log_e 2 */
393 # define M_LN10l        2.3025850929940456840179914546843642L  /* log_e 10 */
394 # define M_PIl          3.1415926535897932384626433832795029L  /* pi */
395 # define M_PI_2l        1.5707963267948966192313216916397514L  /* pi/2 */
396 # define M_PI_4l        0.7853981633974483096156608458198757L  /* pi/4 */
397 # define M_1_PIl        0.3183098861837906715377675267450287L  /* 1/pi */
398 # define M_2_PIl        0.6366197723675813430755350534900574L  /* 2/pi */
399 # define M_2_SQRTPIl    1.1283791670955125738961589031215452L  /* 2/sqrt(pi) */
400 # define M_SQRT2l       1.4142135623730950488016887242096981L  /* sqrt(2) */
401 # define M_SQRT1_2l     0.7071067811865475244008443621048490L  /* 1/sqrt(2) */
402 #endif
403
404
405 /* When compiling in strict ISO C compatible mode we must not use the
406    inline functions since they, among other things, do not set the
407    `errno' variable correctly.  */
408 #if defined __STRICT_ANSI__ && !defined __NO_MATH_INLINES
409 # define __NO_MATH_INLINES      1
410 #endif
411
412 #if defined __USE_ISOC99 && __GNUC_PREREQ(2,97)
413 /* ISO C99 defines some macros to compare number while taking care for
414    unordered numbers.  Many FPUs provide special instructions to support
415    these operations.  Generic support in GCC for these as builtins went
416    in before 3.0.0, but not all cpus added their patterns.  We define
417    versions that use the builtins here, and <bits/mathinline.h> will
418    undef/redefine as appropriate for the specific GCC version in use.  */
419 # define isgreater(x, y)        __builtin_isgreater(x, y)
420 # define isgreaterequal(x, y)   __builtin_isgreaterequal(x, y)
421 # define isless(x, y)           __builtin_isless(x, y)
422 # define islessequal(x, y)      __builtin_islessequal(x, y)
423 # define islessgreater(x, y)    __builtin_islessgreater(x, y)
424 # define isunordered(u, v)      __builtin_isunordered(u, v)
425 #endif
426
427 /* Get machine-dependent inline versions (if there are any).  */
428 #ifdef __USE_EXTERN_INLINES
429 # include <bits/mathinline.h>
430 #endif
431
432 #ifdef __USE_ISOC99
433 /* If we've still got undefined comparison macros, provide defaults.  */
434
435 /* Return nonzero value if X is greater than Y.  */
436 # ifndef isgreater
437 #  define isgreater(x, y) \
438   (__extension__                                                              \
439    ({ __typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y);                       \
440       !isunordered (__x, __y) && __x > __y; }))
441 # endif
442
443 /* Return nonzero value if X is greater than or equal to Y.  */
444 # ifndef isgreaterequal
445 #  define isgreaterequal(x, y) \
446   (__extension__                                                              \
447    ({ __typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y);                       \
448       !isunordered (__x, __y) && __x >= __y; }))
449 # endif
450
451 /* Return nonzero value if X is less than Y.  */
452 # ifndef isless
453 #  define isless(x, y) \
454   (__extension__                                                              \
455    ({ __typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y);                       \
456       !isunordered (__x, __y) && __x < __y; }))
457 # endif
458
459 /* Return nonzero value if X is less than or equal to Y.  */
460 # ifndef islessequal
461 #  define islessequal(x, y) \
462   (__extension__                                                              \
463    ({ __typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y);                       \
464       !isunordered (__x, __y) && __x <= __y; }))
465 # endif
466
467 /* Return nonzero value if either X is less than Y or Y is less than X.  */
468 # ifndef islessgreater
469 #  define islessgreater(x, y) \
470   (__extension__                                                              \
471    ({ __typeof__(x) __x = (x); __typeof__(y) __y = (y);                       \
472       !isunordered (__x, __y) && (__x < __y || __y < __x); }))
473 # endif
474
475 /* Return nonzero value if arguments are unordered.  */
476 # ifndef isunordered
477 #  define isunordered(u, v) \
478   (__extension__                                                              \
479    ({ __typeof__(u) __u = (u); __typeof__(v) __v = (v);                       \
480       fpclassify (__u) == FP_NAN || fpclassify (__v) == FP_NAN; }))
481 # endif
482
483 #endif
484
485 __END_DECLS
486
487
488 #endif /* math.h  */