source: libcfa/src/math.hfa @ a77f25b

ADTast-experimentalenumforall-pointer-decaypthread-emulationqualifiedEnum
Last change on this file since a77f25b was 2f5ea69, checked in by Peter A. Buhr <pabuhr@…>, 4 years ago

fix long long int log2 with builtin_clzll
  • Property mode set to 100644
File size: 21.4 KB
Line 
1//
2// Cforall Version 1.0.0 Copyright (C) 2016 University of Waterloo
3//
4// The contents of this file are covered under the licence agreement in the
5// file "LICENCE" distributed with Cforall.
6//
7// math.hfa --
8//
9// Author           : Peter A. Buhr
10// Created On       : Mon Apr 18 23:37:04 2016
11// Last Modified By : Peter A. Buhr
12// Last Modified On : Thu Apr 15 11:47:56 2021
13// Update Count     : 132
14//
15
16#pragma once
17
18#include <math.h>
19#include <complex.h>
20
21//---------------------------------------
22
23#include "common.hfa"
24
25//---------------------- General ----------------------
26
27static inline {
28        float ?%?( float x, float y ) { return fmodf( x, y ); }
29        float fmod( float x, float y ) { return fmodf( x, y ); }
30        double ?%?( double x, double y ) { return fmod( x, y ); }
31        // extern "C" { double fmod( double, double ); }
32        long double ?%?( long double x, long double y ) { return fmodl( x, y ); }
33        long double fmod( long double x, long double y ) { return fmodl( x, y ); }
34
35        float remainder( float x, float y ) { return remainderf( x, y ); }
36        // extern "C" { double remainder( double, double ); }
37        long double remainder( long double x, long double y ) { return remainderl( x, y ); }
38
39        float remquo( float x, float y, int * quo ) { return remquof( x, y, quo ); }
40        // extern "C" { double remquo( double x, double y, int * quo ); }
41        long double remquo( long double x, long double y, int * quo ) { return remquol( x, y, quo ); }
42        [ int, float ] remquo( float x, float y ) { int quo; x = remquof( x, y, &quo ); return [ quo, x ]; }
43        [ int, double ] remquo( double x, double y ) { int quo; x = remquo( x, y, &quo ); return [ quo, x ]; }
44        [ int, long double ] remquo( long double x, long double y ) { int quo; x = remquol( x, y, &quo ); return [ quo, x ]; }
45
46        [ float, float ] div( float x, float y ) { y = modff( x / y, &x ); return [ x, y ]; }
47        [ double, double ] div( double x, double y ) { y = modf( x / y, &x ); return [ x, y ]; }
48        [ long double, long double ] div( long double x, long double y ) { y = modfl( x / y, &x ); return [ x, y ]; }
49
50        float fma( float x, float y, float z ) { return fmaf( x, y, z ); }
51        // extern "C" { double fma( double, double, double ); }
52        long double fma( long double x, long double y, long double z ) { return fmal( x, y, z ); }
53
54        float fdim( float x, float y ) { return fdimf( x, y ); }
55        // extern "C" { double fdim( double, double ); }
56        long double fdim( long double x, long double y ) { return fdiml( x, y ); }
57
58        float nan( const char tag[] ) { return nanf( tag ); }
59        // extern "C" { double nan( const char [] ); }
60        long double nan( const char tag[] ) { return nanl( tag ); }
61} // distribution
62
63//---------------------- Exponential ----------------------
64
65static inline {
66        float exp( float x ) { return expf( x ); }
67        // extern "C" { double exp( double ); }
68        long double exp( long double x ) { return expl( x ); }
69        float _Complex exp( float _Complex x ) { return cexpf( x ); }
70        double _Complex exp( double _Complex x ) { return cexp( x ); }
71        long double _Complex exp( long double _Complex x ) { return cexpl( x ); }
72
73        float exp2( float x ) { return exp2f( x ); }
74        // extern "C" { double exp2( double ); }
75        long double exp2( long double x ) { return exp2l( x ); }
76        //float _Complex exp2( float _Complex x ) { return cexp2f( x ); }
77        //double _Complex exp2( double _Complex x ) { return cexp2( x ); }
78        //long double _Complex exp2( long double _Complex x ) { return cexp2l( x ); }
79
80        float expm1( float x ) { return expm1f( x ); }
81        // extern "C" { double expm1( double ); }
82        long double expm1( long double x ) { return expm1l( x ); }
83
84        float pow( float x, float y ) { return powf( x, y ); }
85        // extern "C" { double pow( double, double ); }
86        long double pow( long double x, long double y ) { return powl( x, y ); }
