math: fix pow signed shift ub
[oweals/musl.git] / src / math / fmaf.c
1 /* origin: FreeBSD /usr/src/lib/msun/src/s_fmaf.c */
2 /*-
3  * Copyright (c) 2005-2011 David Schultz <das@FreeBSD.ORG>
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  *
15  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
16  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
17  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
18  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
19  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
20  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
21  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
22  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
23  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
24  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
25  * SUCH DAMAGE.
26  */
27
28 #include <fenv.h>
29 #include <math.h>
30 #include <stdint.h>
31
32 /*
33  * Fused multiply-add: Compute x * y + z with a single rounding error.
34  *
35  * A double has more than twice as much precision than a float, so
36  * direct double-precision arithmetic suffices, except where double
37  * rounding occurs.
38  */
39 float fmaf(float x, float y, float z)
40 {
41         #pragma STDC FENV_ACCESS ON
42         double xy, result;
43         union {double f; uint64_t i;} u;
44         int e;
45
46         xy = (double)x * y;
47         result = xy + z;
48         u.f = result;
49         e = u.i>>52 & 0x7ff;
50         /* Common case: The double precision result is fine. */
51         if ((u.i & 0x1fffffff) != 0x10000000 || /* not a halfway case */
52                 e == 0x7ff ||                   /* NaN */
53                 result - xy == z ||                 /* exact */
54                 fegetround() != FE_TONEAREST)       /* not round-to-nearest */
55         {
56                 /*
57                 underflow may not be raised correctly, example:
58                 fmaf(0x1p-120f, 0x1p-120f, 0x1p-149f)
59                 */
60 #if defined(FE_INEXACT) && defined(FE_UNDERFLOW)
61                 if (e < 0x3ff-126 && e >= 0x3ff-149 && fetestexcept(FE_INEXACT)) {
62                         feclearexcept(FE_INEXACT);
63                         /* TODO: gcc and clang bug workaround */
64                         volatile float vz = z;
65                         result = xy + vz;
66                         if (fetestexcept(FE_INEXACT))
67                                 feraiseexcept(FE_UNDERFLOW);
68                         else
69                                 feraiseexcept(FE_INEXACT);
70                 }
71 #endif
72                 z = result;
73                 return z;
74         }
75
76         /*
77          * If result is inexact, and exactly halfway between two float values,
78          * we need to adjust the low-order bit in the direction of the error.
79          */
80 #ifdef FE_TOWARDZERO
81         fesetround(FE_TOWARDZERO);
82 #endif
83         volatile double vxy = xy;  /* XXX work around gcc CSE bug */
84         double adjusted_result = vxy + z;
85         fesetround(FE_TONEAREST);
86         if (result == adjusted_result) {
87                 u.f = adjusted_result;
88                 u.i++;
89                 adjusted_result = u.f;
90         }
91         z = adjusted_result;
92         return z;
93 }