xref: /freebsd/lib/msun/src/e_atan2.c (revision 0dd5a560)
13f708241SDavid Schultz 
23a8617a8SJordan K. Hubbard /*
33a8617a8SJordan K. Hubbard  * ====================================================
43a8617a8SJordan K. Hubbard  * Copyright (C) 1993 by Sun Microsystems, Inc. All rights reserved.
53a8617a8SJordan K. Hubbard  *
63f708241SDavid Schultz  * Developed at SunSoft, a Sun Microsystems, Inc. business.
73a8617a8SJordan K. Hubbard  * Permission to use, copy, modify, and distribute this
83a8617a8SJordan K. Hubbard  * software is freely granted, provided that this notice
93a8617a8SJordan K. Hubbard  * is preserved.
103a8617a8SJordan K. Hubbard  * ====================================================
113f708241SDavid Schultz  *
123a8617a8SJordan K. Hubbard  */
133a8617a8SJordan K. Hubbard 
1499843eb8SSteve Kargl /* atan2(y,x)
153a8617a8SJordan K. Hubbard  * Method :
163a8617a8SJordan K. Hubbard  *	1. Reduce y to positive by atan2(y,x)=-atan2(-y,x).
173a8617a8SJordan K. Hubbard  *	2. Reduce x to positive by (if x and y are unexceptional):
183a8617a8SJordan K. Hubbard  *		ARG (x+iy) = arctan(y/x)   	   ... if x > 0,
193a8617a8SJordan K. Hubbard  *		ARG (x+iy) = pi - arctan[y/(-x)]   ... if x < 0,
203a8617a8SJordan K. Hubbard  *
213a8617a8SJordan K. Hubbard  * Special cases:
223a8617a8SJordan K. Hubbard  *
233a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2((anything), NaN ) is NaN;
243a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(NAN , (anything) ) is NaN;
253a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-0, +(anything but NaN)) is +-0  ;
263a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-0, -(anything but NaN)) is +-pi ;
273a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-(anything but 0 and NaN), 0) is +-pi/2;
283a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-(anything but INF and NaN), +INF) is +-0 ;
293a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-(anything but INF and NaN), -INF) is +-pi;
303a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-INF,+INF ) is +-pi/4 ;
313a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-INF,-INF ) is +-3pi/4;
323a8617a8SJordan K. Hubbard  *	ATAN2(+-INF, (anything but,0,NaN, and INF)) is +-pi/2;
333a8617a8SJordan K. Hubbard  *
343a8617a8SJordan K. Hubbard  * Constants:
353a8617a8SJordan K. Hubbard  * The hexadecimal values are the intended ones for the following
363a8617a8SJordan K. Hubbard  * constants. The decimal values may be used, provided that the
373a8617a8SJordan K. Hubbard  * compiler will convert from decimal to binary accurately enough
383a8617a8SJordan K. Hubbard  * to produce the hexadecimal values shown.
393a8617a8SJordan K. Hubbard  */
403a8617a8SJordan K. Hubbard 
4117303c62SDavid Schultz #include <float.h>
4217303c62SDavid Schultz 
433a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math.h"
443a8617a8SJordan K. Hubbard #include "math_private.h"
453a8617a8SJordan K. Hubbard 
4616608a81SDavid Schultz static volatile double
4716608a81SDavid Schultz tiny  = 1.0e-300;
483a8617a8SJordan K. Hubbard static const double
493a8617a8SJordan K. Hubbard zero  = 0.0,
503a8617a8SJordan K. Hubbard pi_o_4  = 7.8539816339744827900E-01, /* 0x3FE921FB, 0x54442D18 */
513a8617a8SJordan K. Hubbard pi_o_2  = 1.5707963267948965580E+00, /* 0x3FF921FB, 0x54442D18 */
5216608a81SDavid Schultz pi      = 3.1415926535897931160E+00; /* 0x400921FB, 0x54442D18 */
5316608a81SDavid Schultz static volatile double
543a8617a8SJordan K. Hubbard pi_lo   = 1.2246467991473531772E-16; /* 0x3CA1A626, 0x33145C07 */
553a8617a8SJordan K. Hubbard 
56a82bbc73SAlfred Perlstein double
atan2(double y,double x)5799843eb8SSteve Kargl atan2(double y, double x)
583a8617a8SJordan K. Hubbard {
593a8617a8SJordan K. Hubbard 	double z;
603a8617a8SJordan K. Hubbard 	int32_t k,m,hx,hy,ix,iy;
613a8617a8SJordan K. Hubbard 	u_int32_t lx,ly;
623a8617a8SJordan K. Hubbard 