87        float _Complex pow( float _Complex x, float _Complex y ) { return cpowf( x, y ); }
88        double _Complex pow( double _Complex x, double _Complex y ) { return cpow( x, y ); }
89        long double _Complex pow( long double _Complex x, long double _Complex y ) { return cpowl( x, y ); }
90} // distribution
91
92//---------------------- Logarithm ----------------------
93
94static inline {
95        float log( float x ) { return logf( x ); }
96        // extern "C" { double log( double ); }
97        long double log( long double x ) { return logl( x ); }
98        float _Complex log( float _Complex x ) { return clogf( x ); }
99        double _Complex log( double _Complex x ) { return clog( x ); }
100        long double _Complex log( long double _Complex x ) { return clogl( x ); }
101
102        // O(1) polymorphic integer log2, using clz, which returns the number of leading 0-bits, starting at the most
103        // significant bit (single instruction on x86)
104        int log2( unsigned int n ) { return n == 0 ? -1 : sizeof(n) * __CHAR_BIT__ - 1 - __builtin_clz( n ); }
105        long int log2( unsigned long int n ) { return n == 0 ? -1 : sizeof(n) * __CHAR_BIT__ - 1 - __builtin_clzl( n ); }
106        long long int log2( unsigned long long int n ) { return n == 0 ? -1 : sizeof(n) * __CHAR_BIT__ - 1 - __builtin_clzll( n ); }
107        float log2( float x ) { return log2f( x ); }
108        // extern "C" { double log2( double ); }
109        long double log2( long double x ) { return log2l( x ); }
110        // float _Complex log2( float _Complex x ) { return clog2f( x ); }
111        // double _Complex log2( double _Complex x ) { return clog2( x ); }
112        // long double _Complex log2( long double _Complex x ) { return clog2l( x ); }
113
114        float log10( float x ) { return log10f( x ); }
115        // extern "C" { double log10( double ); }
116        long double log10( long double x ) { return log10l( x ); }
117        // float _Complex log10( float _Complex x ) { return clog10f( x ); }
118        // double _Complex log10( double _Complex x ) { return clog10( x ); }
119        // long double _Complex log10( long double _Complex x ) { return clog10l( x ); }
120
121        float log1p( float x ) { return log1pf( x ); }
122        // extern "C" { double log1p( double ); }
123        long double log1p( long double x ) { return log1pl( x ); }
124
125        int ilogb( float x ) { return ilogbf( x ); }
126        // extern "C" { int ilogb( double ); }
127        int ilogb( long double x ) { return ilogbl( x ); }
128
129        float logb( float x ) { return logbf( x ); }
130        // extern "C" { double logb( double ); }
131        long double logb( long double x ) { return logbl( x ); }
132
133        float sqrt( float x ) { return sqrtf( x ); }
134        // extern "C" { double sqrt( double ); }
135        long double sqrt( long double x ) { return sqrtl( x ); }
136        float _Complex sqrt( float _Complex x ) { return csqrtf( x ); }
137        double _Complex sqrt( double _Complex x ) { return csqrt( x ); }
138        long double _Complex sqrt( long double _Complex x ) { return csqrtl( x ); }
139
140        float cbrt( float x ) { return cbrtf( x ); }
141        // extern "C" { double cbrt( double ); }
142        long double cbrt( long double x ) { return cbrtl( x ); }
143
144        float hypot( float x, float y ) { return hypotf( x, y ); }
145        // extern "C" { double hypot( double, double ); }
146        long double hypot( long double x, long double y ) { return hypotl( x, y ); }
147} // distribution
148
149//---------------------- Trigonometric ----------------------
150
151static inline {
152        float sin( float x ) { return sinf( x ); }
153        // extern "C" { double sin( double ); }
154        long double sin( long double x ) { return sinl( x ); }
155        float _Complex sin( float _Complex x ) { return csinf( x ); }
156        double _Complex sin( double _Complex x ) { return csin( x ); }
157        long double _Complex sin( long double _Complex x ) { return csinl( x ); }
158
159        float cos( float x ) { return cosf( x ); }
160        // extern "C" { double cos( double ); }
161        long double cos( long double x ) { return cosl( x ); }
162        float _Complex cos( float _Complex x ) { return ccosf( x ); }
163        double _Complex cos( double _Complex x ) { return ccos( x ); }
164        long double _Complex cos( long double _Complex x ) { return ccosl( x ); }