633a8617a8SJordan K. Hubbard 	EXTRACT_WORDS(hx,lx,x);
643a8617a8SJordan K. Hubbard 	ix = hx&0x7fffffff;
653a8617a8SJordan K. Hubbard 	EXTRACT_WORDS(hy,ly,y);
663a8617a8SJordan K. Hubbard 	iy = hy&0x7fffffff;
673a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(((ix|((lx|-lx)>>31))>0x7ff00000)||
683a8617a8SJordan K. Hubbard 	   ((iy|((ly|-ly)>>31))>0x7ff00000))	/* x or y is NaN */
696f1b8a07SBruce Evans 	    return nan_mix(x, y);
70f5ce1664SEitan Adler 	if(hx==0x3ff00000&&lx==0) return atan(y);   /* x=1.0 */
713a8617a8SJordan K. Hubbard 	m = ((hy>>31)&1)|((hx>>30)&2);	/* 2*sign(x)+sign(y) */
723a8617a8SJordan K. Hubbard 
733a8617a8SJordan K. Hubbard     /* when y = 0 */
743a8617a8SJordan K. Hubbard 	if((iy|ly)==0) {
753a8617a8SJordan K. Hubbard 	    switch(m) {
763a8617a8SJordan K. Hubbard 		case 0:
773a8617a8SJordan K. Hubbard 		case 1: return y; 	/* atan(+-0,+anything)=+-0 */
783a8617a8SJordan K. Hubbard 		case 2: return  pi+tiny;/* atan(+0,-anything) = pi */
793a8617a8SJordan K. Hubbard 		case 3: return -pi-tiny;/* atan(-0,-anything) =-pi */
803a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
813a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
823a8617a8SJordan K. Hubbard     /* when x = 0 */
833a8617a8SJordan K. Hubbard 	if((ix|lx)==0) return (hy<0)?  -pi_o_2-tiny: pi_o_2+tiny;
843a8617a8SJordan K. Hubbard 
853a8617a8SJordan K. Hubbard     /* when x is INF */
863a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(ix==0x7ff00000) {
873a8617a8SJordan K. Hubbard 	    if(iy==0x7ff00000) {
883a8617a8SJordan K. Hubbard 		switch(m) {
893a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 0: return  pi_o_4+tiny;/* atan(+INF,+INF) */
903a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 1: return -pi_o_4-tiny;/* atan(-INF,+INF) */
913a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 2: return  3.0*pi_o_4+tiny;/*atan(+INF,-INF)*/
923a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 3: return -3.0*pi_o_4-tiny;/*atan(-INF,-INF)*/
933a8617a8SJordan K. Hubbard 		}
943a8617a8SJordan K. Hubbard 	    } else {
953a8617a8SJordan K. Hubbard 		switch(m) {
963a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 0: return  zero  ;	/* atan(+...,+INF) */
973a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 1: return -zero  ;	/* atan(-...,+INF) */
983a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 2: return  pi+tiny  ;	/* atan(+...,-INF) */
993a8617a8SJordan K. Hubbard 		    case 3: return -pi-tiny  ;	/* atan(-...,-INF) */
1003a8617a8SJordan K. Hubbard 		}
1013a8617a8SJordan K. Hubbard 	    }
1023a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1033a8617a8SJordan K. Hubbard     /* when y is INF */
1043a8617a8SJordan K. Hubbard 	if(iy==0x7ff00000) return (hy<0)? -pi_o_2-tiny: pi_o_2+tiny;
1053a8617a8SJordan K. Hubbard 
1063a8617a8SJordan K. Hubbard     /* compute y/x */
1073a8617a8SJordan K. Hubbard 	k = (iy-ix)>>20;
1089d7d0936SDavid Schultz 	if(k > 60) {		 	/* |y/x| >  2**60 */
1099d7d0936SDavid Schultz 	    z=pi_o_2+0.5*pi_lo;
1109d7d0936SDavid Schultz 	    m&=1;
1119d7d0936SDavid Schultz 	}
1129d7d0936SDavid Schultz 	else if(hx<0&&k<-60) z=0.0; 	/* 0 > |y|/x > -2**-60 */
1133a8617a8SJordan K. Hubbard 	else z=atan(fabs(y/x));		/* safe to do y/x */
1143a8617a8SJordan K. Hubbard 	switch (m) {
1153a8617a8SJordan K. Hubbard 	    case 0: return       z  ;	/* atan(+,+) */
1169d7d0936SDavid Schultz 	    case 1: return      -z  ;	/* atan(-,+) */
1173a8617a8SJordan K. Hubbard 	    case 2: return  pi-(z-pi_lo);/* atan(+,-) */
1183a8617a8SJordan K. Hubbard 	    default: /* case 3 */
1193a8617a8SJordan K. Hubbard 	    	    return  (z-pi_lo)-pi;/* atan(-,-) */
1203a8617a8SJordan K. Hubbard 	}
1213a8617a8SJordan K. Hubbard }
12217303c62SDavid Schultz 
12317303c62SDavid Schultz #if LDBL_MANT_DIG == 53
12417303c62SDavid Schultz __weak_reference(atan2, atan2l);
12517303c62SDavid Schultz #endif
126