165
166        float tan( float x ) { return tanf( x ); }
167        // extern "C" { double tan( double ); }
168        long double tan( long double x ) { return tanl( x ); }
169        float _Complex tan( float _Complex x ) { return ctanf( x ); }
170        double _Complex tan( double _Complex x ) { return ctan( x ); }
171        long double _Complex tan( long double _Complex x ) { return ctanl( x ); }
172
173        float asin( float x ) { return asinf( x ); }
174        // extern "C" { double asin( double ); }
175        long double asin( long double x ) { return asinl( x ); }
176        float _Complex asin( float _Complex x ) { return casinf( x ); }
177        double _Complex asin( double _Complex x ) { return casin( x ); }
178        long double _Complex asin( long double _Complex x ) { return casinl( x ); }
179
180        float acos( float x ) { return acosf( x ); }
181        // extern "C" { double acos( double ); }
182        long double acos( long double x ) { return acosl( x ); }
183        float _Complex acos( float _Complex x ) { return cacosf( x ); }
184        double _Complex acos( double _Complex x ) { return cacos( x ); }
185        long double _Complex acos( long double _Complex x ) { return cacosl( x ); }
186
187        float atan( float x ) { return atanf( x ); }
188        // extern "C" { double atan( double ); }
189        long double atan( long double x ) { return atanl( x ); }
190        float _Complex atan( float _Complex x ) { return catanf( x ); }
191        double _Complex atan( double _Complex x ) { return catan( x ); }
192        long double _Complex atan( long double _Complex x ) { return catanl( x ); }
193
194        float atan2( float x, float y ) { return atan2f( x, y ); }
195        // extern "C" { double atan2( double, double ); }
196        long double atan2( long double x, long double y ) { return atan2l( x, y ); }
197
198        // alternative name for atan2
199        float atan( float x, float y ) { return atan2f( x, y ); }
200        double atan( double x, double y ) { return atan2( x, y ); }
201        long double atan( long double x, long double y ) { return atan2l( x, y ); }
202} // distribution
203
204//---------------------- Hyperbolic ----------------------
205
206static inline {
207        float sinh( float x ) { return sinhf( x ); }
208        // extern "C" { double sinh( double ); }
209        long double sinh( long double x ) { return sinhl( x ); }
210        float _Complex sinh( float _Complex x ) { return csinhf( x ); }
211        double _Complex sinh( double _Complex x ) { return csinh( x ); }
212        long double _Complex sinh( long double _Complex x ) { return csinhl( x ); }
213
214        float cosh( float x ) { return coshf( x ); }
215        // extern "C" { double cosh( double ); }
216        long double cosh( long double x ) { return coshl( x ); }
217        float _Complex cosh( float _Complex x ) { return ccoshf( x ); }
218        double _Complex cosh( double _Complex x ) { return ccosh( x ); }
219        long double _Complex cosh( long double _Complex x ) { return ccoshl( x ); }
220
221        float tanh( float x ) { return tanhf( x ); }
222        // extern "C" { double tanh( double ); }
223        long double tanh( long double x ) { return tanhl( x ); }
224        float _Complex tanh( float _Complex x ) { return ctanhf( x ); }
225        double _Complex tanh( double _Complex x ) { return ctanh( x ); }
226        long double _Complex tanh( long double _Complex x ) { return ctanhl( x ); }
227
228        float asinh( float x ) { return asinhf( x ); }
229        // extern "C" { double asinh( double ); }
230        long double asinh( long double x ) { return asinhl( x ); }
231        float _Complex asinh( float _Complex x ) { return casinhf( x ); }
232        double _Complex asinh( double _Complex x ) { return casinh( x ); }
233        long double _Complex asinh( long double _Complex x ) { return casinhl( x ); }
234
235        float acosh( float x ) { return acoshf( x ); }
236        // extern "C" { double acosh( double ); }
237        long double acosh( long double x ) { return acoshl( x ); }
238        float _Complex acosh( float _Complex x ) { return cacoshf( x ); }
239        double _Complex acosh( double _Complex x ) { return cacosh( x ); }
240        long double _Complex acosh( long double _Complex x ) { return cacoshl( x ); }
241
242        float atanh( float x ) { return atanhf( x ); }
243        // extern "C" { double atanh( double ); }
244        long double atanh( long double x ) { return atanhl( x ); }
245        float _Complex atanh( float _Complex x ) { return catanhf( x ); }
246        double _Complex atanh( double _Complex x ) { return catanh( x ); }
247        long double _Complex atanh( long double _Complex x ) { return catanhl( x ); }
248} // distribution
249
250//---------------------- Error / Gamma ----------------------
251
252static inline {
253        float erf( float x ) { return erff( x ); }
254        // extern "C" { double erf( double ); }
255        long double erf( long double x ) { return erfl( x ); }
256        // float _Complex erf( float _Complex );
257        // double _Complex erf( double _Complex );
258        // long double _Complex erf( long double _Complex );
259
260        float erfc( float x ) { return erfcf( x ); }
261        // extern "C" { double erfc( double ); }
262        long double erfc( long double x ) { return erfcl( x ); }
263        // float _Complex erfc( float _Complex );
264        // double _Complex erfc( double _Complex );
265        // long double _Complex erfc( long double _Complex );
266
267        float lgamma( float x ) { return lgammaf( x ); }
268        // extern "C" { double lgamma( double ); }
269        long double lgamma( long double x ) { return lgammal( x ); }
270        float lgamma( float x, int * sign ) { return lgammaf_r( x, sign ); }
271        double lgamma( double x, int * sign ) { return lgamma_r( x, sign ); }
272        long double lgamma( long double x, int * sign ) { return lgammal_r( x, sign ); }
273
274        float tgamma( float x ) { return tgammaf( x ); }
275        // extern "C" { double tgamma( double ); }
276        long double tgamma( long double x ) { return tgammal( x ); }
277} // distribution
278
279//---------------------- Nearest Integer ----------------------
280
281static inline {
282        signed char floor( signed char n, signed char align ) { return n / align * align; }
283        unsigned char floor( unsigned char n, unsigned char align ) { return n / align * align; }
284        short int floor( short int n, short int align ) { return n / align * align; }
285        unsigned short int floor( unsigned short int n, unsigned short int align ) { return n / align * align; }
286        int floor( int n, int align ) { return n / align * align; }
287        unsigned int floor( unsigned int n, unsigned int align ) { return n / align * align; }
288        long int floor( long int n, long int align ) { return n / align * align; }
289        unsigned long int floor( unsigned long int n, unsigned long int align ) { return n / align * align; }
290        long long int floor( long long int n, long long int align ) { return n / align * align; }
291        unsigned long long int floor( unsigned long long int n, unsigned long long int align ) { return n / align * align; }
292
293        // forall( T | { T ?/?( T, T ); T ?*?( T, T ); } )
294        // T floor( T n, T align ) { return n / align * align; }
295
296        signed char ceiling_div( signed char n, char align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
297        unsigned char ceiling_div( unsigned char n, unsigned char align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
298        short int ceiling_div( short int n, short int align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
299        unsigned short int ceiling_div( unsigned short int n, unsigned short int align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
300        int ceiling_div( int n, int align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
301        unsigned int ceiling_div( unsigned int n, unsigned int align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
302        long int ceiling_div( long int n, long int align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
303        unsigned long int ceiling_div( unsigned long int n, unsigned long int align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
304        long long int ceiling_div( long long int n, long long int align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
305        unsigned long long int ceiling_div( unsigned long long int n, unsigned long long int align ) { return (n + (align - 1)) / align; }
306
307        // forall( T | { T ?+?( T, T ); T ?-?( T, T ); T ?%?( T, T ); } )
308        // T ceiling_div( T n, T align ) { verify( is_pow2( align ) );return (n + (align - 1)) / align; }
309       
310        // gcc notices the div/mod pair and saves both so only one div.
311        signed char ceiling( signed char n, signed char align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); }
312        unsigned char ceiling( unsigned char n, unsigned char align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); }
313        short int ceiling( short int n, short int align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); }
314        unsigned short int ceiling( unsigned short int n, unsigned short int align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); }
315        int ceiling( int n, int align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); }
316        unsigned int ceiling( unsigned int n, unsigned int align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); }
317        long int ceiling( long int n, long int align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); }
318        unsigned long int ceiling( unsigned long int n, unsigned long int align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0) , align); }
319        long long int ceiling( long long int n, long long int align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); }
320        unsigned long long int ceiling( unsigned long long int n, unsigned long long int align ) { return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); }
321
322        // forall( T | { void ?{}( T &, one_t ); T ?+?( T, T ); T ?-?( T, T ); T ?/?( T, T ); } )
323        // T ceiling( T n, T align ) { return return floor( n + (n % align != 0 ? align - 1 : 0), align ); *}
324
325        float floor( float x ) { return floorf( x ); }
326        // extern "C" { double floor( double ); }
327        long double floor( long double x ) { return floorl( x ); }
328
329        float ceil( float x ) { return ceilf( x ); }
330        // extern "C" { double ceil( double ); }
331        long double ceil( long double x ) { return ceill( x ); }
332
333        float trunc( float x ) { return truncf( x ); }
334        // extern "C" { double trunc( double ); }
335        long double trunc( long double x ) { return truncl( x ); }
336
337        float rint( float x ) { return rintf( x ); }
338        // extern "C" { double rint( double x ); }
339        long double rint( long double x ) { return rintl( x ); }
340        long int rint( float x ) { return lrintf( x ); }
341        long int rint( double x ) { return lrint( x ); }
342        long int rint( long double x ) { return lrintl( x ); }
343        long long int rint( float x ) { return llrintf( x ); }
344        long long int rint( double x ) { return llrint( x ); }
345        long long int rint( long double x ) { return llrintl( x ); }
346
347        long int lrint( float x ) { return lrintf( x ); }
348        // extern "C" { long int lrint( double ); }
349        long int lrint( long double x ) { return lrintl( x ); }
350        long long int llrint( float x ) { return llrintf( x ); }
351        // extern "C" { long long int llrint( double ); }
352        long long int llrint( long double x ) { return llrintl( x ); }
353
354        float nearbyint( float x ) { return nearbyintf( x ); }
355        // extern "C" { double nearbyint( double ); }
356        long double nearbyint( long double x ) { return nearbyintl( x ); }
357
358        float round( float x ) { return roundf( x ); }
359        // extern "C" { double round( double x ); }
360        long double round( long double x ) { return roundl( x ); }
361        long int round( float x ) { return lroundf( x ); }
362        long int round( double x ) { return lround( x ); }
363        long int round( long double x ) { return lroundl( x ); }
364        long long int round( float x ) { return llroundf( x ); }
365        long long int round( double x ) { return llround( x ); }
366        long long int round( long double x ) { return llroundl( x ); }
367
368        long int lround( float x ) { return lroundf( x ); }
369        // extern "C" { long int lround( double ); }
370        long int lround( long double x ) { return lroundl( x ); }
371        long long int llround( float x ) { return llroundf( x ); }
372        // extern "C" { long long int llround( double ); }
373        long long int llround( long double x ) { return llroundl( x ); }
374} // distribution
375
376//---------------------- Manipulation ----------------------
377
378static inline {
379        float copysign( float x, float y ) { return copysignf( x, y ); }
380        // extern "C" { double copysign( double, double ); }
381        long double copysign( long double x, long double y ) { return copysignl( x, y ); }
382
383        float frexp( float x, int * ip ) { return frexpf( x, ip ); }
384        // extern "C" { double frexp( double, int * ); }
385        long double frexp( long double x, int * ip ) { return frexpl( x, ip ); }
386
387        float ldexp( float x, int exp2 ) { return ldexpf( x, exp2 ); }
388        // extern "C" { double ldexp( double, int ); }
389        long double ldexp( long double x, int exp2 ) { return ldexpl( x, exp2 ); }
390
391        [ float, float ] modf( float x ) { float i; x = modff( x, &i ); return [ i, x ]; }
392        float modf( float x, float * i ) { return modff( x, i ); }
393        [ double, double ] modf( double x ) { double i; x = modf( x, &i ); return [ i, x ]; }
394        // extern "C" { double modf( double, double * ); }
395        [ long double, long double ] modf( long double x ) { long double i; x = modfl( x, &i ); return [ i, x ]; }
396        long double modf( long double x, long double * i ) { return modfl( x, i ); }
397
398        float nextafter( float x, float y ) { return nextafterf( x, y ); }
399        // extern "C" { double nextafter( double, double ); }
400        long double nextafter( long double x, long double y ) { return nextafterl( x, y ); }
401
402        float nexttoward( float x, long double y ) { return nexttowardf( x, y ); }
403        // extern "C" { double nexttoward( double, long double ); }
404        long double nexttoward( long double x, long double y ) { return nexttowardl( x, y ); }
405
406        float scalbn( float x, int exp ) { return scalbnf( x, exp ); }
407        // extern "C" { double scalbn( double, int ); }
408        long double scalbn( long double x, int exp ) { return scalbnl( x, exp ); }
409        float scalbn( float x, long int exp ) { return scalblnf( x, exp ); }
410        double scalbn( double x, long int exp ) { return scalbln( x, exp ); }
411        long double scalbn( long double x, long int exp ) { return scalblnl( x, exp ); }
412
413        float scalbln( float x, long int exp ) { return scalblnf( x, exp ); }
414        // extern "C" { double scalbln( double, long int ); }
415        long double scalbln( long double x, long int exp ) { return scalblnl( x, exp ); }
416} // distribution
417
418//---------------------------------------
419
420static inline {
421        forall( T | { void ?{}( T &, one_t ); T ?+?( T, T ); T ?-?( T, T );T ?*?( T, T ); } )
422        T lerp( T x, T y, T a ) { return x * ((T){1} - a) + y * a; }
423
424        forall( T | { void ?{}( T &, zero_t ); void ?{}( T &, one_t ); int ?<?( T, T ); } )
425        T step( T edge, T x ) { return x < edge ? (T){0} : (T){1}; }
426
427        forall( T | { void ?{}( T &, int ); T clamp( T, T, T ); T ?-?( T, T ); T ?*?( T, T ); T ?/?( T, T ); } )
428        T smoothstep( T edge0, T edge1, T x ) { T t = clamp( (x - edge0) / (edge1 - edge0), (T){0}, (T){1} ); return t * t * ((T){3} - (T){2} * t); }
429} // distribution
430
431// Local Variables: //
432// mode: c //
433// tab-width: 4 //
434// End: //
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.